Почему огонь – величайший инструмент всех времён
|
|
Будь то наблюдение за горением костра или сжиганием топлива космическим челноком, который вот-вот взлетит ввысь, одержимость человечества огнём является настолько естественной, что мы практически воспринимаем его как должное. Тем не менее, огонь стал катализатором наиболее значительных инноваций человеческой расы. Он помогает нам выживать и процветать.
Между тем, путь, который привёл нас от костров до зажигалок в карманах, наполнен историями, напоминающими о неуправляемой природе огня – начиная от Великого чикагского пожара и заканчивая взрывом на нефтяной платформе Deepwater Horizon. Нас с детства учат, что с огнём нужно обращаться осторожно. Как бы там ни было, он остаётся одним из самых важных инструментов, доступных человеку.
Искры вдохновения
Почти в каждой примитивной культуре есть история о том, как человек открыл огонь, и многие из этих историй — как ни странно — связаны с мелким воровством. От знаменитого греческого мифа о Прометее, похитившем огонь у Зевса и передавшем его человеку, до индейской истории о Кролике, укравшем огонь у кровожадных Хорьков и полинезийской легенды о Мауи, забравшем огонь у птиц во время рыбалки для своей матери, желание контролировать стихию всегда шло вразрез с нашими лучшими инстинктами.
Темы воровства имеют смысл. В первобытные времена огонь был нашим самым ценным достоянием. Скульптор Пол Мэншип отобразил это в своём творчестве. Он создал знаменитую статую Прометея, которая находится в Рокфеллеровском центре в Нью-Йорке, и перефразировал слова греческого драматурга Эсхила, отметив, что огонь «доказал смертным, что является средством достижения великих целей».
Без огня – а позже и без горения – не было бы ни небоскрёбов, ни воздушных путешествий, ни Международной космической станции, ни бурбона, ни стейков средней прожарки. Эта стихия сделала возможными одни из величайших промышленных и технологических достижений в истории человечества.
Топливо для выживания
Невозможно точно сказать, когда был разведён первый костёр, но мы можем предположить, с какой целью их применяли: приготовление пищи, как утверждает Алан Рок, доктор философии, почётный профессор истории науки и техники из Кейсовского университета Западного резервного района.
Приготовление пищи с помощью высоких температур расширило вкусы ранних людей и, предположительно, убивало микробы в продуктах, которые ранее считались небезопасными. Рыба и говядина – самые популярные из них; чтобы избавить их от болезнетворных бактерий, их нужно подвергнуть воздействию температуры не менее 62 градусов Цельсия. Мясо кролика считается безопасным, если его подвергли воздействию температуры 71 градус Цельсия; куриное мясо необходимо обрабатывать при температуре 74 градуса Цельсия. Огонь смягчает мясо (свинина становится мягкой при 96 градусах Цельсия), и чтобы получить сочный стейк, нужно запустить реакцию Майяра (жарка), что возможно при температуре 165 градусов Цельсия.
Как развести огонь в камине
Подготовьте топливо
Убедитесь, что древесина, которую вы будете использовать для того, чтобы разжечь камин, сухая. (Большинству видов древесины достаточно провести пару дней в помещении, чтобы хорошо высохнуть.) Дерево с шероховатой поверхностью будет гореть лучше, чем с гладкой. В качестве трута можно использовать ветки размером с простой карандаш. В качестве материала для растопки подойдут газеты или листовки из супермаркета.
Придайте форму материалу для растопки
Убедившись, что заслонка дымохода открыта, разорвите газету на полоски шириной пять сантиметров и потрите их между пальцами. Положите полоски в камин, свёрнутые в виде теннисного мячика. Сформируйте из трута что-то вроде хижины вокруг бумаги.
Подготовьте дымоход
В зимнее время холодный воздух, поступающий в вашу трубу, может подавить огонь и направить дым в помещение. «Затравка» дымохода меняет направление тяги. Чтобы выполнить её, сверните кусок газеты, подожгите один конец, как факел, и засуньте его в дымоход на несколько минут. Поднимающийся горячий воздух вытолкнет холодный воздух из трубы, позволив дыму вырваться наружу.
Разведите огонь
Подожгите газету. Когда хижина разгорится, прислоните к ней более крупные куски древесины. После того как их охватит огонь, аккуратно положите кусок дерева сверху, чтобы не потушить пламя. Подуйте в то место, где газета соприкасается с поверхностью камину, чтобы помочь огню распространиться. Если у вас нет набора инструментов для камина, используйте металлические кухонные щипцы, чтобы переворачивать древесину.
Профессор из Гарварда и приматолог Ричард Рэнгем утверждает, что изобретение кулинарии ускорило эволюцию, предоставив организму наших предков необходимую энергию и питательные вещества.
