Кто ест пчел? 101 ответ на, вроде бы, идиотские вопросы - [55]

Тимоти Хейн (факультет физиотерапии и исследований движений человеческого организма (Северо-Западного университета, Чикаго, США)

Чарльз Оуман (Лаборатория эргономики транспортных средств Массачусетского технологического института, Кембридж, США)

Сверхмощные взрывы

Несколько лет назад я посетил выставку «Titanic exhibition» в лондонском Научном музее. Ознакомившись с письменным материалом одной из экспозиций, я узнал, что необходимо соблюдать крайнюю осторожность при поднятии чугунных предметов с морского дна глубиной 4 км, потому что при выходе на поверхность воды они могут взорваться. Почему это происходит?

Томас Тикстон (Уорлингем, Великобритания)

Взрыв возможен по нескольким причинам. Во-первых, внутри чугуна непременно есть газовые раковины или пузыри, образовавшиеся на значительном удалении от его поверхности. Во-вторых, чугун не очень пластичен и, как правило, трескается, а не деформируется. В-третьих, это неоднородный материал, содержащий около 4,5 % углерода, значительное количество кремния и марганца, а также фосфор и серу. Основные его включения — графит, аргентит и феррит. При погружении чугуна в такую электролитную среду, как морская вода, поверхность литья подвергается коррозии. Одним из продуктов этого процесса является водород в ионном или атомном состоянии. Ионы или атомы водорода проходят через ферритную решетку и проникают в газовые пузыри, где вновь формируются в молекулы водорода, отчего давление в полостях повышается. Поскольку данный процесс электролиза происходит на большой глубине, высокое давление, образовавшееся в газовых пузырях, становится равным значению давления воды извне. При поднятии чугунного предмета с глубины моря внешнее давление на металл уменьшается, а давление газа в полостях сильно возрастает. В лучшем случае чугун растрескается, в худшем — разлетится на куски.

К. К. Хансон (специалист по металлам, Фарнем-Сент-Мартин, Великобритания)

Старые ядра иногда взрываются после их поднятия со дна моря на поверхность. Это происходит в особых условиях, когда сульфатовосстанавливающие бактерии, обычно обитающие в осадочных отложениях на дне океана, заселяют мельчайшие трещины и щели в чугуне. Сульфаты, содержащиеся в морской воде, служат бактериям источником кислорода. Поглощая их, бактерии выделяют соединения серы с низкой степенью окисления. Растворимые аллотропные модификации серы вступают в реакцию с железом и образуют двусернистое железо (пирит) или минералы, содержащие односернистое железо. В восстановительных условиях морского дна сульфиды железа термодинамически стабильны, но, как только их поднимают на поверхность, они тут же начинают окисляться. В процессе этой экзотермической реакции образуется кислота, в результате чего металл может окислиться в считанные часы. В условиях ограниченного пространства хрупкие предметы, быстро и значительно увеличиваясь в объеме, могут взрываться.

Джефф Тейлор (специалист в областигеохимии окружающей среды, Кью, Австралия)

Да здравствует пиво!

В те времена, когда Индия находилась под властью Британии, пивовары изобрели особый вид пива — индийский светлый эль. Его варили в Британии и отправляли в Индию. Корабли с пивом дважды пересекали экватор, прежде чем доставляли его к месту назначения. При этом эль, как ни странно, сохранял свежесть. В ту пору пиво не пастеризовали и не разливали по бутылкам, поэтому, чтобы оно не испортилось, сусло сильно охмеляли. Какие свойства хмеля препятствуют скисанию пива?

Б. Мандерс (Нортчерч, Великобритания)

В хмеле содержится группа соединений, называемых гумулонами (альфакислоты), которые не растворяются в воде, но в процессе варения сусла меняют свою химическую структуру, образуя изомерную группу растворимых в воде соединений, называемых изогумулонами. Аналоги гумулона (и изогумулона), также содержащиеся в хмеле, — когумулон, адгумулон и прегумулон — отличаются только числом атомов углерода в боковых цепочках. Именно эти изоальфакислоты придают пиву характерную горечь, а также оказывают бактериостатическое воздействие на большинство грамположительных бактерий. Иными словами, они не убивают бактерии, а предотвращают их размножение. До изобретения методов охлаждения и пастеризации существовал лишь один способ предотвращения порчи пива — добавление спирта и хмеля. Спирт создавал неблагоприятную среду для деятельности микробов, а содержащийся в хмеле изогумулон препятствовал размножению молочных бактерий (Lactobacillus). Таким образом, высокое содержание спирта (как в производимых на экспорт немецких сортах) и высокая степень охмеления (как в индийском светлом эле) спасали пиво от скисания во время долгого хранения. Индийский светлый эль «изобрел» в 1790-е годы Джордж Ходжсон — хозяин одной пивоварни в Лондоне. За основу он взял свой рецепт светлого эля, при изготовлении которого стал использовать намного больше хмеля и повысил содержание алкоголя путем добавления дополнительного количества сахара и хлебных злаков. Далее, если для вторичного брожения в пивное сусло обычно добавляют сахар, то Ходжсон добавлял в бочки сухой хмель и при процессе выдерживания использовал больше сахара, чем требуется для изготовления светлых сортов эля. Вероятно, благодаря высокому содержанию сахара в пиве на стадии дображивания дрожжи не погибали, пока бочки с пивом плыли к месту назначения. В результате получался горький крепкий пенистый светлый эль, который благополучно переживал длительные перевозки не в самых благоприятных условиях, да и в Индии хранился довольно долго.