Пять недель на воздушном шаре. Жюль Верн
Трубка, идущая из нижней части шара, входит в сосуд через нижний диск и внутри него принимает форму змеевика, занимающего почти всю высоту сосуда. Прежде чем выйти из сосуда, змеевик входит в маленький конус, вогнутое основание которого, имеющее форму сферического колпачка, обращено книзу. Из вершины этого конуса выходит другая трубка, которая, как я уже упоминал, берёт начало в верхних слоях водорода в шаре. Сферический колпачок конуса сделан из платины, чтобы он не расплавился при высокой температуре. А горелка эта помещается на дне сосуда нагрева, посреди спиралей змеевика, так, что верхняя часть пламени слегка касается платинового колпачка.
Вы, без сомнения, знаете, что такое калорифер, предназначенный для отопления домов, и вам известно, как он действует. Воздух пропускают из помещения в трубы, откуда он возвращается нагретый. Так вот, аппарат, который я вам только что описал, – в сущности тот же калорифер.
И в самом деле, что же тут происходит? Когда горелка зажжена, водород, находящийся в змеевике и в вогнутом маленьком платиновом конусе, нагревается и быстро поднимается по трубке, ведущей в верхнюю часть шара. Образовавшаяся внизу пустота заполняется газом из нижней части шара. Газ тут также нагревается и, поднимаясь, пополняется вновь образовавшимся газом. Таким образом, по трубкам и змеевику происходит чрезвычайно быстрое движение газа, который, выходя из шара, непрерывно нагревается и снова в него поступает. При нагревании на один градус газ расширяется на одну четырёхсотвосьмидесятую своего объёма. Если я повышу температуру на восемнадцать градусов[17], то водород, заключающийся в воздушном шаре, расширится на восемнадцать четырёхсотвосьмидесятых своего объёма, или на тысячу шестьсот семьдесят четыре кубических фута; следовательно, он вытеснит ещё тысячу шестьсот семьдесят четыре кубических фута воздуха, что увеличит его подъёмную силу на сто шестьдесят фунтов. Это равносильно выбрасыванию балласта такого же веса. Если я повышу температуру на сто восемьдесят градусов, то газ расширится на сто восемьдесят четырёхсотвосьмидесятых своего первоначального объёма, вытеснит шестнадцать тысяч семьсот сорок кубических футов воздуха, и подъёмная сила шара увеличится на тысячу шестьсот фунтов.
Вы понимаете, что я могу легко изменять условия статического равновесия моего воздушного шара. Объём его был рассчитан таким образом, что, наполненный до половины, он вытесняет как раз такое количество воздуха, которое равно по весу самому шару, наполненному водородом, а также корзине с пассажирами и всей её нагрузкой. Наполненный таким образом шар держится в воздухе в строгом равновесии: он не поднимается и не снижается.
Чтобы подняться, я с помощью горелки довожу газ в шаре до температуры более высокой, чем температура окружающего воздуха. От нагревания газ расширяется, шар увеличивается в объёме и поднимается тем выше, чем больше я нагреваю водород.
Снижение достигается естественным образом: понижением температуры
Речь идёт о шкале Фаренгейта, один градус которой равен 5/9 градуса Цельсия. При нагревании на 1° по Цельсию газ увеличивается на 1/273 часть того объёма, какой он занимал при 0°.