Читать книгу "Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами - Крис Вудфорд"

В чем решение? Всегда читайте, что написано на этикетках. Думайте о химии. Используйте воду и самые мягкие и безопасные для окружающей среды стиральные вещества.

▲ Как работают усилители цвета в стиральных средствах. Солнечный свет содержит обычный видимый свет и невидимый ультрафиолет. Когда ваша белая футболка находится на солнце, она отражает видимый свет, но поглощает ультрафиолет. После того как футболка будет постирана с использованием стирального вещества, содержащего усилитель цвета (отбеливатель), на волокна ткани попадут и останутся там микрочастицы фосфорсодержащих химикатов (как на внутренней поверхности неоновых ламп). Эти частицы улавливают ультрафиолет и превращают его в видимый свет (за счет изменения длины волны отраженного света и ее смещения в видимую область спектра). Так что футболка будет отражать больше света и казаться ярче, чем она была до стирки.

Глава 18. Как одеваться, чтобы произвести впечатление

Из этой главы вы узнаете…

Почему овцы не дрожат на морозе.

Как крановый блок может объяснить, почему рвутся ваши джинсы.

Что общего у подвенечного платья и велосипеда.

Почему стежок, сделанный вовремя (с точки зрения науки), спасает девять других стежков.

Что такое ваша одежда, если не ваш дом, в котором вы можете разгуливать повсюду? Она выполняет ту же функцию, что и дом, но гораздо ярче и дешевле. Как и здания, одежда создает для нас тепло, уют и сухость. Она скопировала многие хитрости природы с доисторических времен. В последнее время ученые воспроизводят свойства растений и животных в так называемой биомиметической одежде. Появляются плавательные костюмы для олимпийцев, скользящие в воде, как акулья кожа; плащи, чьи поры открываются и закрываются, как у сосновых шишек. Одно из направлений, в которых развивается технология производства одежды, вызывает особый интерес. Уже можно предположить, что она будет «сливаться» с «носимой» электроникой и медицинскими устройствами. Вечерние смокинги станут менять цвет при повороте выключателя, летние рубашки с коротким рукавом – снабжать нас энергией солнца, а кардиганы со встроенными акселерометрами – распознавать, когда пожилому человеку стало плохо, и вызывать скорую помощь.

В доме мы используем множество высокотехнологичных материалов, а в одежде – всего пару. Но сходство сохраняется. Овечья шерсть в свитере не очень отличается от валяной шерсти, похожей на войлок, которая защищает от дождя и холода юрты в Монголии (в них живут кочевники-скотоводы). Известная спортивная арена О2 в Лондоне – гигантская палатка с крышей вроде зонтика, сделанной из тефлона (высокотехнологичного современного пластика, который используется в производстве плащей и обуви). В современных офисах высокие стеклянные стены держатся за счет невидимых стальных опор. Микроволокна из нержавеющей стали введены в состав ковролинового покрытия в офисах для прочности и устранения электростатического эффекта[293]. Повсюду нас окружают пластмассы: в подошвах ботинок (полиуретан) и в быстро сохнущих шортах для скейтборда (нейлон), в оправе очков (поливинилхлорид) и в «окнах» теплиц (органическое стекло). В чем смысл? В том, что наши дома и одежда имеют много общего и в них работают одни и те же научные принципы.

Обеспечиваем себя теплом

Большинство людей видит в одежде барьер, который хранит тепло в своих волокнах (как шерстяной свитер) и в слоях воздуха между надетыми на нас вещами. Действительно, шерсть – замечательный термоизолятор (вы можете увидеть это на диаграмме ниже), гораздо более эффективный, чем большинство строительных материалов. Но если вы не живете в Монголии, тепло в вашем доме будет сохраняться за счет использования преимущественно дешевых синтетических каменно-волокнистых блоков, изготовленных из различных минералов, а не состриженных со спины травоядной овцы.

▲ Шерсть – хороший теплоизолятор. Овечья шерсть – один из лучших теплоизоляторов на Земле – эффективнее, чем большинство строительных материалов. В диаграмме представлены коэффициенты теплоизоляции различных материалов в расчете на толщину 2,5 см.

Современная наука способна обеспечить нас теплом. Но стоит помнить, что законы той же науки всячески стремятся нас охладить, перенося тепло в более холодную среду. В глубине вашего тела температура составляет около 37 °C, но во многих местах на Земле гораздо холоднее, поэтому наши внутренние источники энергии часто работают в невыгодных условиях. Что еще хуже, чем больше разница в температурах между двумя предметами, тем больше тепла будет переноситься от более теплого из них к более холодному. Поэтому в холодные дни мы теряем тепло быстрее, чем в жаркие[294]. И спорить тут не о чем: законы термодинамики заставляют тело охлаждаться, обрекая нас на жизнь, в которой принимать пищу необходимо всегда – хотя бы для того, чтобы согреться.

Как мы теряем тепло? Путем прямой теплопередачи от тела через кожу и одежду в воздух; через испарения с поверхности нашей кожи; через конвекцию и тепловое излучение всего, что на нас надето. Во время физических упражнений около половины тепла тела теряется за счет испарений (мы сильно потеем), 10 % уходит за счет теплового излучения, а около трети теряется за счет теплопередачи и конвекции[295]. Но всё зависит от погоды. В прохладный ветреный день, когда вы едете на велосипеде или совершаете пробежку, холодный воздух обдувает вас, забирая почти половину вашего тепла в результате конвекции, поэтому в такую погоду надо защищаться ветронепроницаемой одеждой. Даже если на вас надето несколько слоев одежды, ее внешний слой не должен быть проницаем для ветра, чтобы снизить тепловые потери в результате конвекции. (Если вы любите спать с открытыми окнами, одеяла, которыми вы укрываетесь, выполняют ту же работу. Они не просто снижают скорость потери тепла, но и уменьшают конвекцию от верхнего одеяла в воздух, который вас овевает.) В жаркий и влажный день вы не будете терять много тепла за счет испарений от вашего тела, поскольку воздух и так насыщен влагой. Поэтому вы включаете вентилятор, который усиливает конвекцию и охлаждает вас. В холодный, но сухой и безветренный день половину тепла вы будете терять из-за излучения. Поэтому в такие дни лучше надевать несколько слоев одежды, чтобы снизить теплопередачу от тела к верхнему слою одежды, откуда тепло будет уходить в результате излучения с поверхности.