Всегда ли кипяток горяч?

Бравый ординарец Бен-Зуф, с которым читатель, без сомнения, познакомился по роману Жюля Верна "Гектор Сервадак", был твердо убежден, что кипяток всегда и всюду одинаково горяч. Вероятно, он думал бы так всю жизнь, если бы случаю не угодно было забросить его, вместе с командиром Сервадаком, на... комету. Это капризное светило, столкнувшись с Землей, отрезало от нашей планеты как раз тот участок, где находились оба героя, и унесло их далее по своему эллиптическому пути. И вот тогда-то ординарец впервые убедился на собственном опыте, что кипяток вовсе не всюду одинаково горяч. Сделал он это открытие неожиданно, готовя завтрак.

"Бен-Зуф налил воды в кастрюлю, поставил ее на плиту и ждал, когда закипит вода, чтобы опустить в нее яйца, которые казались ему пустыми, так они мало весили.

Менее чем через две минуты вода уже закипела.

- Черт побери! Как огонь греет теперь! - воскликнул Бен-Зуф.

- Не огонь греет сильнее,- ответил, подумав, Сервадак,- а вода закипает скорее.

И, сняв со стены термометр Цельсия, он опустил его в кипящую воду.

Градусник показал только шестьдесят шесть градусов.

- Ого! - воскликнул офицер.- Вода кипит при шестидесяти шести градусах вместо ста!

- Итак, капитан? ...

- Итак, Бен-Зуф, советую тебе продержать яйца в кипятке четверть часа.

- Но они будут крутые!

- Нет, дружище, они будут едва сварены.

Причиной этого явления было, очевидно, уменьшение высоты атмосферной оболочки. Воздушный столб над поверхностью почвы уменьшился приблизительно на одну треть, и вот почему вода, подверженная меньшему давлению, кипела при шестидесяти шести градусах вместо ста. Подобное же явление имело бы место на горе, высота которой достигает 11 000 м. И если бы у капитана был барометр, он указал бы ему это уменьшение воздушного давления".

Наблюдения наших героев мы не станем подвергать сомнению: они утверждают, что вода кипела при 66 °С, и мы примем это как факт. Но весьма сомнительно, чтобы они могли чувствовать себя хорошо в той разреженной атмосфере, в которой они находились.

Автор "Гектора Сервадака" совершенно правильно замечает, что подобное явление наблюдалось бы на высоте 11 000 м: там вода, как видно из расчета^*, действительно должна кипеть при 66 °С. Подавление атмосферы при этом должно быть равно 190 мм рт. ст., ровно вчетверо меньше нормального. В воздухе, разреженном до такой степени, почти невозможно дышать! Ведь речь идет о высотах, находящихся уже в стратосфере! Мы знаем, что летчики, достигавшие такой высоты без масок, лишались сознания от недостатка воздуха, а между тем Сервадак и его ординарец чувствовали себя сносно. Хорошо, что у Сервадака под рукой не оказалось барометра: иначе романисту пришлось бы заставить этот инструмент показывать не ту цифру, которую он должен был бы показать согласно законам физики.

^* (В самом деле, если, как мы сказали в предыдущей статье, точка кипения воды падает на 3°С с поднятием на каждый километр, то для понижения температуры кипения до 66 °С нужно подняться на 34 : 3≈11 км.)

Если бы наши герои попали не на воображаемую комету, а, например, на Марс, где атмосферное давление не превышает 60-70 мм рт. ст. ⁴, им пришлось бы пить еще менее горячий кипяток - всего в 45 °С!

⁴ (Атмосферное давление у поверхности Марса такое же, как на Земле на высоте 30-35 км, т. е. менее 10 мм рт. ст., однако состав атмосфер этих планет разный.)

Наоборот, очень горячий кипяток можно получить на дне глубоких шахт, где давление воздуха значительно больше, чем на поверхности Земли. В шахте глубиной 300 м вода кипит при 101 °С, на глубине 600 м - при 102 °С.

При значительно повышенном давлении закипает вода и в котле паровой машины. Например, при 14 атм вода закипает при 200 °С. Напротив, под колоколом воздушного насоса можно заставить бурно кипеть воду при обыкновенной комнатной температуре, получая "кипяток" всего в 20 °С ⁵.

⁵ (Следует иметь в виду, что при резком уменьшении давления воздуха над поверхностью воды, кроме водяных паров, из воды выделяются растворимые в ней газы. Некоторой аналогией этого явления служит выделение пузырьков углекислого газа в бутылке с минеральной водой в тот момент, когда ее открывают.)