Слонодёмия - Панкратов Илья - Страница 6

«Хорошо, что мы не проходили мимо компостной кучи», — подумал хомячок, засыпая.

Заметки Дёминого папы

Диффузия, или Как пройти сквозь стену

Всё вокруг состоит из молекул. Это очень маленькие частички, их даже орёл не разглядит. Чем они ближе друг к другу, тем плотнее вещество. В куске скалы они будто пассажиры автобуса: сидят рядками и покачиваются в разные стороны. Ведро с водой похоже на вестибюль станции метро в час пик. Люди находятся близко друг к другу, но перемещаются по перрону и обмениваются местами. В автобусе поменяться тоже можно, но сложно. Надо затратить много сил, обоим пассажирам придётся встать.

Молекулы газа подобны участникам фестиваля (кстати, большинство демонов Максвелла обожают лёгкую атлетику вообще и бег в частности). Представьте себе огромный стадион, по которому носятся во все стороны бегуны. Чтобы никому не было обидно, бегут не по кругу, а по всему полю. Определить, кто первый, а кто отстающий, в этом случае невозможно. Это же праздник для всех любителей бега, а не только для победителя! Одна беда — частые столкновения. Поэтому всем выдаются пробковые шлемы и надувные жилеты. По краям поля размещены четыре пункта выдачи спортивной формы. В каждом из них шлемы и жилеты своего цвета. Когда даётся команда: «Старт!» — бегуны срываются с мест. Если бы вы наблюдали за фестивалем с высоты, то увидели бы, как довольно скоро участники разных цветов равномерно разбежались по стадиону. Такое «размешивание» происходит за среднее время пробежки через весь стадион. Это и есть пример диффузии в газах.

А демонам Максвелла не привыкать, что рядом меняются законы природы. Подчас и они сами оказываются на месте молекул. Точнее, с ними происходят такие процессы, в которых обычно участвуют только молекулы.

Напомню, что диффузия — это взаимное проникновение молекул. Этим сложным словом называются вполне обыденные явления (и некоторые обеденные). Капните заварку в прозрачный стакан с кипятком. Вы увидите, как по воде расползаются коричневые «нити». Это заварка распределяется по стакану. Посмотрим на спасающуюся каракатицу. Вот она выпустила чернильное пятно для маскировки. Без диффузии этим головоногим пришлось бы несладко. Зато сладко от съеденных каракатиц стало бы сотовым муренам и зубастым китам. Бросим в стакан чая пару кусочков сахара — пусть и нам будет повкуснее. Если выключить диффузию, сахар так и пролежит кубиком на дне и вряд ли изменит вкус чая. Нам, увы, не дано включать и выключать физические процессы, но мы можем влиять на них (хотя и это самообман — ведь скорее физические процессы влияют на нас). Если мы захотим подсластить холодный чай, то заметим: сахар растворяется значительно дольше. Понять это легко. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы. Чем быстрее движутся молекулы, тем быстрее молекулы одного типа проникают и перемешиваются с другими молекулами. Значит, и диффузия идёт быстрее при высоких температурах.

Картинка 2. Диффузия в твёрдом теле, жидкости и газе

А) Твёрдое тело. Стрелочки 1, 2 — пассажиры сдвинулись на одно место (вакансионный механизм). Вакансия — это дырка. Б) Жидкость. В) Газ.

Ещё один пример — запахи. Молекулы в воздухе могут преодолевать большие расстояния. Чтобы почувствовать запах, достаточно нескольких молекул (см. картинку 3). Поэтому мы понимаем, что жарится мясо, даже находясь вне кухни.

А что же наши герои? Им-то пришлось на своей шкуре испытать диффузию! Легко ли быть молекулой, выскакивающей из шарика? На картинке 4 показан шарик, наполненный гелием. Гелий легче воздуха, поэтому шарик висит под потолком (между прочим, вверх его тащит сила Архимеда — о ней речь пойдёт в двенадцатой главе). Однако со временем молекулы гелия вылетают наружу. Прямо сквозь оболочку!

Картинка 3. Запахи

В левом нижнем углу комнаты флакон духов. В правом верхнем — нос. Эта картинка — что-то вроде карикатуры. Ведь на фотографиях таких носов не бывает, тем более на потолке.

