Вода, когда она поглощается атмосферой, находится не в водном состоянии, а превращается в пар под воздействием тепла, а затем соединяется с более чем в пять раз большим количеством теплорода, чем требуется, чтобы довести ледяную воду до температуры кипения, и занимает пространство в 800 раз большее, чем когда она находится в форме воды. Большая часть материи тепла, химически соединяясь с водой, делает ее легче по удельному весу; что является причиной ее подъема и смешивания с атмосферой. Воды на поверхности Земли рассеялись бы в пар при небольшой степени тепла, если бы у нас не было атмосферы. Под давлением атмосферы вода кипит при 212°, но в вакууме она кипит при нагревании всего до 67°. Напротив, если к воде приложено дополнительное давление с помощью автоклава Папена, ее можно нагреть до 400°, не вызывая кипения. Как долго бы мы ни кипятили жидкость в открытом сосуде, мы не можем сделать ее хоть немного горячее точки кипения. Когда она достигает этой точки, пар поглощает тепло и уносит его так быстро, как оно генерируется. Когда вода принимается в атмосферу, если воздух теплый, она настолько изменяется своим соединением с материей тепла, что становится совершенно невидимой. В этом состоянии она занимает пространство в 1400 раз большее, чем ее обычное жидкое состояние.
После того как пар некоторое время остается в атмосфере, он в некоторой мере конденсируется; и частицы воды, из которых он состоит, соединяются и образуют полые пузырьки, которые накапливаются вместе и производят облака. Как это происходит, те, кто внимательно рассматривал этот предмет, не согласны. Доктор Томсон, хорошо исследовав этот вопрос, заключает из всех фактов, что «образование облаков и дождя не может быть объяснено ни одним принципом, с которым мы знакомы». Однако, говорит мистер Паркс, вероятно, что электричество само по себе является первопричиной. Соссюр предполагает, что именно электрическая жидкость окружает эти пузырьки и препятствует их растворению в воздухе. И идея образования облаков под воздействием электричества упоминалась Вольтой, а также доктором Франклином.
[Все признают, что облака образуются водными парами, которые удерживаются во взвешенном состоянии или в растворе атмосферой. Не является решенным вопросом, удерживает ли воздух эти пары в растворе или просто во взвешенном состоянии; и таким образом, удерживая частицы порознь, предотвращает их конденсацию.
Этот водяной пар невидим, когда он полностью соединен с воздухом. Когда он начинает отделяться от воздуха, он становится видимым путем конденсации в форме облаков, дымки и туманов. Когда он полностью отделен и достаточно конденсирован, он становится дождем, а когда температура достаточно низка, чтобы заморозить конденсированные капли, они становятся снегом или градом.
Вышеописанный процесс вполне понятен, но агент этой конденсации, возможно, необъясним. Невозможно решить все явления образования облаков, предполагая, что пары конденсируются при снижении температуры, вызванном подъемом более теплых объемов облаков в регионы более холодных. Ибо мы знаем естественную тенденцию более теплых слоев воздуха из окрестностей Земли подниматься вместе со своими водяными частицами в более холодные регионы. Следовательно, происходила бы постоянная конденсация, которая, казалось бы, требовала бы постоянного выпадения дождя или тумана; или, по крайней мере, постоянного накопления облаков.
Опять же: по этой теории ночи были бы облачными и дождливыми: так как пары, поднятые в течение дня, конденсировались бы из-за превосходящего холода последующей ночи. Более того, хорошо известно, что сильные дожди выпадают в очень теплую погоду и когда наблюдается повышение температуры.
Эти и другие соображения побудили многих людей прибегнуть к электричеству, чтобы решить этот трудный вопрос, и различные наблюдения, по-видимому, подтверждают идею о том, что оно может быть отдаленным агентом образования облаков, вызывая внезапное разрежение воздуха, что, конечно, вызвало бы внезапное снижение температуры; следствием чего была бы быстрая конденсация водяных частиц в соединении с воздухом. Эта конденсация образовала бы облака, и если бы она была достаточно быстрой и обширной, последовал бы дождь.
Это предположение значительно подкрепляется фактом обычного наблюдения, а именно: когда облака нависают над нами, но дождь не идет, внезапный ливень обрушивается мгновенно после вспышки молнии. В этом случае настолько очевидно, что молния имела непосредственное воздействие, что никто не может сомневаться, кто когда-либо наблюдал это явление.
