Причину такой «живости» капли ртути можно понять, внимательно просмотрев отдельные кадры кинофильма, особенно те, на которых она запечатлена в непосредственной близости от кристаллика. Оказывается, набрасываясь на кристаллик, капля приобретает такое очертание: на лобовой части ее поверхность выпукла, а на тыльной — вогнута. Эта форма создает впечатление, будто кто-то невидимый с тыльной стороны толкает каплю по направлению к кристаллику, вминая ее поверхность.
Дело в том, что раствор, обогащенный молекулами двухромовокислого калия, понижает поверхностное натяжение ртути, и поэтому вдоль периметра капли оно становится неодинаковым, понижаясь на лобовой стороне. Это обстоятельство, вообще говоря, могло бы и не привести к движению ртутной капли по направлению к кристаллику.
Капля ртути, подталкивая кристаллик хромпика, бегает но кругу
Вполне разумными и грамотными являются такие рассуждения: поскольку в любой точке объема ртутной капли давление должно быть одинаковым, контур капли должен стать таким, чтобы лапласовское давление, приложенное к любой точке поверхности капли ртути, было одним и тем же, т. е. чтобы на поверхности выполнялось следующее условие: Р≈ α / R — величина постоянная вдоль всей поверхности капли. Это означает, что там, где меньше α, меньшим должно быть и R.
Вблизи кристаллика капля двухро мовокислого калия должна приобрести грушевидную форму, узкой стороной обратившись к кристаллику. Такую форму приобрел бы резиновый шарик, если бы на одном из его участков резина была потоньше. В этом примере толщина резины пропорциональна величине поверхностного натяжения.
Изложенные соображения справедливы лишь в случае установившегося равновесия, т. е. когда выполняются два условия: первое — ртуть в капле перераспределилась так, что ее форма удовлетворяет условию постоянства лапласовского давления в любой точке поверхности, второе — химический состав среды, окружающей каплю, со временем не изменяется. В действительности, однако, в нашем опыте все далеко от равновесия. Капля не успевает «подстроить» свою форму к возникшему на ее поверхности распределению величины поверхностного натяжения, лапласовское давление, приложенное к тыльной части, оказывается большим, чем приложенное к лобовой. Разница этих давлений и есть тот «невидимый», который толкает каплю на кристаллик. Сложная пляска капли вокруг кристаллика отражает сложное и непостоянное во времени несоответствие истинной формы капли и образовавшегося распределения поверхностного натяжения вдоль ее поверхности.
Мы попробовали обуздать каплю и поступили следующим образом. Из плексигласа изготовили кювету в форме замкнутого кругового канала. Расположили ее горизонтально. В канал поместили каплю ртути, достаточно большую для того, чтобы, расплющившись под влиянием силы тяжести, она коснулась стенок канала. Заполнили кольцевую кювету соляной кислотой и перед ртутной каплей положили кристаллик двухромовокислого калия. Капля набросилась на кристаллик и стала активно толкать его перед собой вдоль кольцевого канала. Зрелище оказалось захватывающим: возникает иллюзия движения живого существа, оно жадно набрасывается на пищу и движется до тех пор, пока она не израсходована.
Из множества особенностей и свойств истинного сердца ртутное обладает лишь одним — способностью пульсировать, ритмически сокращаться и расширяться. Ртутному
Сердцу неведомы ни боль, ни перебои, ни волнение. Лишенное многих свойств истинного сердца, оно перед ним имеет безусловное, завидное преимущество — может остановиться, сколь угодно долго просуществовать бездействуя, а затем снова ожить.
У нас в лаборатории, в шкафу, где хранятся химические реактивы, живет ртутное сердце. Конструкция его несложна: фарфоровая чашка с гладким вогнутым дном, на дне чашки — капля ртути, залитая толстым слоем слабого водного раствора соляной кислоты, в который положена крупинка соли двухромовокислого калия. Фарфоровая чашка прикрыта стеклянной пластинкой, в пластинке укреплена гайка с микрометрическим винтом, заканчивающимся острой железной иголкой. Вращая винт, иголку можно опустить до соприкосновения ее острия с поверхностью ртутной капли, тогда сердце сразу же начинает работать, т. е. капля начинает периодически пульсировать.