Итак, от теплоты воздух расширяется. Расширяясь, воздух делается легче и поднимается кверху. Свое тепло воздух получает от земли: нагретая солнцем земля нагревает и воздух. В жаркий летний день теплые воздушные струйки безостановочно тянутся кверху. Когда-нибудь в знойный день, после полудня, присядьте в поле на теплую землю и смотрите по земле вдаль. Вам покажется, что и деревья, и дома, и все предметы, стоящие на краю поля, дрожат и волнуются. Они как будто сделаны из какого-то легкого вещества, которое колеблет самый нежный ветерок. Конечно, вы не подумаете, что дома и деревья в самом деле стали дрожать; это только так кажется! Дрожат не предметы, а колеблются и волнуются идущие кверху струйки теплого воздуха.
Возьмите зажженную свечу, держите ее перед собой и смотрите одним глазом на стену над ее пламенем. Как только вы начнете слегка двигать свечой, заволнуется и стена, на которую вы смотрите. Она волнуется потому, что вы смотрите на нее через дрожащие струи теплого воздуха. Этот теплый воздух поднимается от пламени свечи кверху.
Почему теплый воздух, поднимаясь кверху, остывает
Представьте себе, что вы вдруг каким-нибудь чудом очутились внутри теплой струйки воздуха, поднимающейся в жаркий день с поля, и полетели, поплыли вместе с ней кверху. Сколько интересного повидали бы вы тогда! Сколько нового узнали бы во время своего чудесного путешествия! Вот поднялись вы выше больших деревьев, которые теперь кажутся вам сверху маленькими кустиками. Какую даль теперь охватывает ваш взор… Вон виднеется между деревьями ваше село, точно кучка маленьких игрушечных домиков, а за ним, далеко-далеко, вьется пыльная дорога. Как легко и хорошо дышится в этой вышине, в чистом теплом воздухе!
Но вот вы поднялись так высоко, что уже не можете разглядеть ни села, ни деревьев. Вы почувствовали, что вам стало холодно. Дышать стало труднее. Вы стараетесь вдыхать воздух полной грудью, а воздуха все равно не хватает. Куда же девалась та чудесная теплая воздушная струйка, с которой вы поднялись от земли? Струйка эта все еще вокруг вас, но только она уже не та, что была возле земли. Она расширилась, выросла, и воздух ее сделался редким. Расширяясь, струйка сделалась холоднее. Почему же произошло с ней такое превращение? Если вы немного подумаете, то наверное поймете, в чем тут дело.
Пока ваша струйка была внизу возле земли, на нее давил весь слой воздуха, лежащий над землей. Теперь же, когда струйка поднялась, она оставила внизу самый плотный воздух. На нее теперь давит только тот воздух, который лежит еще выше нее. Давление стало гораздо слабее, и струйка расширилась. Она сделалась больше, а воздух ее стал редким.
Почему же этот воздух стал холоднее? А потому что сама струйка расширилась. Вы, вероятно, знаете, что кожа, из которой сделан поршень велосипедного насоса, укреплена так, что при вдвигании воздух не проходит под поршень и сжимается под ним, если закрыть пальцем отверстие насоса, а при выдвигании поршень не мешает воздуху проходить через него.
Попробуйте