Электризованное состояние облаков, туманов и дымки считается сильным доказательством в пользу этой теории. Облака почти всегда сильно заряжены электричеством, а иногда настолько сильно заряжены, что становятся светящимися и очень разрушительными.
11 августа 1772 года, около полуночи, яркое облако наблюдалось покрывающим гору в округе Черибон, на острове Ява, в то же время было слышно несколько раскатов, похожих на выстрелы из ружья. Люди, которые жили в верхней части горы, не имея возможности убежать достаточно быстро, большая часть облака, почти три лиги в окружности, отделилась под ними и была видна на расстоянии, поднимаясь и опускаясь, как волны моря, и испуская шары огня, настолько светящиеся, что ночь стала ясной, как день. Эффекты этого были поразительны; все было уничтожено на семь лиг вокруг; дома были разрушены; плантации были погребены в земле, и 2140 человек потеряли свои жизни. Ency. Brit. Статья, Облака.
В другом случае, 29 октября 1757 года, на острове Мальта, вскоре после полуночи, к юго-западу от города Мелита было замечено большое черное облако, которое по мере приближения меняло свой цвет, пока наконец не стало похоже на пламя огня, смешанное с дымом. При его приближении был слышен ужасный шум, который встревожил весь город. Оно прошло над портом и сначала обрушилось на английский корабль, который в одно мгновение был разорван на куски, и ничего не осталось, кроме остова; часть мачт, парусов и такелажа была унесена на значительное расстояние вместе с облаком. Мелкие суда затонули мгновенно. Оно разрушило часть города и перешло на Сицилию, но не причинило там вреда, так как было предварительно истощено. Несколько сотен человек были убиты. Ency. Brit. Статья, Облако.]
Принцип испарения является первопричиной всех дождей, туманов, росы и т.д. Океан теряет много миллионов галлонов воды ежечасно из-за испарения. Говорят, что одно только Средиземное море теряет из-за него больше, чем получает от Нила, Тибра, Роны, По и всех других рек, которые впадают в него. Когда доктор Галлей проводил свои небесные наблюдения на вершинах гор на острове Святой Елены, он обнаружил, что количество пара, которое выпадало там (даже когда небо было ясным), было настолько велико, что его наблюдения были этим сильно затруднены: его стекла были настолько покрыты водой из-за конденсации паров, что он был вынужден протирать их каждые десять минут. Чтобы определить с некоторой степенью точности, сколько воды поднялось бы в виде пара за любой промежуток времени, он взял сосуд с водой, посоленной до той же степени, что и морская вода, в который он поместил термометр, и с помощью жаровни с углями довел воду до той же степени тепла, которая была бы произведена солнцем летом: затем он прикрепил сосуд с водой с термометром в нем к одному концу пары весов и точно уравновесил его весами на другом. Затем, через два часа, он обнаружил по изменению веса сосуда, что шестидесятая часть дюйма глубины воды ушла в виде пара; и, следовательно, за двенадцать часов ушла бы одна десятая дюйма. Из этого эксперимента доктор рассчитывает (настолько точно, насколько позволяет предмет) количество воды, поднимаемой испарением из Средиземного моря, по крайней мере пять тысяч двести восемьдесят миллионов тонн воды в день; и из реки Темзы — двадцать миллионов триста тысяч тонн в день, в среднем.
Эта вода переносится ветрами в любую часть континентов: она орошает их в виде дождя, а затем питает реки, которые вновь впадают в море. В нашем климате испарение с весеннего равноденствия до осеннего оказывается примерно в четыре раза интенсивнее, чем с осеннего до весеннего. Тепло способствует всем процессам растворения; и чем больше разница между температурой воздуха и испаряющей поверхностью, тем сильнее будет испарение. Епископ Уотсон обнаружил, что даже когда в течение значительного времени не было дождей, а земля была иссушена палящим летним зноем, акр земли рассеивал в воздухе более 1600 галлонов воды в течение двенадцати часов летнего дня. Небольшое размышление убедит каждого в важности принципа испарения. Можно привести бесчисленные примеры его пользы; достаточно добавить, что без него ни трава, ни зерно не могли бы достаточно избавиться от влаги, чтобы сохраниться для использования. Наша одежда после стирки не могла бы высохнуть; также невозможно было бы выполнить множество самых обычных операций, которые способствуют нашему комфорту и удобству.
