В общем, ты понял: начало года может быть когда угодно, оно устанавливается общественным договором, по-другому – государственным законом, если угодно – царским указом. Сейчас сказано: к 1 января, войдя в лета, ты должен доложить госорганам, сколько денег за год получил и сколько потратил. Это, значит, чтобы налог с тебя по полной со… Нет, что ты, через «бэ», не через «дэ». Это раньше мытари драли, а теперь всё культурно: ФНС, ИНН, код быстрого доступа, – от цифровизации не спрячешься.
– Но мы отвлеклись. Календарь ты знаешь: в году 12 месяцев, 365 дней. А иногда 366. Спрашиваешь, почему? Хороший вопрос. Можно подумать, что наши события повторяются через разные промежутки времени. Ничего подобного. Время течёт равномерно и неумолимо. Смотри: пока я тебе рассказывал, прошло четыре минуты, солнце вышло из-за ёлки. Говорят так: «Переместилось по небу вправо на 1 градус». Про транспортир тебе рассказывали? Значит, скоро расскажут. Но то, что в одном часе 60 минут, ты знаешь. Следовательно, за час солнце переместится на 60:4=15 градусов. Умножим 15 на 24, получим 360. В полном круге как-раз 360 градусов. Значит, за 24 часа, то есть за сутки, солнце совершит по небу полный круг. И так происходит изо дня в день, из года в год, отныне и присно, сиречь, всегда.
Годовой цикл тоже не меняет свою длительность. Но для его определения недостаточно знать направление на расположение Солнца и его высоту над ёлочкой, лучше говорить – над горизонтом, ведь ёлочка может за год подрасти. Надо наблюдать положение звёзд на небе. Не будем углубляться в астрономию, тем более ЕГЭ ты по ней сдавать не будешь. Поверь мне на слово: расположение звёзд повторяется примерно, то есть приблизительно через каждые 365 суток. Всё дел в этом «примерно». Годовой цикл составляет 365 суток и 6 часов (примерно!). Если попробуем записать длительность года в минутах или даже в секундах, точного значения всё равно не получим. Замёрз? Ладно, пойдём в дом, там доскажу.
– Итак, о длительности года (годового цикла) и суток (суточного цикла) математики говорят так: их отношение «есть число иррациональное», как отношение длины окружности к её диаметру. На сколько одинаковых мелких частичек ни дели диаметр, окружность из них ровно не составишь: или нехватка или запас получится. Знаешь, если бы за год или за несколько лет солнце совершало бы целое число оборотов (по-умному: отношение года к суткам было бы числом рациональным), – было бы очень подозрительно. Возникло бы много вопросов к Тому, кто завёл этот механизм. Потом поймёшь, о чём (или о Ком) это я. Сейчас поясню просто: иррациональность возникает из-за того, что длительность года не связана с движением Солнца по небу, точнее, с вращением Земли вокруг своей оси, хотя для нас это уточнение не важно.
Смотри, что получается. Встретили мы Новый год, как полагается, погуляли, отдохнули. Проходит 365 дней, куранты бьют двенадцать раз, – а звёзды-то встанут на свои прошлогодние места только через 6 часов. Через два года надо ждать 12 часов, через четыре – 24 часа, то есть целые сутки! Поэтому придумали делать так: эти лишние сутки добавлять к каждому четвёртому году. Дополнительный 366-й день сделали не тридцать вторым декабря (итак терпеть невмоготу!) и не тридцать первым июня (то-то каникулы бы были на один день в високос длиннее), а пристегнули его к самому короткому месяцу: в високосный год появляется 29 февраля.
– Молодец, вьюнош, вник. Недаром говорят, что горячий чай с сахаром для ума полезен. Запомнил, что 6 часов – тоже примерно. На самом деле, чуть меньше. Но про миллениум как-нибудь после, и так опять отвлеклись от главного. «Возвращаемся на первое,» – как говорили старорусские писатели. В Древней Руси начало года отмечали в марте, с приходом весны. После крещения Руси новолетие стали справлять 1 сентября, после уборки урожая (в школе новый учебный год, по-прежнему, начинается 1 сентября). И вот в Московском государстве 1 сентября встретили новый 7207-й год. От какого события? Да какая разница – 7207-й и 7207-й. Допустим, от сотворения мира. Сомневаешься? А если добавлю: «согласно Ветхому завету», – полегчает? В западных странах тогда шёл 1699-й год. Хорошо, хорошо, добавляю: «От Рождества Христова». Россией в то время правил Пётр Алексеевич Романов, пока ещё не император, а просто царь. Очень Петру нравились европейские обычаи, вот и издал он свой царский указ, чтобы 1 января отметить вместе со всем Евросоюзом новый 1700-й год «с пушечной пальбой, фейерверками и превеликим весельем». С тех пор и веселимся с тридцать первого на первое.
Если расположение звёзд на небе изменится? Так ведь и ёлочку могут срубить. Не будем так далеко заглядывать. Вот сейчас отметили очередной Новый год. Никто уж теперь и не уточняет, от какой даты, потому что всё относительно, даже время. Это не я, это Альберт Эйнштейн сказал. Но это уже совсем другая теория. Я о ней тебе как-нибудь потом расскажу.