По сути, Рэнгем предполагает, что наш пищеварительный тракт развился в результате открытия кулинарии. Кишечник человека состоит на 56% из тонкого кишечника и на 17% из толстой кишки, в то время как у шимпанзе эти цифры составляют 23 и 52 процента, соответственно. Что это значит? Организм шимпанзе лучше расщепляет растительные волокна и мясной коллаген, чем человеческий. Нам нужны блендеры, кухонные комбайны и тепло, чтобы помочь нашим телам расщепить пищу, как утверждает Рок.
Около 10000 лет до н. э. наши пещерные предки начали отказываться от охоты и собирательства в пользу земледельческой жизни, и сфера применения огня расширилась. Мы начали печь, защищать нашу землю от хищников (температура воспламенения факела для отпугивания саблезубого тигра составляла 300 градусов Цельсия) и обжигать глиняную посуду (частицы глины плавятся при 300 градусах Цельсия). Вы можете использовать чаши, сделанные из тростника, как говорит Рок, «но чтобы контейнеры были пригодными для приготовления пищи, вам нужен огонь».
Угли войны
Когда древесина достигает точки воспламенения, тепло изгоняет примеси, такие как водяной пар, соединения серы и азота, оставляя после себя, по сути, чистый углерод — древесный уголь. Это вещество горит лучше, чем обычная древесина, и на протяжении всей истории большее количества тепла приводило к лучшим технологиям.
Хетты были одними из самых плодовитых производителей железа в Бронзовом веке (3300-1200 гг. до н. э.), и данные свидетельствуют о том, что они были одной из первых древних империй, обнаруживших, что можно предотвратить ржавчину инструментов и оружия, выковывая сталь из железа и угля. Когда уголь сплавляется с железной рудой, он действует как восстанавливающий агент, вытягивая кислород из металла. Это также снижает температуру плавления железа.
Этот более низкий тепловой порог позволил хеттам производить более прочное железное оружие в массовом масштабе. Это также помогло им заполучить торговые рычаги – в 13-м веке до нашей эры хеттский царь послал другому правителю железный кинжал в рамках политики умиротворения – и дало им тактическое преимущество над их «бронзовыми» противниками, включая могущественных древних египтян.
Краткая история огнезащиты
В 4000 году до н. э. древние греки добывали токсичный асбест и использовали его волокнистые кристаллы для изготовления фитилей для свечей и ламп.
В 450 году до н. э. греческий историк Геродот сообщал об использовании асбестовых саванов в погребальных кострах для сохранения пепла тела. Тем временем римляне использовали асбестовые волокна при изготовлении скатертей и салфеток.
В 755 году Карл Великий заказал асбестовую скатерть, чтобы предотвратить случайные пожары во время пышных пиров.
В 1725 году, когда итальянское правительство раздавало своим гражданам асбестовые банкноты, Бенджамин Франклин рекламировал кошелёк (на фото), сделанный из огнеупорного материала, во время визита в Англию.
В 1821 году французский химик Жозеф Луи Гей-Люссак сплавил соли бора с фосфатом аммония, чтобы создать огнезащитное средство для одежды, однако высокая растворимость вещества означала, что оно вымывалось при стирке.
В 1912 году британский химик Уильям Перкинс добавил к смеси Гей-Люссака оксид олова (на фото выше) — нагретый раствор гексагидроксостанната натрия и сульфата аммония. Полученное в результате средство могло выдержать два года регулярной стирки.
В 1957году американские учёные Уилсон Ривз и Дж. Д. Гатри обнаружили, что взаимодействие тетракис(гидроксиметил)фосфония с другими соединениями создаёт огнестойкую смолу, которая придаёт обработанной ткани прочность и лёгкость. Ею обрабатывают хлопчатобумажные ткани, из которых шьют всё, включая детские пижамы.
«Изобретение древесного угля стало большим преимуществом для общества, потому что оно сделало возможным все высокотемпературные процессы, – говорит Рок. – Вы можете работать с металлом и без угля, но вы не сможете сделать железо или сталь, ведь и то и другое требует доменной печи».
Неизвестно, как хетты массово производили ковкое железо и сталь, но археологи уверены, что доменные печи действовали в Китае ещё в 5 веке до нашей эры. Доменные печи плавят металлы при температуре 1650 градусов Цельсия. Они помогают получить чугун, ультра-податливый, ультра-устойчивый к ржавчине материал, которые западный мир использует для производства пушек, мостов и, да, кухонных сковородок, способных выдержать температуру до 1100 градусов Цельсия.
