Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами - [66]
Охлаждение и отопление
Нагревание и охлаждение могут быть эквивалентны, но не являются двумя противоположными процессами. Нагрев делает внутреннюю структуру вещей более хаотичной, а охлаждение – наоборот, спокойной и упорядоченной. Нагревание усиливает естественную тенденцию Вселенной к хаосу; охлаждение противодействует ей, внося (пусть и искусственно) в природу больше порядка. Комнату легко отопить, позволив энергии распространяться по ней от электрического обогревателя или камина. Но если вы хотите охладить ее в жаркий день, придется действовать иначе.
Простейшее охлаждающее устройство, вентилятор, работает по принципу обдува воздухом нагретых предметов – они отдают свое тепло в результате конвекции или (в случае с живыми существами) испарения (обдувающий человека воздух испаряет выделяющийся на коже пот, одновременно забирая с тела излишнее тепло). Это зеркальное отражение того, как работает конвекционный обогреватель: принцип его действия заключается в направлении теплого воздуха на предметы и их согревание. Но надолго охладить комнату одним вентилятором трудно. Если в закрытом помещении вы включите вентилятор, то вы добьетесь только перемешивания слоев воздуха и их перемещения из одной части комнаты в другую.
Кондиционеры воздуха (обычно используемые в качестве аппаратов для охлаждения, хотя в принципе могут работать и на отопление) действуют иначе. Они «высасывают» теплый воздух из нагретого помещения и перемещают наружу. Они похожи на холодильники, потому что имеют систему трубок, по которым циркулирует охлаждающая жидкость (обычно легкое жидкое вещество, которое закипает при очень низкой температуре). Они также имеют нечто общее с вентиляторами, поскольку втягивают и выбрасывают воздух. Принцип работы кондиционеров таков: охлаждающая жидкость сначала нагревается в помещении (вбирая тепло окружающего воздуха), затем по специальной системе трубок выводится наружу, где отдает тепло и охлаждается, после чего возвращается охлажденной в помещение, и цикл начинается по новой[219]. Вам может показаться, что кондиционеры воздуха или холодильники нарушают второй закон термодинамики, поскольку постоянно перемещают воздух от холодного к горячему, как бы подтрунивая над законами физики. Но это происходит только за счет затрат электроэнергии, поддерживающей неестественный круговорот, который делает теплые предметы теплее, а холодные – холоднее, обеспечивая разницу температур, которая в естественных условиях (согласно второму закону термодинамики) сама собой исчезла бы.
Отопление или охлаждение воздуха и предметов требует времени. Посчитайте, сколько вам необходимо прибавить или изъять и какой объем можно переместить за секунду, – и вы получите время, нужное для этого процесса. Это соответствует второму закону термодинамики и относится ко всему, что вы хотите нагреть или охладить: от пышущего жаром дома летом до жидких ингредиентов мороженого, которые вы хотите заморозить. Приготовление мороженого дома требует около трех часов только для того, чтобы заморозить молочные составляющие. Конечно, в этом деле есть и свои хитрости. В 1890 году британский кулинар Агнесса Маршалл придумала ловкий способ приготовления мороженого с использованием жидкого азота, нормальная температура которого составляет –196 °C[220]. Почему работает этот способ? Главный ингредиент мороженого – молоко, которое в основном состоит из воды. В этой жидкости много молекул, которые необходимо охладить. В холодильнике уйдет много времени на то, чтобы эти молекулы потеряли энергию и образовали твердое вещество. В жидком азоте эту работу выполняют гораздо более холодные молекулы. Когда они движутся вокруг сосуда с будущим мороженым, они замораживают его значительно быстрее.
Если вы хотите прогреть дом морозной зимой, вряд ли вас вдохновит перспектива залезть в промерзшую землю. А вот в Скандинавии или Швейцарии люди активно пользуются насосами, которые выкачивают тепло из-под земли и направляют его на обогрев жилища. На первый взгляд это может показаться нарушением второго закона термодинамики, но это неверно. В нескольких метрах вглубь земли есть большие запасы тепла. Земля там намного теплее, чем зимний воздух на поверхности. С помощью небольшого количества электроэнергии возможно нагреть некоторый объем специальной теплопроводящей жидкости под землей, заставить ее отдать тепло в дом и снова направить ее под землю за теплом в очередном цикле.
Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты, которое согревает ваш дом, эквивалентно количеству теплоты, поднятому из земли. Но если даже вы можете получить из-под земли эквивалент тепла, производимого четырьмя теплоаккумуляторами (14 кВт, или 14 000 Дж/с), вам ничего не придется платить за нее. Получается, подземные источники тепла работают с почти 100 %-ной эффективностью. Вам остается добавить (заплатив соответствующую сумму) небольшое количество электроэнергии, необходимой для работы насосов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя в цепи. Кажется, что эти системы берут энергию из воздуха (но мы-то знаем, что это невозможно). Они недешевы, но окупаются за 10–15 лет
Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.
Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.
Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.