Вы садитесь в кресло самолета, полет проходит нормально, но стоит вам захотеть пить и приоткрыть бутылку воды - происходит неприятность. Из-под крышки вырывается мощная струя, обливая одежду, кресло и соседа. Ситуация неловкая, но очень распространенная. Многие думают, что случайно встряхнули бутылку, пока доставали ее из сумки.
На самом деле причина не в тряске. Прямо у вас в руках сработал закон физики, о котором мы редко задумываемся на земле. Этот же закон превращает пачки с чипсами в надутые подушки, готовые лопнуть от прикосновения.
Давайте разберемся, почему безобидная тара на высоте становится водяной бомбой и как простое движение рукой может спасти ваши брюки от пятен.
Мы живем на "дне океана"
Чтобы понять суть проблемы, нужно вспомнить: мы постоянно находимся под давлением. Воздух имеет вес, и на уровне моря он давит на все предметы с силой примерно 1 килограмм на каждый квадратный сантиметр. Мы к этому привыкли и не замечаем.
Представьте, что вы купили воду в аэропорту. В этот момент давление внутри бутылки и снаружи одинаковое. Молекулы воздуха толкают стенки с равной силой. Вы закручиваете крышку, герметично "консервируя" внутри это нормальное земное давление.
Проблемы начинаются, когда самолет отрывается от земли.
Куда исчезает воздух?
Лайнеры летают на высоте 10-11 километров. Атмосфера там настолько разреженная, что человек без защиты не прожил бы и минуты. Чтобы пассажиры чувствовали себя комфортно, салон самолета герметизируют и накачивают воздухом.
Но здесь есть важный технический нюанс. Инженеры не могут создать в салоне такое же высокое давление, как на уровне моря. Если бы они это сделали, корпус самолета испытывал бы колоссальные нагрузки - его бы просто раздувало изнутри, как воздушный шар. Это потребовало бы очень толстых и тяжелых стенок.
Поэтому конструкторы идут на компромисс. Давление в полете поддерживают на уровне, соответствующем высоте 2000-2400 метров. Это безопасно для дыхания, но это значительно меньше того давления, при котором вы закрывали свою бутылку на земле.
Механизм "взрыва"
И вот тут вступает в силу физика. У вас в руках закрытая система. Внутри бутылки заперт плотный, "сильный" воздух с земли, который хочет расшириться. А снаружи, в салоне, воздух "слабый", разреженный.
Внутренний газ начинает с силой давить на пластиковые стенки, пытаясь вырваться. Именно поэтому мягкие упаковки, вроде пакетиков с орешками или чипсами, раздуваются до предела. Они становятся твердыми, как барабан.
Когда вы поворачиваете крышку бутылки, вы открываете шлюз. Воздух, находящийся под высоким давлением, мгновенно устремляется наружу, чтобы сравняться с атмосферой салона. Этот резкий рывок подхватывает воду у горлышка и выбрасывает ее фонтаном.
Особенно опасно, если вода газированная. Падение давления провоцирует мгновенное выделение газа из жидкости (как при открытии теплого шампанского), что усиливает эффект в несколько раз. Тут уже легким "пшиком" не отделаешься - фонтан будет серьезным.
Простой трюк, чтобы остаться сухим
Избежать этого можно, используя те же законы физики себе на пользу. Есть один проверенный метод, которым пользуются бортпроводники и опытные туристы.
Если вы отпили воду в аэропорту и собираетесь убрать бутылку в ручную кладь - сплющьте ее. Перед тем как закрутить крышку, сожмите стенки бутылки так, чтобы выпустить часть воздуха и уменьшить объем. Бутылка должна выглядеть слегка помятой, втянутой внутрь.
Что произойдет на высоте? Давление снаружи упадет, воздух внутри начнет расширяться, но у него будет запас места! Стенки бутылки просто расправятся, вернувшись в нормальное состояние. Избыточного давления не возникнет, и при открытии вода останется внутри.
Обратный эффект
Кстати, этот эксперимент работает и в обратную сторону. Попробуйте допить воду в полете, закрыть пустую тонкую пластиковую бутылку на высоте 10 000 метров и не открывать ее до выхода из аэропорта.
На земле вы увидите, что бутылку сплющило, словно на нее наступили. Это плотная земная атмосфера смяла пластик, потому что внутри осталось низкое "самолетное" давление. Наглядное доказательство того, насколько мощным может быть воздух, который мы даже не видим.