Взрыв промышленности
Нефтяная скважина Дрейка в западной Пенсильвании, 1859 год. Это первая в мире коммерческая нефтяная скважина, которая положила начало мировому нефтяному буму.
Ничто не отображает взаимодействие огня и современной промышленности лучше, чем столб пламени горящей нефтяной вышки. После того как Эдвин Дрейк пробурил первую нефтяную скважину в Пенсильвании в 1859 году, люди начали очищать нефть с помощью огня и превращать в основные ресурсы современной жизни: керосин, дизельное топливо и бензин.
Раньше люди использовали эти ресурсы в основном для освещения городов и домов, однако в середине-конце 19-го века бензин стал использоваться для реализации более захватывающей цели: перемещения на большие расстояния. Жидкотопливный двигатель внутреннего сгорания сжигает смесь бензина и воздуха, чтобы расширить газы внутри двигателя, которые давят на поршни и заставляют вращаться коленчатый вал.
Эта простая конструкция стала основой современного транспорта, начиная от самолёта братьев Райт и заканчивая обновлённым танком «Челленджер 2», в 2018 году побившим рекорд скорости на суше (свыше 720 км/час), и 2300-тонными дизельными двигателями, которые сегодня питают контейнерные суда, плавающие через Панамский канал.
«Бензин имел массу преимуществ перед электричеством или газообразным топливом: плотность энергии, вес, объём, – говорит Рок. – Вы нуждались в этих различиях, если хотели установить энергетическую станцию [ваш источник топлива] на движущемся объекте».
В 1900 году всего 22 процента американских автомобилей работали на бензине; но благодаря методам массового производства Генри Форда и прочим изобретениям, двигатель внутреннего сгорания завоевал первенство среди автомобилей. Огонь подталкивал нас к современной жизни.
Эта модернизация вновь поместила огонь на перекрёсток практичности и опасности. Начало 1900-х годов было ознаменовано смертельными крупными пожарами. Пожар в чикагском театре «Ирокез» в 1903 году унёс жизни более 600 человек, а в 1910 году Великий пожар в Айдахо, Вашингтоне и Монтане унёс жизни, по меньшей мере, 85 человек, когда он превратил в пепел три миллиона акров — площадь размером примерно со штат Коннектикут.
Эти пожары привели к переменам: пожар в театре «Ирокез» привёл к изобретению аварийного выхода, а Великий пожар – к разработке методов, препятствующих распространению огня. Однако они также послужили напоминанием о рисках, которые возникают при использовании огня в нашей повседневной жизни.
Сегодня, по мнению Рока, достижения, связанные с огнём, по иронии судьбы, отошли на второй план. Многие достижения в области энергетики 20-го века не связаны с горением: ядерная энергия опирается на физическую реакцию, а не на химическую, а возобновляемые источники энергии, такие как солнечная, ветровая и водная энергии, в буквальном смысле слова взрывоопасны. Теперь мы понимаем, что есть издержки, связанные с обеспечения мира огнём, от вырубки лесов до загрязнения окружающей среды и изменения климата. Продвигаясь вперёд, мы должны примирить эти недостатки с потрясающим потенциалом огня.
Потому что он потрясающий. Огонь вызывает реакцию между алюминием и перхлоратом аммония, которая превращает твёрдое ракетное топливо в движущую силу космических путешествий (ракеты-носители НАСА достигают температуры 2760 градусов Цельсия во время запуска). Когда огонь используется для дистилляции спирта (который испаряется при 78 градусах Цельсия), мы получаем такие продукты, как бурбон Four Roses Single Barrel и виски Blanton’s Original.
Каждый раз, когда вы чиркаете спичкой, сила трения между спичечной головкой и коробкой превращает красный фосфор в белый, и требуется температура всего 30 градусов Цельсия, чтобы белый фосфор сгорел. И это обеспечит огонь на кончиках ваших пальцев.
Трудно оторвать взгляд от этого маленького пламени. Простое горение по-прежнему вдохновляет нас на базовом, первобытном уровне, независимо от того, что мы делаем: подбрасываем ли ещё сухих дров в камин или сидим у костра на заднем дворе. Как говорит Рок: «Огонь настолько стихийный, что он никогда не исчезнет».
Специально для читателей моего блога Muz4in.Net – по материалам сайта popularmechanics.com
Copyright Muz4in.Net © - Данная новость принадлежит Muz4in.Net, и являются интеллектуальной собственностью блога, охраняется законом об авторском праве и не может быть использована где-либо без активной ссылки на источник. Подробнее читать - "об Авторстве"
Вам понравилась статья? Просто перейди по рекламе после статьи. Там ты найдешь то, что ты искал, а нам бонус...
|
|
Почитать ещё: