Глава шестая. Свойства жидкостей и газов

Море, в котором нельзя утонуть

Такое море известно человечеству с древнейших времен. Это знаменитое Мертвое море. Воды этого моря необыкновенно солены, настолько, что в них не может жить ни одно живое существо. Знойный, без дождей климат Западной Азии вызывает сильное испарение воды с поверхности моря. Но испаряется только чистая вода, растворенные же соли остаются в море и увеличивают соленость воды. Вот почему вода Мертвого моря содержит не 2-3% соли (по массе), как большинство морей и океанов, а 27% и более; с глубиной соленость растет. Итак, четвертую часть содержимого Мертвого моря составляют соли, растворенные в его воде. Общее количество солей в нем оценивается в 40 млн. тонн.

Высокая соленость Мертвого моря обусловливает одну его особенность: вода этого моря значительно тяжелее обыкновенной морской воды. Утонуть в такой тяжелой жидкости нельзя: человеческое тело легче ее.

Вес нашего тела заметно меньше веса равного объема густо-соленой воды и, следовательно, по закону плавания, человек не может в Мертвом море утонуть; он всплывает в нем, как всплывает в соленой воде куриное яйцо (которое в пресной тонет).

Юморист Марк Твен, посетивший это озеро-море, с комичной обстоятельностью описывает необычайные ощущения, которые он и его спутники испытали, купаясь в тяжелых водах Мертвого моря:

"Это было забавное купанье! Мы не могли утонуть. Здесь можно вытянуться на воде во всю длину, лежа на спине и сложив руки на груди, причем большая часть тела будет оставаться над водой. При этом можно совсем поднять голову... Вы можете лежать очень удобно на спине, подняв колени к подбородку и охватив их руками,- но вскоре перевернетесь, так как голова перевешивает. Вы можете встать на голову - и от середины груди до конца ног будете оставаться вне воды; но вы не сможете долго сохранять такое положение. Вы не можете плыть на спине, подвигаясь сколько-нибудь заметно, так как ноги ваши торчат из воды и вам приходится отталкиваться только пятками. Если же вы плывете лицом вниз, то подвигаетесь не вперед, а назад. Лошадь так неустойчива, что не может ни плавать, ни стоять в Мертвом море,- она тотчас же ложится на бок".

Рис.48. Человек на поверхности Мертвого моря

На рис. 48 вы видите человека, довольно удобно расположившегося на поверхности Мертвого моря; большая плотность воды позволяет ему в этой позе читать книгу, защищаясь зонтиком от жгучих лучей солнца.

Такими же необычайными свойствами обладает вода Кара-Богаз-Гола (залива Каспийского моря)^* и не менее соленая вода озера Эльтон, содержащая 27% солей.

^* (Плотность воды Кара-Богаз-Гола 1,18 г/см³. "В такой плотной воде можно плавать без применения усилий и, не обходя закона Архимеда, утонуть невозможно",- замечает по этому поводу исследователь (Пельш А. Д. Карабугаз, 1934) ¹)

¹ (Некоторые истории о необыкновенно большой солености этого залива читатель может узнать из повести: Паустовский К. Кара-Бугаз.- Собр. соч.- М,: Художественная литература, 1967, т. 1, с. 401.)

Нечто в этом роде приходится испытывать тем больным, которые принимают соленые ванны. Если соленость воды очень велика, как, например, в Старорусских минеральных водах, то больному приходится прилагать немало усилий, чтобы удержаться на дне ванны. Я слышал, как женщина, лечившаяся в Старой Руссе, с возмущением жаловалась, что вода "положительно выталкивала ее из ванны". Кажется, она склонна была винить в этом не закон Архимеда, а администрацию курорта...

Степень солености воды в различных морях несколько колеблется,- и соответственно этому суда сидят не одинаково глубоко в морской воде. Быть может, некоторым из читателей случалось видеть на борту судна близ ватерлинии так называемую "Ллойдовскую марку" - знак, показывающий уровни предельных ватерлиний в воде различной плотности. Например, изображенная на рис. 49 грузовая марка означает уровни предельных ватерлиний:

У нас эти марки введены как обязательные с 1909 г. ².

² (Отдельные типы судов, например немецкие корабли, плавающие во внутренних водах Балтийского бассейна, снабжаются тремя различными грузовыми марками, отчетливо нанесенными на бортах середины судна, а именно: FW - высота палубы в пресной воде, S и W - летняя и зимняя высоты палубы в морской воде (см.: Дитрих Г., Калле К. Общее мореведение: Введение в океанографию.- Л.: Гидрометеоиздат, 1961).)

Рис.49. Грузовая марка на борту корабля

Заметим в заключение, что существует разновидность воды, которая и в чистом виде, без всяких примесей, заметно тяжелее обыкновенной; ее плотность 1,1 г/см³, т. е. на 10% больше, чем обыкновенной; следовательно, в бассейне с такой водой человек, даже не умеющий плавать, едва ли мог бы утонуть. Такую воду назвали "тяжелой" водой; ее химическая формула D₂O (входящий в ее состав изотоп водорода состоит из атомов, вдвое тяжелее атомов обыкновенного водорода, и обозначается буквой D). "Тяжелая" вода в незначительном количестве растворена в обыкновенной: в ведре питьевой воды ее содержится около 8 г.

Тяжелая вода состава D₂O (разновидностей тяжелой воды различного состава возможно семнадцать ³ в настоящее время добывается уже почти в чистом виде; примесь обыкновенной воды составляет менее 0,05%.

³ (Тяжелая вода широко применяется в атомной технике, в частности в атомных реакторах. Она добывается из обычной воды промышленным способом в больших количествах. Говоря о семнадцати разновидностях тяжелой воды, Я. И. Перельман имел в виду соединения типа Н₂O, составленные из различных изотопов водорода и кислорода, а именно, обычного водорода Н, дейтерия D или трития Т и изотопов природного кислорода с массовыми числами 16, 17 или 18. Химическая формула этих соединений может иметь следующий вид: Н₂0, D₂0, Т₂O, HDO, НТО или DTO с любым из трех изотопов кислорода О. Все эти соединения, кроме обычной воды Н₂0 с преобладающим на Земле легким изотопом ¹⁶O, и являются, по Перельману, разновидностями тяжелой воды, а точнее, разными жидкостями. Число их семнадцать. Добавление искусственных изотопов кислорода, например тяжелого ¹⁹О или легких ¹⁴О и ¹⁵О увеличивает и без того длинный список жидкостей, которые принято относить к воде.)