Так Серволк и попал в Охранору. Он будто превратился в молекулу, проникшую внутрь шарика сквозь оболочку. Дёма и Бутям тоже стали молекулами и выскочили из Охраноры. Надо сказать, им крупно повезло. Шарик на картинке 4 сдувается за несколько дней. Друзья могли бы долго биться о потолок и отскакивать от него. Совсем как Тямба. Он тоже, словно молекула гелия, ударялся об оболочку (кусты) и никак не мог сквозь них пробраться. Только когда законы физики снова заработали как обычно (стоило Дёме отойти подальше), долговязый хомячок легко прошёл сквозь кустарник.

Ещё дольше диффузия идёт в твёрдых телах. Вспомните картинку 2. Пока пассажиры обменяются местами, пройдут годы! Ведь молекул даже в небольшом кусочке больше, чем людей, которые знают, что такое транспорт. Возьмите две пластинки с хорошо отшлифованными поверхностями и плотно прижмите их друг к другу. Лет за пять они будто склеятся по границе. Правда, если поблизости демон Максвелла, свойства диффузии могут меняться, и тогда ждать много лет не придётся. Молекулы так быстро забе́гают, что и разломанный предмет срастётся.

Вы любите солёные огурцы? Вам же не приходится разрезать каждый огурец и засыпать туда соль! Вы наливаете в бочку с огурцами солёную воду, и за несколько дней соль проникает в каждый овощ. Благодаря диффузии, конечно.

Картинка 4. Шарик

А) Шарик, наполненный гелием. Б) Из-за диффузии шарик сдувается. Оболочка шарика имеет вес, поэтому шарик опускается. Масштаб на этом рисунке не соблюдается совсем. В противном случае молекул не было бы видно, а показать их на картинке хочется. На самом деле молекул в шарике гораздо больше.

Глава третья

В яблоню

Друзья измеряют площадь, стреляют из лука и ставят серьёзный эксперимент

Дёма проснулся от какого-то неудобства. Странно, вроде всё как обычно. Кроватка уютная, подушка мягкая. Он лежит словно вопросительный знак, завёрнутый в одеяло.

«Это же не моя кровать! — осенило демона Максвелла. — Значит, приключение с волком было наяву! Монета! Где Фамильная Монета?»

Дёма надеялся, что часть воспоминаний окажется сном. Ведь Фамильная Монета — не только семейная реликвия. В его родном мире у неё чудесные свойства. Она помогает свершаться случайным событиям, которые обычно не происходят. Что делать, если враг напал на родной город, а защитники плохо стреляют? Нет ничего проще — применить Фамильную Монету, и все стрелы попадут в неприятеля. Мало того что судьба забросила Дёму в чужой мир, откуда он не знает пути домой. Как вернуться без той самой Монеты?! Нужно отыскать её любой ценой.

Дёма приподнялся на локтях и осмотрелся. Утренние лучи уже просочились в комнатку, вот-вот хлынут и затопят её доверху. Лёгкие шторы цвета сочной травы не смогут помешать солнцу. И картина с оранжевыми тыквами, и аккуратный деревянный шкафчик для одежды, и тумбочка с большой ручкой-шаром — всё-всё окунётся в слепящий поток. Демон Максвелла вскочил, отбросил одеяло и метнулся к синему комбинезону с подтяжками. Вчера Дёма настолько устал, что бросил его на тумбочку, даже не расправив. Впрочем, этот малыш и раньше не обладал привычкой аккуратно складывать одежду или развешивать её в шкафу. Дёма потряс комбинезон, проверил карманы. Особенно тот самый, расшитый золотым узором, где и должна быть Фамильная Монета. Нашлась только Детская Монета.

Одевшись, демон Максвелла вышел из комнаты и продолжил поиск. Он оказался в большом зале. Это была столовая. Обследовал обеденный стол, стоящий справа у окна. Заглянул и под него, приподняв край скатерти. Затем направился в кухонный уголок. Обшарил плиту и столик для готовки. Постепенно Дёма вспомнил подробности богатого событиями вчерашнего дня. Монету он действительно потерял не здесь. Значит, искать её сейчас бессмысленно. Демон Максвелла вышел в прихожую.