Рис. 6. Адиабатическая пушка.

ного гидравлического пресса (рис. 5). Между на­ковальнями находится тонкий слой исследуемо­го вещества. При сжатии таких плит в веществе развивается огромное давление. Его уже уда­лось довести до полумиллиона атмосфер. Боль­шего давления не выдерживает материал, из которого сделаны наковальни.

Подсчитаем, с какой силой нужно сжать на­ковальни, чтобы достичь такого давления. Пусть диаметр основания наковальни, на котором расположено вещество, равен 1,6 см. Тогда площадь наковальни равна приблизительно 2 см². Значит, чтобы получить давление в 0,5 млн. атм, нужно сжать плиты с силой 1000 т. Что же такое 1000 т? Это груз двадцати 50-тонных товарных вагонов. Целый поезд!

Кроме статического давления, существует еще динамическое, быстроменяющееся давле­ние; оно возникает и уменьшается в доли се­кунды. Таково, например, давление взрыва. Динамические давления возникают в двигате­лях внутреннего сгорания, в орудиях и т. д.

Представим себе, что выходное отверстие в стволе артиллерийского орудия закрыто сталь­ной пробкой. Если таким орудием произвести выстрел, то снаряд, который легко пробил бы броню танка, эту пробку не пробьет. Он доле­тит почти (почти!) до этой пробки, остановится и... полетит обратно. Не даст ему пробить проб­ку сжатый газ. Ведь в стволе орудия находится воздух. При выстреле снаряд в стволе, как пор­шень, гонит перед собой воздух. В конце ствола давление воздуха и его плотность настолько уве­личатся, что воздух начнет действовать, как мощная пружина, и остановит снаряд. А даль­ше, как всякая пружина, воздух разжимается (расширяется) и двигает снаряд обратно. Так как сжатие в этом случае происходит в доли секунды, то газ нагревается до очень высокой температуры.

На этом принципе созданы установки для так называемого адиабатического, т. е. без об­мена тепла с окружающей сре­дой, сжатия газа (рис. 6). В та­кой установке можно получить давление до 20 тыс. атм и одно­временно температуру до 10000 °. Это дает возможность уче­ным исследовать поведение сжа­тых и нагретых газов и их вза­имодействие между собой. Ин­тересно напомнить, что в XVIII в. такой принцип был использо­ван для постройки воздушного огнива. Это была трубка, закрытая с одно­го конца. В трубке двигался поршень. При бы­стром вдавливании поршня воздух в трубке нагревался и воспламенял трут.

Итак, в настоящее время в лабораториях достигают давлений до полумиллиона атмосфер. Для чего же это нужно? Давление сильно изме­няет свойства вещества. В первую очередь ме­няется его плотность, И это изменение плот­ности приводит к удивительным явлениям.

ПОЛИМОРФНЫЕ ПЕРЕХОДЫ

Одно и то же вещество может принимать раз­личные, так называемые аллотропические фор­мы: кислород и озон, графит и алмаз. У хи­мических соединений такие аллотропические формы называются полиморфными модифи­кациями (см. ст. «Твердое тело и его загадки»). При изменении окружающих условий — темпе­ратуры, давления,— когда это изменение достиг­ло определенной стадии, вещество из одной алло­тропической формы переходит в другую и приоб­ретает другие химические или физические свой­ства. Эта точка так и называется точкой перехода. Различные аллотропические формы бывают не только у веществ, состоящих из одного химиче­ского элемента, но и у многих химических сое­динений (полиморфные формы).

В наше время считают, что при давлениях до 50 тыс. атм у каждого химического соедине­ния возможен по крайней мере один полиморф­ный переход. Опыты показывают, что у мно­гих веществ их гораздо больше. Известно, что у камфары их одиннадцать, у воды — семь, у висмута — восемь и т. д. Остановимся на воде. При 0° Ц вода замерзает. Если лед сжимать, то

131