Очевидно, что вода в изобилии присутствует в атмосфере даже в самые засушливые сезоны и под самым ясным небом. Согласно экспериментам Соссюра, кубический фут атмосферного воздуха может удерживать в растворенном виде одиннадцать гран воды. Из этого свойства воздуха мы извлекаем много преимуществ. Он имеет тенденцию сохранять все на поверхности земли в надлежащей степени влажности. Из экспериментов некоторых аэронавтов следует, что воздух в верхних слоях намного суше, чем вблизи поверхности земли.
Когда встречаются два противоположных потока воздуха разной температуры, пары иногда конденсируются, и выпадает дождь. Можно заметить, что если бы температура нашей атмосферы составляла 212 градусов или выше, дождь никогда не смог бы выпасть на землю; ибо вода, поднятая испарением, превратилась бы в постоянно упругую жидкость. Такова необходимость дождя, что он не только обеспечивает надлежащую степень влажности для растительного мира, но и служит для приведения почв в состояние, пригодное для выполнения их функции. Сухая земля сама по себе неэффективна; но при увлажнении она приобретает свойство разлагать атмосферный воздух и передавать его кислород корням тех растений, которые произрастают в ней. Мы обязаны Гумбольдту знанием этого факта. Невозможно созерцать различные способы, которыми разные процессы природы призваны исправлять и уравновешивать друг друга, не будучи пораженным бесконечным всеведением Божественного Разума, который мог таким образом предвидеть тенденцию каждого закона, который он собирался установить. Сколько существует случаев, когда малейшее упущение привело бы к разрушению мира!
Эффекты пара дали новую движущую силу механике, говорит Аюи, для создания которой и измерения ее энергии потребовался недюжинный гений. Эта наука долгое время использовала воду лишь как движущую силу, пользуясь ее естественным течением или разумно управляя ее падением, чтобы подчинить ее работе машин, регулируемых непрерывно возобновляемым импульсом. Эксперименты, проведенные с силой воды, превращенной в пар, породили идею применения этого пара тем более выгодно для той же цели, поскольку, независимо от его огромной энергии, его можно транспортировать туда, где этого требуют интересы торговли и промышленности.
Создание паровых машин имело, как и создание всех других механизмов, свои различные эпохи, которым последовательно соответствовали новые степени совершенства. Уменьшить, насколько возможно, количество парообразования, необходимое для задуманного эффекта, и экономно использовать топливо; сочетать с этой главной экономией экономию материала и труда, сокращая размеры деталей без уменьшения их полезности; предотвращать взрывы с помощью мудрейших мер предосторожности, принятых при управлении агентом, чья сила становится разрушительной, когда она не ограничена: таковы в целом объекты, которые приковали внимание инженеров и вызвали среди них похвальное соперничество.
Ни в одном изобретении, будь то по изобретательности или полезности, современный гений не проявил себя более заметно, чем в изобретении паровой машины. Поразительная сила, которой человек владеет благодаря этому средству, является предметом изумления и удивления. Ни в одной части королевства эти грандиозные машины не были доведены до большего совершенства, как по размеру, так и по принципу действия, чем в горнодобывающих графствах Корнуолл и Девон. Самая большая из когда-либо построенных машин была недавно установлена на шахте Чейсуотер в графстве Корнуолл мистером С. Мойлом из этого места, и она не имеет себе равных по размеру, эффективности и аккуратности. Эта грандиозная машина эквивалентна 1010 лошадям; она работает день и ночь, откачивая воду из шахты глубиной 100 саженей и большого размера: и количество воды, выкачиваемое за одну минуту, и, следовательно, поднимаемый столб воды, больше, чем у любой другой машины подобного рода, когда-либо установленной. Все это делает величайшую честь способностям инженера и представляет собой интересный объект для всех тех, кто интересуется механикой или кто может посетить шахты Корнуолла.
Один весьма изобретательный натуралист предполагает, что подземный огонь и генерируемый им пар являются истинными и подлинными причинами землетрясений. И он считает, что упругость пара и его расширительная сила вполне способны производить грандиозные эффекты, приписываемые землетрясениям, если учесть, что эта расширительная сила пара относится к силе пороха как 140 к 5. Он также полагает, что подземный огонь должен был в разное время существовать повсеместно в недрах земли, и что в соединении с водой, или благодаря расширительной силе пара, он создал огромные континенты, а также горы нашего земного шара. В «Мемуарах Парижской академии наук» за 1707 год есть некоторые наблюдения, сообщенные Вобаном, из которых следует, что 140 фунтов воды, превращенные в пар, произвели бы взрыв, способный взорвать массу в 77 000 фунтов, в то время как 140 фунтов пороха могли бы произвести подобный эффект только на массу в 30 000.
