Удивительный сосуд

Вы легко можете устроить сосуд, из которого вода вытекала бы все время равномерной струей, несмотря на то, что уровень жидкости в нем понижается. Такой сосуд изображен на рисунке. Это обыкновенная банка с узким горлом, через пробку которой вдвинута стеклянная трубка. Если вы откроете кран С ниже конца трубки, то жидкость будет литься из него неослабевающей струей до тех пор, пока уровень воды не опустится в сосуде до нижнего конца трубки. Вдвинув трубку почти вплотную ко дну, вы можете заставить всю жидкость из сосуда вытечь равномерной, хотя и очень слабой струей.

Устройство сосуда Мариотта.

Отчего это происходит? Следите внимательно за тем, что совершается в сосуде при открытии крана С. Прежде всего вода из стеклянной трубки выльется; уровень жидкости внутри нее опустится до конца трубки. При дальнейшем вытекании воды будет опускаться уже уровень воды в сосуде; через стеклянную трубку будет входить наружный воздух; он протиснется пузырьками через воду и соберется над ней в верхней части сосуда. Теперь на всем уровне В давление равно атмосферному. Значит, вода из крана С вытекает лишь под давлением слоя воды ВС, потому что давление атмосферы изнутри и снаружи сосуда уравновешивается. А так как толщина слоя ВС остается постоянной, то и неудивительно, что струя все время течет с одинаковой скоростью.

Попробуйте же теперь ответить на вопрос: как быстро будет вытекать вода, если вынуть пробочку В на уровне конца трубки?

Оказывается, что она вовсе не будет вытекать (разумеется, если отверстие не слишком велико). В самом деле: здесь изнутри и снаружи давление одинаково – равно атмосферному, – и ничто не побуждает воду вытекать.

При выдвинутой трубке струя течет сначала быстро, потом постепенно ослабевает

При глубоко вдвинутой трубке вода течет, хотя и слабой, но неизменной струей.

А если бы вы вынули пробочку А выше нижнего конца трубки, то не только вода не вытекала бы из сосуда, но в него бы еще втекал наружный воздух, – так как внутри этой части сосуда давление меньше атмосферного.

Этот сосуд со столь необычайными свойствами был придуман знаменитым физиком Мариоттом и назван по имени этого ученого «сосудом Мариотта».