До речі, це правило стосується й атмосферного тиску. Часом ми порівнюємо атмосферу з повітряним океаном, на дні якого, тобто над більшою частиною земної поверхні, тиск становить приблизно 1 атмосферу. Але на вершині височезної гори над нами менше повітря, тому атмосферний тиск теж нижчий. На вершині Евересту він становить лише одну третю атмосфери.
І от, якщо з якихось причин тиск на одному рівні неоднаковий, рідина перетікатиме доти, доки він не вирівняється. Знову-таки, те саме відбувається з повітрям, і нам цей ефект знайомий як вітер: його спричинює рух повітря із зони високого тиску в зону низького, щоб зменшити їхню різницю. Коли вітер вщухає, тиск вирівнюється.
То що відбувається із соломинкою? Коли ви опускаєте її в рідину — поки що з відкритим верхнім отвором, — вона заходить усередину, поки не досягне одного рівня з рідиною у склянці поза соломинкою. Тиск повітря і там і там однаковий: 1 атмосфера.
Тепер уявімо, що я починаю втягувати сік крізь соломинку. Я висмоктую з неї трохи повітря, унаслідок чого зменшується тиск повітряного стовпа над рідиною всередині соломинки. Якби рідина в соломинці залишилася на місці, тиск на її поверхні був би меншим за 1 атмосферу, тому що тиск повітря над рідиною зменшився б. А отже, тиск на дві поверхні, всередині та за межами соломинки, що перебувають на одному рівні (в одній горизонтальній площині), відрізнятиметься, що просто неможливо. У результаті рідина в соломинці піднімається доти, доки тиск рідини в ній на одному рівні з тиском рідини у склянці знову не стане однаковим: 1 атмосфера. Якщо я, почавши пити сік через соломинку, зменшу тиск повітря в ній на 1 відсоток (тобто з 1 атмосфери до 0,99 атмосфери), тоді будь-який напій, який тільки можна собі уявити, — вода, журавлинний сік, лимонад, пиво, вино — підніметься приблизно на 10 сантиметрів. Звідки це число?
Отже, рідина в соломинці повинна компенсувати зниження тиску повітря на 0,01 атмосфери. І з формули для обчислення гідростатичного тиску, якої я тут не наводитиму, мені відомо, що гідростатичний тиск в 0,01 атмосфери для води (чи для будь-якої рідини зі схожою густиною) утворюється стовпом заввишки 10 сантиметрів.
Якщо ваша соломинка завдовжки 20 сантиметрів, вам доведеться сильніше втягувати повітря, щоб його тиск знизився до 0,98 атмосфери і сік піднявся на 20 сантиметрів до вашого рота. Ми до цього ще повернемося. Тепер, коли ви знаєте про невагомість у космічному кораблі (див. розділ 3) і принцип дії соломинок для пиття (цей розділ), пропоную вам цікаву задачу. У космічному кораблі в повітрі плаває кулька соку. Склянка не потрібна через невагомість. Астронавт обережно вставляє соломинку в кульку соку і починає втягувати повітря крізь неї. Чи зможе він випити сік? Вважатимемо, що тиск повітря в кораблі — приблизно 1 атмосфера.
А тепер повернімося до ситуації, коли ви затуляєте пальцем верхній отвір соломинки. Якщо ви її повільно піднімете, скажімо на 5 сантиметрів, щоб другий кінець залишався зануреним, сік не витече з неї. По суті, він залишиться майже (не зовсім) на тому самому рівні, що й раніше. Ви можете це перевірити, поставивши мітку, перш ніж витягати соломинку. Рівень соку в ній тепер буде приблизно на 5 сантиметрів вище рівня соку у склянці.
Але як таке можливо, враховуючи наш непорушний принцип, що тиск у соломинці та у склянці на одному рівні має бути однаковим? Хіба це не суперечить правилу? А от і ні! Природа дуже розумна. Повітря в соломинці між соком і вашим пальцем розшириться рівно настільки, щоб його тиск зменшився на потрібну величину (приблизно на 0,005 атмосфери), а тиск рідини в соломинці встановився на одному рівні з тиском рідини у склянці: 1 атмосфера. Саме тому сік підніметься не точно на 5 сантиметрів, а трохи менше, може, лише на 1 міліметр — цього достатньо, щоб повітря розширилось і його тиск знизився до бажаного значення.
Здогадаєтеся, як високо може піднятися по трубці вода (на рівні моря), якщо закрити її з одного кінця і повільно піднімати вгору? Це залежить від того, скільки повітря було в трубці, коли її почали піднімати. Якщо зовсім мало, або ще краще — узагалі не було, максимальна висота, на яку зможе піднятися вода, становитиме 10,36 метра. Звісно, вам не вдасться перевірити це за допомогою маленької склянки води, а от відра води, мабуть, буде цілком достатньо. Вас це дивує? Ще складніше зрозуміти, що форма трубки не має значення. Її можна зігнути чи навіть скрутити в спіраль, а вода все одно підніметься на 10,36 метра, тому що саме така висота її стовпа створює гідростатичний тиск в 1 атмосферу.