Герман Смирнов - Под знаком необратимости (Очерки о теплоте)

Сейчас трудно поверить, что каких-нибудь 100 лет назад путешествие на корабле было сопряжено со значительным изменением меню. Из рациона питания исчезали свежее мясо, фрукты, масло. А если вспомнить, что консервы — изобретение тоже не очень старое (его сделал француз Н. Аппорт, получивший за свой способ консервирования в бутылках премию от Наполеона), то становится ясно, сколь скуден был тогда набор долгохранящихся продуктов — солонина, сухари, копченья. И эта скудость была, вероятно, не последним лишением, от которых страдали матросы великих мореплавателей, открывавших 200–500 лет назад новые земли.

«Едва ли кто-нибудь захочет есть консервы и солонину после того, как попробует блюда, приготовленные из замороженного мяса» — это заключение экспертов прекрасно объясняет, почему сейчас холодильная техника — основа пищевой индустрии. Здесь применяются главным образом машины, работающие на парах летучих жидкостей и понижающие температуру до минус 20–30 °C.

Замораживание и хранение мяса, рыбы, овощей, хотя и очень важное, но далеко не единственное применение холода в пищевой промышленности. Холодильные машины незаменимы при изготовлении многих продуктов питания. Именно благодаря им мороженое, которое в XVIII веке было деликатесом, доступным лишь немногим, сейчас стало продуктом массового потребления. Холод необходим и для изготовления напитков и концентрированных соков. В свое время мощный толчок развитию холодильных машин дало пивоварение, где процесс брожения идет при 7—12 °C. Чтобы поддерживать температуру в этих пределах, надо отводить выделяющееся при брожении тепло. Охлаждение требуется и в изготовлении вин, шоколада, конфет. Для перевозки замороженных продуктов пришлось создать суда, вагоны, автомобили, снабженные холодильными установками.

Очень скоро холодильные машины из пищевой промышленности перекочевали в другие отрасли. Химики, например, используют их во всех случаях, когда им надо замедлить реакцию, изменить растворимость, ожижить газ, вызвать кристаллизацию и отвердение жидкости. В обработке нефти холодильные машины регулируют процесс перегонки, в производстве искусственного каучука без них невозможно проведение некоторых промежуточных реакций. Пониженные температуры нужны в производстве целлюлозы — сырья для изготовления бумаги, искусственных тканей, целлофана, лаков, пластиков, взрывчатых веществ. Без холода были бы невозможны очистка и ожижение газов, производство желатина и клеев, очистка масел, изготовление красителей и лекарств.

Немного позднее холод заинтересовал металлургов, которые попытались приспособить холодильные машины для удаления влаги из воздуха, подаваемого в промышленные печи. Потом их стали применять для охлаждения электродов дуговых печей, электролитических ванн, эмульсий и масел, применяемых при обработке металла резанием.

Не забыто и самое первое применение холодильных машин — получение искусственного льда. Несмотря на быстрое распространение холодильников, потребление льда не только не сократилось, но продолжает расти. Больше того, для льдо-делательных машин появилось и новое, необычное применение. Холодильные машины еще раз бросили вызов природе: их приспособили для парадоксальной задачи — для изготовления летних катков, на которых спортсмены и артисты могли бы тренироваться и выступать даже жарким летом. Другое, гораздо более важное возможное применение — это опреснение морской воды вымораживанием. При замораживании соленой воды сначала получается пресный лед. Если его отделить от рассола, а потом расплавить, мы можем получить пресную воду — вот суть одного из самых перспективных методов снабжения водой тех районов земного шара, которые страдают от ее недостатка. Есть, наконец, и не совсем обычные льдоделательные машины, которые вовсе не производят льда, вернее, производят, но такой, что его никуда не приспособишь. Одна из таких машин применяется для устранения аварий в водопроводах. Если где-нибудь лопнула труба, с помощью холодильной машины воду замораживают в месте разрыва, течение прекращается и не мешает ремонтникам работать. Примерно так же можно устранить опасность обрушения при проходке тоннелей и шахт в водоносных грунтах. Предварительно в скважины, пробуренные вокруг будущей шахты, опускают трубы, по которым прокачивается холодный рассол. Грунт замерзает, образуя невидимый ледяной барьер, преграждающий грунтовым водам доступ внутрь котлована.

Пожалуй, уже того, что здесь перечислено, достаточно, чтобы убедиться: холодильная техника действительно оказала огромное влияние на жизнь человечества. И тем не менее мы не рассказали о еще одном, очень важном применении тепловых машин — о кондиционировании воздуха.

Почему холодные районы земного шара, где большую часть года стоят жестокие морозы, оказались более приспособленными для жизни людей, чем знойные пустыни? Почему в холодных северных странах живут люди, существуют города? Почему действие холода не столь губительно и опустошительно, как действие жары?

Оказывается, это происходит потому, что человеку гораздо легче защитить свое тело от холода, чем от зноя. Одежда из 62 оленьих шкур, в которую укутан ненец, в самую суровую стужу сохраняет вокруг его тела тонкую прослойку воздуха, столь же влажного и горячего, как воздух амазонских дебрей. Чтобы зимой воспроизвести в своем доме кусочек тропиков, северянину достаточно натопить печку. Южанину, рискнувшему обживать пустыню, пришлось бы охлаждать помещение, а это — потруднее, чем нагревать. Во-первых, ему понадобилась бы холодильная машина, которую надо еще придумать и построить. А во-вторых, нужна механическая или электрическая энергия, чтобы привести ее в действие. И то и другое стало доступно каких-нибудь 50 лет назад. На заре же развития человечеству не оставалось иного пути, кроме движения из тропиков на север, в холодные районы.

Казалось бы, первое, что должно было прийти в голову, когда появились холодильные машины, начать охлаждать дома в жарких районах. Но в действительности, как мы знаем, все развивалось иначе. Сначала холодильники приспособили для изготовления искусственного льда, потом для замораживания продуктов, потом… И только в начале нашего столетия, когда холодильные машины достигли высокой степени совершенства, появилась идея применять их для регулирования температуры воздуха в производственных помещениях.

Почему в производственных? Да потому, что человечество расселилось в таких районах, где климатические условия не угрожали существованию и нормальной жизнедеятельности организма. А когда появились и развились производства и промышленность, оказалось, что климатические условия, устраивающие человека, далеко не всегда благоприятны для технологических процессов. Скажем, влажный и сравнительно теплый климат Англии очень благоприятен для текстильной промышленности. А странам с сухим климатом, с резкими колебаниями температуры воздуха текстильная промышленность противопоказана.