Люди не сразу поняли, что воздух имеет вес. Долго его считали невесомым. На поверхности Земли вес воздуха довольно значителен. Воздух давит на все с силой примерно одного килограмма на один квадратный сантиметр. Это давление называется атмосферным. Мы с вами его легко переносим, даже не замечаем, потому что давление, которое существует внутри нас, уравновешивает давление наружное. В естественных условиях вакуум не встретишь. А за пределами Земли, за пределами ее атмосферы, в космосе вакуум могуч и коварен. От него приходится тщательно оберегать крошечную атмосферу космического корабля, делая корабль герметичным. Все люки его должны плотно закрываться. Малейшая щель, малейшая оплошность — и весь воздух из корабля может улетучиться в ненасытное космическое пространство.
Для выхода из корабля в открытый космос космонавт надевает, как вы знаете, скафандр и обеспечивает себя воздухом для дыхания. Сначала космонавт через люк входит в шлюзовой отсек. Люк тщательно закрывается. Открывается второй, наружный люк, при этом небольшое количество воздуха, которое было в отсеке, стремительно вылетает в мировое пространство. Космонавт выходит наружу.
И вот возникает вопрос: как же удерживается воздух вокруг Земли, почему он не рассеялся в необъятных просторах космоса?
Здесь надо сказать спасибо земному притяжению. Земное притяжение крепко держит на Земле не только нас с вами и все, что на ней находится, но и воздух. Чем ближе к поверхности Земли, тем плотнее ее атмосфера. А на высоте ста километров она очень разреженная, и эту высоту считают границей, за которой и начинается космос.
У планет меньших, чем Земля, сила притяжения слабее, и поэтому на них атмосфера либо совсем отсутствует, либо сильно разреженная.
Несмотря на «вредность» вакуума, он оказывается иногда очень полезным и нужным. Есть такие отрасли промышленности, где без вакуума не обойтись, и его приходится создавать искусственно. Правда, полного вакуума достичь не удается, даже не удается достичь космического вакуума, но все же воздушные насосы способны выкачивать воздух с очень высокой степенью разрежения, вполне достаточной для различных технических целей. А цели разные. Применяется вакуум и в металлургии для получения высоких сортов металла, и в литейном деле, и во многих других отраслях промышленности. Электронные лампы и телевизионные трубки не могли бы работать, если бы из них не удалили воздух.
Да и космический вакуум приносит пользу. Космические корабли летят в безвоздушном пространстве свободно, не испытывая никакого сопротивления. И астрономы всей Земли мечтают об обсерваториях, построенных за пределами земной атмосферы, где воздух не будет мешать наблюдениям небесных тел. Уже и сейчас некоторые астрономические наблюдения успешно производятся с космических орбитальных станций.
Вакуум дома
Дома у вас наверняка есть приборы, в которых заперт, «законсервирован», вакуум.
В ламповом приемнике и телевизоре находится много электронных ламп, из которых выкачан воздух Электроны, вылетая с раскаленного катода лампы, должны попасть на анод, не встретив на своем пути никаких препятствий. А это возможно только при очень большом разрежении воздуха. То же самое происходит и в телевизионной трубке. Электроны должны попасть на экран трубки и нарисовать на нем то изображение, которое мы и видим во время телевизионной передачи. Для этого электроны должны лететь внутри трубки, не испытывая никаких помех. И сделана телевизионная трубка со стороны экрана выпуклой неспроста.
Выпуклая поверхность легче выдерживает давление атмосферы, а оно довольно велико. Если рабочая поверхность трубки имеет 730 квадратных сантиметров, то воздух на стекло давит с силой около 730 килограмм. Это почти три четверти тонны, выпуклая поверхность способна выдержать такую нагрузку.
Своды арок делают дугообразные, потому что строительные материалы легче выдерживают сжатие, чем растяжение.
Да и не только строительные материалы. Возьмем куриное яйцо.
Курица, высиживая яйца, никогда не раздавит их, а слабенький цыпленок легко разбивает яйцо изнутри, когда приходит время выбираться наружу. Вы можете убедиться, что разбить скорлупу яйца изнутри гораздо легче, чем снаружи. Для этого постучите по скорлупе не очень остро заточенным карандашом сначала снаружи, а потом изнутри.
Дома у вас может оказаться еще один прибор, основанный на применении вакуума, — термос.