Подушка исчезла

Подушка исчезла

-с-с-с…

С каким противным свистом спускает всегда велосипедная шина, футбольная камера или резиновая надувная подушка! Кому нужна дырявая воздушная подушка? Да и какая она, собственно, воздушная, если воздух-то из нее весь вышел?!

Но погодите. Давайте-ка вспомним одну известную школьную задачу по математике: «Через одну трубу в бассейн вливается…»

Сколько хлопот было с этими трубами, через которые в бассейн вода вливается, а из него выливается. Боюсь, право, что они вам так надоели в школе, что вы и слышать о них не хотите…

Ну, тогда забудем пока о математике и поставим простейший физический опыт. Нет, не в физическом кабинете, а у себя дома, на кухне. В каждой кухне или ванной обязательно есть обыкновенная водопроводная раковина. А больше нам ничего и не потребуется. Так что ничто не будет гореть или взрываться, успокойте, пожалуйста, маму.

Мы у раковины. Она пуста, водопроводный кран закрыт. Откроем его немного — потечет вода. Но раковина будет по-прежнему пуста, вся вода сразу же уходит через большое сливное отверстие.

Приоткроем кран побольше — струя станет сильнее. На самом донышке раковины скопится немного воды. Еще отвернем кран — воды в раковине прибудет. Вот уже раковина заполнена наполовину. Хлещет из крана вода, но уровень ее в раковине остается неизменным, не повышается и не понижается.

Почему? Сколько воды в раковину вливается, столько и выливается. Как говорят в этих случаях, наступило динамическое равновесие. Динамическое потому, что вода все время льется через раковину, но в соревновании двух струй не выигрывает ни одна. Если просто налить воду в раковину и закрыть сливное отверстие, то уровень тоже будет неизменным, но это равновесие уже статическое.

Вернемся к воздушной подушке. Она заменит теперь раковину, а воздух, естественно, воду. Надуем подушку, в нее войдет какое-то количество воздуха и останется там, пока… Пока мы не продырявим подушку (этот опыт проделаем, разумеется, мысленно, незачем портить вещи), точно так же, как открывали сливное отверстие. Воздух уйдет из подушки, как вода из раковины.

Чтобы добиться динамического равновесия в случае нашей дырявой подушки, нужно, выходит, начать вдувать в нее воздух. Если в подушку будет поступать воздуха столько же, сколько выходить, то его количество в ней останется неизменным. Вполне можно спать на такой подушке, разве только свист будет напоминать о динамическом равновесии…

Неясно лишь, кому нужна вся эта канитель с дырявой подушкой…

Проделаем еще один мысленный эксперимент — метод, которым часто пользуются в науке. Представьте обыкновенный надувной матрац. Устроим в нем уже знакомое нам динамическое равновесие — через одно отверстие воздух входит, через другое столько же выходит. А теперь заменим два больших отверстия множеством малых. Для этого проделаем в боковых стенках матраца много небольших дырочек для выхода воздуха, а входить он будет через большое число дырочек в его двойном дне. Если количество входящего и выходящего воздуха не изменится, то такая замена, конечно, вполне возможна.

Сделаем еще один шаг в нашем эксперименте: соединим между собой все выходные отверстия для воздуха, отделив, таким образом, верхнюю часть матраца от нижней. Теперь воздух будет выходить из матраца наружу через узкую щель по всему его периметру. Если количество выходящего через щель воздуха останется прежним, динамическое равновесие снова сохранится.

При желании можно отлично спать и на таком матраце, хотя, собственно, матраца-то в обычном представлении и нет — ведь его верхняя половина ничем не связана с нижней! Воздушная подушка как бы исчезла, но в действительности осталась.

Внешне все это выглядит даже загадочно: лежит человек на полотнище, которое парит в пространстве, ни на что не опираясь. Будь воздух цветным, мы увидели бы, как в зазор между нижним и верхним полотнищем из отверстий нижнего втекают цветные струйки, а из кольцевой щели между полотнищами во все стороны растекается цветная пелена. Но воздух не цветной…

Так мы впервые встречаемся с воздушной подушкой-призраком. Роль и значение в технике подобных подушек, пожалуй, даже больше, чем обычных.

Если угодно, можно сделать и еще один, последний шаг в нашем опыте с надувным матрацем — вообще удалить верхнее полотнище.

Представьте, лежит человек вроде бы и на матраце, но вроде нет, поскольку, если приглядеться, он нигде матраца не касается. Парит в воздухе, да и только! А в действительности, покоится на воздушной подушке, но невидимой. Давление воздуха в подушке поддерживает человека на весу. Точно так же, как и самый обыкновенный надувной матрац. Но только матрац, равновесие воздуха в котором динамическое — сколько вытекает, столько и притекает.

Если на невидимой подушке можно спать так же, как и на обычной, зачем, спрашивается, огород городить? Ведь это не просто, создать нужное динамическое равновесие. Однако подобные матрацы существуют, иной раз они абсолютно необходимы.

Без них не обойтись, например, в случае тяжелых ожогов, когда даже легкое прикосновение ткани надувного матраца причиняет невыносимую боль. Только невидимая воздушная подушка может принести успокоение. Более того, обволакивающая тело пелена выходящего из матраца подогретого стерильного воздуха создает, как показал опыт, лучшие условия для заживления ран. Подобные «парящие ложа» уже находят применение в больницах ряда стран. В некоторых конструкциях даже одеяло или простыня, покрывающие больного, тоже «парят», не касаясь тела. Больной оказывается как бы в коконе из обволакивающего его со всех сторон воздуха.

Есть у медицинских постелей серьезный недостаток — большой расход воздуха. Чтобы уменьшить его, пытаются создать лечебную воздушную подушку иначе. Струйки воздуха из матраца выходят по-прежнему, но в этих струйках пляшут микроскопические керамические пылинки. В слое толщиной миллиметров триста пылинок этих огромное число, примерно сто миллионов, и все они как будто кипят, создавая поддерживающий больного нежнейший слой, очень напоминающий жидкость. Его и называют поэтому «псевдоожиженным», то есть «как бы жидким» слоем. Он часто применяется в технике для производственных нужд. Врачи говорят, что, наряду с прочим, такая постель позволяет лечить больных длительным сном: почему-то она действует как снотворное.

Но разве удивительное свойство парения в воздухе на воздушной подушке может быть использовано только в медицине?