Естественная форма жидкости

Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы. Это неверно. Естественная форма всякой жидкости - шар. Обычно сила тяжести мешает жидкости принимать эту форму, и жидкость либо растекается тонким слоем, если разлита без сосуда, либо же принимает форму сосуда, если налита в него. Находясь внутри другой жидкости такого же удельного веса, жидкость по закону Архимеда "теряет" свой вес: она словно ничего не весит, тяжесть на неё не действует, - и тогда жидкость принимает свою естественную, шарообразную форму (рис. 61).

Рис. 61. Масло внутри сосуда с разбавленным спиртом собирается в шар, который не тонет и не всплывает (опыт Плато)

Прованское масло плавает в воде, но тонет в спирте. Можно поэтому приготовить такую смесь из воды и спирта, в которой масло не тонет и не всплывает. Введя в эту смесь немного масла посредством шприца, мы увидим странную вещь: масло собирается в большую круглую каплю, которая не всплывает и не тонет, а висит неподвижно^*.

^* (Чтобы форма шара не казалась искажённой, нужно производить опыт в сосуде с плоскими стенками (или в сосуде любой формы, но поставленном внутри наполненного водой сосуда с плоскими стенками).)

Опыт надо проделывать терпеливо и осторожно,- иначе получится не одна большая капля, а несколько шариков поменьше. Но и в таком виде опыт достаточно интересен. Это, однако, ещё не всё. Пропустив через центр жидкого масляного шара длинный деревянный стерженёк или проволоку, вращают их. Масляный шар принимает участие в этом вращении. (Опыт удаётся лучше, если насадить на ось небольшой смоченный маслом картонный кружочек, который весь оставался бы внутри шара). Под влиянием вращения шар начинает сначала сплющиваться, а затем через несколько секунд отделяет от себя кольцо. Разрываясь на части, кольцо это образует не бесформенные куски, а новые шарообразные капли, которые продолжают кружиться около центрального шара (рис. 62).

Рис. 62. Если масляный шар в спирте быстро вращать при помощи воткнутого в него стерженька, от шара отделяется кольцо

Впервые этот поучительный опыт произвёл бельгийский физик Плато. Здесь описан опыт Плато в его классическом виде. Гораздо легче и не менее поучительно произвести его в ином виде, предложенном покойным ленинградским физиком-педагогом Розенбергом: "Маленький стакан споласкивают водой, наполняют прованским маслом и ставят на дно большого стакана; в последний наливают осторожно столько спирта, чтобы маленький стакан был весь в него погружён.

Затем по стенке большого стакана из ложечки осторожно доливают понемногу воды. Масло в маленьком стакане принимает выпуклую поверхность; выпуклость постепенно возрастает и при достаточном количестве подлитой воды поднимается из стакана, образуя шар довольно значительных размеров, висящий внутри смеси спирта и воды" (рис. 63).

Рис. 63. Упрощение опыта Плато

За неимением спирта, можно проделать этот опыт с анилином - жидкостью, которая при обыкновенной температуре тяжелее воды, а при 75-85° Ц легче её. Нагревая воду, мы можем, следовательно, заставить анилин плавать внутри её, причём он принимает форму большой шарообразной капли. При комнатной температуре капля анилина уравновешивается в растворе соли^*.

^* (Из других жидкостей удобен ортотолуидин - тёмно-красная жидкость; она имеет такую же плотность, как и солёная вода, в которую и погружают ортотолуидин.)