АЮ
07 января (первая зима дедушкиных рассказов)
Молекулярно-кинетический рассказ, или весенняя беседа с внуком
– Видишь, Паша, снег вокруг нашей ёлочки просел, сугробы меньше стали, как думаешь, почему?
– Деда, ты же сам говорил, что весной солнышко выше, греет лучше, вот снег и тает.
– «Тает» – он, что, исчезает куда-то?
– В воду превращается, а вода ручейками утекает.
– Молодец, Главное слово произнёс: превращается. А почему снег или лёд в воду превращается? Сложный вопрос. Но не переживай, будешь физику в школе изучать, всё узнаешь. А сейчас попробую тебе по-простому объяснить про превращения вещества. Слушай.
Про атомы тебе уже рассказывали. Атомы могут объединяться в молекулы, из которых и состоят вещества. Молекулы – такие крохотные частицы, которые не то что глазом, в микроскоп не увидишь. Будем считать, что молекулы – твёрдые шарики. Летит один такой шарик, навстречу ему другой – бах! Что произойдёт? Правильно – стукнулись и разлетелись. Тут есть маленькая хитрость: шарик, который летит быстрее, после удара никогда не может полететь ещё быстрее, он может только уменьшить свою скорость, передав часть её (точнее говорить о передаче импульса, но для одинаковых шариков это не важно) другому такому же шарику. Если бы мы с тобой сейчас разговаривали на греческом языке, то слово «движение» произносили бы «кинетикос» – при этом нос кверху и голову так: «Кинетикос!» Ладно, слушай дальше по-русски о молекулярной кинетике.
Если молекулы свободно летают и взаимодействуют только путём соударений, то вещество находится в газообразном состоянии. Если газ находится в закрытой банке (лучше говорить – в сосуде), то молекулы-шарики стукаются не только друг о друга, но и о стенки сосуда. Чем быстрее двигаются молекулы, тем сильнее удары, а, значит, больше давление. Если крышку сосуда открыть, весь газ из него улетучится. Вот, когда ты газовый баллончик в обойму пистолета вставляешь, баллончик-сосуд вскрывается, но остаётся перекрытым клапаном курка. Нажимаешь на спуск, клапан открывается, и молекулы углекислого газа своим высоким давлением выбрасывают пульку из ствола, потом разлетаются в разные стороны, перемешиваясь с молекулами воздуха. Кстати, воздух – это не одно вещество, в нём много двухатомных молекул азота, поменьше молекул кислорода, тоже двухатомных, – мы ими дышим, – и совсем немного других газов. Выстрелил из пневматики – засорил атмосферу трёхатомными молекулами «цэ о два», нарушил Киотские соглашения. Шутка. Вернёмся к закрытой банке-сосуду. Пусть его крышка плотно закрыта, но может перемещаться, как поршень. Мы с тобой сильные, давай будем задвигать поршень внутрь сосуда. Молекулы будут сопротивляться, давление газа будет увеличиваться.
– Деда! Ты же говорил, что давление увеличивается, если молекулы двигаются быстрее.
– Опять молодец. Теперь я говорю о втором способе повышения давления – уменьшении объёма. Газ становится плотнее, о стенки ударяется больше молекул, и давление возрастает. А средняя скорость молекул возрастает при увеличении температуры, при уменьшении температуры эта скорость падает. Знаешь, что значит слово «средняя»? Ну да, ну да, у вас же рейтинги, средний балл, ЕГЭ. Видишь, иногда и новации образованию помогают. Сейчас нам важно понять, что при сжатии уменьшается расстояние между молекулами (среднее!), и наступает момент, когда они вплотную прижимаются друг к другу. Молекулы продолжают свободно двигаться, как бы вальсируют, кружатся в хороводе, но не разлетаются. Возникает жидкое состояние вещества. Жидкость принимает форму сосуда, в котором находится, растекается на ровной поверхности. Правда, не всегда газ можно перевести в жидкость только сжатием. Некоторые молекулы, например, того же кислорода, капризничают, убегают от других, пока их не остановишь. Такие вещества нужно ещё и охладить, чтобы перевести в жидкое состояние. Теперь подумаем, что произойдёт, если дальше сжимать жидкость.
– Э, дед, ты же сказал, что молекулы в жидкости вплотную друг к другу прижаты, они, что, будут сплющиваться?
– Нет, молекулу не сплющишь. Объём жидкости при повышении давления не изменяется. Говорят, что жидкость несжимаема. Вспомним о скорости движения молекул. Если сжатие не изменяет состояние жидкости, попробуем её охладить. Молекулы будут вальсировать всё медленнее и медленнее и вдруг (обрати внимание на это «вдруг») перестают покидать то место, на котором находятся. Так, переступают красиво туда-сюда (колеблются), как танцоры в шеренгах сиртаки, – ты знаешь этот танец, в кружок ходишь. Вещество переходит в твёрдое состояние, которое также называют кристаллическим. Места, около которых совершают небольшие колебания молекулы в кристалле, называют узлами кристаллической решётки. Кристалл не изменяет свою форму. Лёд – это кристаллическое состояние воды. Ты рассматривал снежинки?
