ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Первые шаги искусственного охлаждения из "От твердой воды до жидкого гелия" Доставка снега и льда на далекие расстояния была слишком дорогим удовольствием, доступным лишь очень узкому кругу высшей аристократии. Более важной, особенно в жарких странах, была нужда просто в охлажденной воде, которую можно было бы получать на месте и без больших затрат. Для этого не годился пассивный способ охлаждения внешним, более холодным телом такого тела просто не было. Нужно было придумать другой, активный способ охлаждения - без применения снега или льда. И такой способ был придуман. Идея его состояла в том, чтобы заставить саму воду себя охлаждать И это сделали древние египтяне еще за 2500 лет до н.э. На сохранившихся с того времени фресках изображены рабы, которые большими веерами обмахивали сосуды с питьевой водой (рис. 1.1). Очевидно, что таким способом, используя для этого обычные кувшины, нельзя получить воду, более холодную, чем окружающий теплый воздух. Однако гениальная, в полном смысле этого слова, мысль состояла в том, чтобы сделать сосуды пористыми. Часть воды, просачиваясь через поры, испарялась на поверхности кувшинов, охлаждая ее обдувание сухим воздухом интенсифицировало этот процесс. В результате оставшаяся в сосудах вода охлаждалась на 10-15°С ниже начальной температуры. Идея этого способа родилась, по-видимому, из повседневного опыта увлажненная поверхность тела на ветре охлаждается. [c.15] В Индии с незапамятных времен и вплоть до прошлого века тоже использовалось испарительное охлаждение, но в сочетании с другим процессом, делавшим его еще эффективнее. Плоские керамические открытые сосуды, напоминающие по форме большие сковороды, наполнялись водой и помещали на соломенных подстилках, уложенных на дне неглубоких траншей, вырытых в грунте. В ночное время при ясном небе вода в плоских сосудах настолько охлаждалась, что иногда покрывалась коркой льда. Частично охлаждение объясняло испарением воды, но главная причина была в другом - тепловом излучении с поверхности воды. [c.16] Сейчас трудно сказать, как объясняли столь сильное охлаждение воды древние изобретатели этого способа. [c.16] Однако Пикте преодолел груз этих представлений и впервые нашел правильное объяснение. То, что он назвал тепловой эманацией (т.е. энергия, передаваемая излучением), всегда идет от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой. [c.17] На рис. 1.2, б таким более теплым телом служит шарик термометра, а более холодным - лед. Поэтому термометр охлаждается, а лед тает. Необходимость в двух началах - теплом и холодном, таким образом, отпала. [c.17] В индийском варианте охлаждения излучение сравнительно теплой воды уносит намного больше энергии, чем дает ей излучение холодного ясного ночного неба. Поэтому вода охлаждается так интенсивно. [c.17] Достижения в области охлаждения воды испарением через стенки пористых сосудов были забыты после падения античной цивилизации. Только в средние века с помощью арабов эти холодильные чудеса попали в Испанию и Португалию. Здесь широко распространились пористые сосуды для охлаждения воды, называемые алькарацца . Затем они проникли дальше в Европу, прежде всего во Францию, где стали известны во времена Франциска I (1494-1547 гг.). [c.17] В быту они использовались еще долгое время. Еще в 20-е годы нашего века в Москве и других городах готовили и продавали мороженое в бачках, помещенных в ящики с соленым льдом. Так же замораживались и хранились многие пищевые продукты. [c.18] Вернемся, однако, к истории. [c.18] Этот знаменитый отрывок, который многократно впоследствии цитировался и более или менее удачно комментировался, не единственное место в работах Бэкона, посвященное холоду. Всю жизнь он не расставался надолго с этой темой. Особое внимание он отдавал охлаждающим смесям и их использованию. В той же Естественной истории назван целый ряд различных охлаждающих смесей. Даже в последние дни жизни он проводил эксперименты по замораживанию мяса курицы, собственноручно обкладывая ее снегом. Простудное заболевание, полученное при этом, способствовало его смерти. [c.19] Бэкон подвел итоги всему, что было достигнуто к его времени в области получения холода и попыток осмыслить его природу. Вместе с тем он показал направление, в котором должен быть проложен дальнейший путь исследований в этой области. [c.19] Отметим прежде всего, что Бэкон впервые четко отметил еще необъясненную асимметрию обеих рук природы - теплой и холодной , придав ей фундаментальное значение. Тепло, причем сильное, получается легко, а холод, даже небольшой, - получить непросто природа с трудом дает его нам . Ведь по теории Аристотеля, которая еще господствовала в его время, тепловое состояние тел описывалось температурой , определяемой как мера соотношения двух равноправных начал, перемешанных в теле, - теплого и холодного. С этих позиций трудею объяснить, почему в одну сторону - теплую, можно двигаться далеко и легко, а в другую - холодную, удается продвинуться очень мало и с колоссальными трудностями. [c.19] Поиски теории, позволяющей объяснить все множество тепловых явлений, продолжались еще три века после Бэкона. Они шли по очень извилистому и трудному пути. Естественно, что они были связаны с изучением как нагревания, так и охлаждения теория должна была тем самым выявить их общность. Непременным предварительным условием для этого было уточнение понятий температура , тепло и холод и связей между ними. Для этого прежде всего нужно было научиться их измерять. [c.20] Вернуться к основной статье