Вода была бы чистейшим из всех напитков, говорит Штурм, если бы она была абсолютно простым телом; но, с другой стороны, ее целебная сила свелась бы к нулю. Если мы рассмотрим способ, которым вода питает растения, легко предположить, что она передает питательные соки, которые содержит, людям и животным таким же образом. Вода сама по себе не очень питательна, но, будучи очень тонкой, она растворяет питательные части пищи, служит для них проводником и переносит их в мельчайшие сосуды. Следовательно, это самый полезный напиток; он существенно необходим людям и животным; и его благотворное действие ощущается там, где все другие жидкости оказываются вредными для здоровья. «Вода Египта», — говорит аббат Маскье, — «настолько восхитительна, что не хотелось бы, чтобы жара была меньше или чтобы избавиться от чувства жажды. Турки находят ее настолько изысканной, что побуждают себя пить ее, поедая соль. Среди них ходит поговорка, что если бы Магомед испил ее, он молил бы Бога, чтобы никогда не умереть, дабы иметь это постоянное наслаждение. Когда египтяне отправляются в паломничество в Мекку или уезжают из своей страны по любому другому поводу, они говорят только о том удовольствии, которое получат по возвращении, испив вод Нила. Нет наслаждения, которое можно было бы сравнить с этим: оно превосходит, в их представлении, удовольствие от встречи со своими родственниками и семьями. Все те, кто пробовал эту воду, признают, что никогда не встречали подобной в другом месте. Когда человек пьет ее в первый раз, его трудно убедить, что это не вода, приготовленная искусством: ибо есть в ней что-то невыразимо приятное и ласкающее вкус; и она должна занимать среди вод тот же ранг, что шампанское среди вин. Но ее самое ценное качество заключается в том, что она чрезвычайно полезна. Она никогда не причиняет неудобств, в каком бы количестве ее ни пили: это настолько верно, что нередко можно увидеть, как некоторые люди выпивают три ведра ее в день без малейшего неудобства! Когда я расточаю такие похвалы воде Египта, справедливо заметить, что я говорю только о воде Нила, которая, действительно, является единственной пригодной для питья водой, ибо их колодезная вода отвратительна и нездорова. Родники настолько редки, что они являются своего рода чудом в той стране; а что касается дождевой воды, то об этом не может быть и речи, так как в Египте она почти не выпадает».
Уделив внимание положению и свойствам воды в мире природы, мы теперь покажем, что этим элементом представлены благословения Божественной благодати в моральном или духовном мире. Бог есть источник живых вод, вечно живой, вседостаточный и непрерывно текущий; подобно водам, возникающим и исходящим из родника, которые продолжаются в течение всего года: не как воды, происходящие только от некоторого избытка дождя, такие как паводки или потоки, стекающие с холмов, которые в зимний сезон текут бурными потоками, но в летний зной высыхают и иссякают. Такие ненадежные воды хорошо описаны Иовом: «Братья мои подвели, как поток, как шумные ручьи, которые проходят; которые черны от льда и в которых скрывается снег: когда становится тепло, они исчезают: когда жарко, они иссякают на своем месте. Пути их изгибаются; они уходят в ничто и погибают. Караваны из Фемы смотрели, компании из Савы ожидали их. Они были посрамлены, потому что надеялись; они пришли туда и были пристыжены». Он намекает на тех купцов, которые путешествовали компаниями или караванами с вьючными животными через пустыни Аравии; которые зимой наблюдали и отмечали в определенных местах на дороге большие скопления воды или обильные потоки, скованные в долинах сильными морозами; так что, путешествуя по той же дороге летом, они ожидали найти там воду, чтобы освежиться самим и своим жаждущим верблюдам; но, к своему великому горю и изумлению, вместо прудов или ручьев с водой находили груды сухого песка, вызванные сильной жарой. Но Бог есть источник, который посылает потоки благословений во все времена года и никогда не иссякает. Живые воды, которые исходят от Него как от своего источника, не являются стоячими или мертвыми, но текучими, подобно тем, что исходят из родников, которые никогда не пересыхают, и обладают самыми освежающими и бодрящими свойствами.