Считается, что Пифагор изобрел этот сосуд, чтобы всем рабам доставалось одинаковое количество воды. Если в него налить больше, чем положено, все содержимое кружки выльется. Как устроено это древнегреческое изобретение?
Если люди живут в местности с недостатком питьевой воды, перед ними встает задача поровну разделить этот ограниченный ресурс между всеми людьми. Пифагор Самосский — один из самых известных древнегреческих мыслителей, живший на острое Самос — предложил действенное решение этой проблемы.
Считается, что на греческом острове Самос был недостаток питьевой воды, но рабов там трудилось достаточного много. Чтобы каждому из них доставалось равное количество жидкости, Пифагор изобрел специальную кружку: если налить в нее больше положенного, абсолютно вся вода выльется из сосуда. Это должно было поощрять рабов не брать больше положенного, иначе они рискуют остаться вообще без питья.
Эта кружка отличается от обычной наличием в ее центре колонки. Именно эта колонка и обуславливает такие свойства кружки Пифагора. Внутри нее располагается U-образная трубка с коленами разной длины. Короткое колено сообщается с самой кружкой, а длинное выходит через дно сосуда наружу. Работает вся эта конструкция по принципу сифона.
Сифон — это устройство, в котором происходит перемещение жидкости из сосуда, где ее больше, в тот сосуд, где жидкости меньше. Происходит это под влиянием сразу нескольких факторов. Когда вода начинает выливаться из колена большей длины, это создает разницу давлений, которая заставляет следующую порцию воды двигаться по длинному каналу. Действие атмосферного давления считалось главным объяснением работы сифона, но в XX веке ученые показали, что это устройство работает даже в вакууме.
Самое известное использование сифона связано с водяными часами Ктезибия. В них вода, достигнув определенной отметки, полностью выливается из колонки и вращает колесо, которое связано с часовым механизмом, отмеряющим время.
Проведенные во второй половине XX и в XXI веке эксперименты показали, что определяющими факторами в работе сифона являются гравитация и молекулярная когезия. Второй фактор обуславливает способность молекул воды «зацепляться» друг за друга и двигаться подобно цепи из множества звеньев. Если вы перебросите цепь через перекладину, то она под действием силы тяжести соскользнет на ту сторону, где звеньев больше. Подобный эффект наблюдается и в сифоне.
В результате, когда такая «цепь» из молекул воды переливается из короткого колена в длинное, она «падает» вниз (стекает) и вытягивает за собой молекулы из сосуда. И так будет происходить до тех пор, пока вода в сосуде не закончится или пока кто-то не додумается закрыть пальцем отверстие длинного колена.
