Fizika · Dvadeset drugi deo

Pumpa ne može da izvuče vodu dublje od deset metara

Ma koliko bila jaka. Kad su konačno shvatili zašto, ispostavilo se da im nešto stoji na glavi celog života.

U Italiji, pre skoro četiri veka, kopači bunara su imali stalnu nevolju.

Pumpe su radile savršeno dok je voda bila plitka. Ali kad bi bunar bio dublji od desetak metara, pumpa bi izvukla vodu dotle i tu stala. Klip se i dalje diže, cev je čitava, nigde ne curi, a voda naprosto ne ide više.

Pravili su jače pumpe. Nije pomoglo. Zaptivali su bolje. Nije pomoglo. Uvek isto: nekih deset metara i ni prst više.

Kad se nešto zaustavi tačno na istom mestu svaki put, to nije kvar. To je pravilo koje niko ne razume.

Stani i pitaj: Ako pumpa vuče vodu naviše, zašto bi je uopšte bilo briga koliko je bunar dubok?

Pumpa ne vuče

Prva greška je bila u samoj reči.

Kad kroz slamku piješ sok, izgleda da ga usisavaš, da ga vučeš ka sebi. Ali ne postoji nikakva kuka koja bi uhvatila sok i povukla ga uz slamku.

Ono što zapravo radiš jeste da uklanjaš vazduh iz slamke. A sok u čaši ostaje izložen vazduhu koji pritiska njegovu površinu odozgo, sa svih strana oko slamke. Taj pritisak gura sok u jedino mesto gde mu se niko ne opire, a to je slamka.

Sok se penje zato što ga vazduh gura odozdo, ne zato što ga ti vučeš odozgo.

Isto radi i pumpa u bunaru. Ona pravi prazninu u cevi, a vodu u bunar gura vazduh koji leži nad njim.

A ako vodu gura vazduh, onda voda može da se popne samo dotle dokle vazduh ima snage da je gurne. Tu je granica, i ona nema veze sa pumpom.

Cev koja je to pokazala

Godine 1643. jedan italijanski naučnik, Evangelista Toričeli, smislio je kako da to proveri u sobi.

Deset metara vode ne staje u kuću. Zato je uzeo tečnost koja je mnogo teža od vode. Bila je to živa, tečni metal, koji je četrnaest puta teži od vode. Danas se sa njom više ne radi jer je otrovna.

Napunio je staklenu cev dugu oko metar, zapušio je prstom, okrenuo naopako i uronio otvoreni kraj u posudu sa istom tečnošću. Onda je sklonio prst.

Tečnost u cevi je pala, ali nije istekla sva. Zaustavila se na oko sedamdeset šest centimetara visine i tu ostala. Iznad nje, u zatvorenom vrhu cevi, ostao je prazan prostor.

Sad izračunaj. Sedamdeset šest centimetara nečega što je četrnaest puta teže od vode odgovara stubu vode visokom oko deset metara.

Ista granica. Ista brojka. Isti krivac.

Stani i pitaj: Ako vazduh pritiska tečnost u posudi i drži je u cevi, šta bi se desilo kad bi se cev odnela na vrh planine?

Provera na planini

Baš to pitanje je postavio jedan Francuz, i nije ostao na pitanju.

Ako tečnost u cevi drži težina vazduha iznad nje, onda visoko na planini, gde je iznad tebe manje vazduha, mora da bude slabiji pritisak. Stub bi morao da bude niži.

Poslao je 1648. godine rođaka na vrh jedne planine, sa cevi. Jedna ista takva cev ostala je dole u podnožju, da neko pazi na nju i beleži.

Kako se rođak penjao, stub se spuštao. Na vrhu je bio osetno niži nego dole. Cev koja je ostala u podnožju nije se pomerila celog dana.

To je bio kraj rasprave. Vazduh ima težinu, i njegov stub je iznad nas visok koliko je visok, pa gde ga ima manje, i pritiska slabije.

Koliko je tu težine

Vazduh u tvojoj sobi teži otprilike koliko jedan odrastao čovek. Nije praznina, nego roba koju ne vidiš.

A iznad tebe, ovog trenutka, stoji stub vazduha visok desetinama kilometara. Na tvoj dlan on pritiska snagom kojom bi te pritisnuo čovek koji ti je stao na ruku. To ne osećaš jer isto toliko pritiska i odozdo, i sa svih strana, pa se sve poništi.

Osetiš tek kad se ravnoteža poremeti. Sećaš se parne mašine, kod koje se para ohladi i ispod klipa ostane praznina. Klip tada ne gura para, nego ovaj isti vazduh koji ti stoji na ramenima dok ovo čitaš.

Kako se voda ipak vadi iz dubokog bunara

Ostaje praktično pitanje, jer bunari jesu dublji od deset metara.

Odgovor je da se pumpa spusti dole, u vodu, umesto da stoji gore. Odozgo se voda ne može vući dublje od granice, ali se odozdo može gurati koliko god visoko.

Guranje nema granicu. Vučenje je, ispostavilo se, oduvek bilo tuđe guranje.

Uradi u kuhinji

Napuni čašu vodom do samog vrha, da voda blago izboči preko ivice. Preko nje položi ravan komad tvrdog papira ili razglednicu, tako da nalegne na celu ivicu.

Pridrži papir dlanom i naglo okreni čašu naopako, iznad sudopere. Onda polako skloni dlan.

Papir ostaje prilepljen i voda ne ispada. Papir ne drži ništa odozgo — drži ga vazduh koji odozdo pritiska naviše, jače nego što voda pritiska nadole.

Radi se iznad sudopere i iz prve često ne uspe. Čaša mora biti puna do vrha, bez mehura vazduha, a papir suv i tvrd, ne tanak.

Za razgovor posle čitanja

Zašto bi se, po tebi, pakovanje čipsa naduvalo ako ga poneseš visoko u planinu?

Kopači bunara su decenijama mislili da im pumpe nisu dovoljno jake. Kako bi ti prepoznao da problem nije u spravi?

Šta ti nosiš na sebi ceo dan, a nikad ne osetiš?