Рецензии на книги | Холодильник Эйнштейна

О науке термодинамике задумываешься холодными зимними днями, когда тебе нужно отапливать дом. Какое топливо эффективней? Дрова, брикеты, уголь? Какие дрова? Сколько времени нужно сжигать дрова, чтобы поднять температуру в трехэтажном доме с 12 градусов до комфортных 23?

Книга Пола Сена «Холодильник Эйнштейна» рассказывает о зарождении науки термодинамики от А до Я. Оказывается, что людей раньше, да как и сейчас, мало волновали физические основы передачи тепла. Первые паровые машины были крайне неэффективными и теряли около 99,5 % тепловой энергии, высвобождаемой при сжигании угля. Это продолжалось сотню (!!!) лет, потому что угля в Англии было в избытке и об оптимизации и понимании процессов не думали. В других странах Европы с углем было сложней, поэтому люди начали думать!

Революцию в объяснении процессов, происходящих в паровой машине, совершил Сади Карно. Он прибег к методу мышления, который только спустя сотню лет войдет в учебники по творческому мышлению. Он представил себе идеальный результат и идеальную воображаемую паровую машину. И сделал выводы, которые были поняты только спустя десятки лет после его работы.

Карно пишет: «Недостаточно создать теплоту, чтобы вызвать появление движущей силы: нужно еще добыть холод; без него теплота стала бы бесполезна». Этим предложением был отмечен первый шаг в истории термодинамики.

Невежественность людей, что тогда, что сейчас, поражает, когда читаешь книги задним умом. Владельцы паровых машин не удосуживались вникать в физику процессов и даже не считали, какую работу совершали их машины (с эффективностью <1%), не было физической величины, чтобы посчитать, сколько чего нужно сжечь, чтобы проделать определенную работу. И является ли пар наилучшим веществом для работы машин?

Как это ни странно, но прогрессу в физике передаче тепла, мы обязаны любителям пива. Они не зря пьют свой напиток! Именно пивоварни и их владельцы озадачивались эффективностью работы паровых машин. Джеймс Джоуль, в честь которого названа единица измерения энергии — джоуль, был сыном владельца пивоваренного завода и долгое время работал на нем. Он внес значительный вклад в становление термодинамики.

Книга Пола Сена «Холодильник Эйнштейна» — это история за историей о людях, которые вникали в процессы мироздания, а их не понимали. Людвигу Больцману так вообще не позавидуешь, он разочаровался в людях, в том, что они не принимают его работу (он говорил, что вещество состоит из атомов и молекул), и с горя повесился. А подожди он чуть-чуть и узнал бы, что Эйнштейн, как и другие ученые, взяли его труд за основу своих работ.

Ученых на протяжении сотни лет волновал вопрос, который большинство людей даже не поймут как вопрос: «Почему тепло выходит из теплой комнаты в холодную?». Если у вас есть дом, который нужно топить, то вы, наверняка, замечали, что стоит нагреть одну комнату, открыть дверь, и тепло тут же устремится из нее в холодный коридор и там рассеется до тех пор, пока температура везде по дому не выровняется. Почему так происходит? Почему тепло нельзя перегонять из холодной комнаты в горячую (без приложения энергии)?

Джеймс Клерк Максвелл вообразил себе «демона», который бы мог фильтровать быстрые молекулы газа от медленных и перегонять их из холодной области в горячую. Он так надеялся развенчать закон термодинамики, что теплота не может самопроизвольно переходить от тела менее нагретого к телу более нагретому, но оказалось, что без приложения энергии такую сортировку не произвести.

Кстати, холодильник как раз делает наоборот, но он и подключен к розетке. И тепло из холодильника не исчезает, потрогайте его заднюю стенку, и вы почувствуете, что он греет комнату. 

Книга Пола Сена «Холодильник Эйнштейна» так называется, потому что Эйнштейн хотел создать и выпустить на рынок свой запатентованный холодильник, который бы перестал убивать людей. Первые холодильники содержали ядовитые газы для охлаждения, и Эйнштейна впечатлили смерти от утечек, он решил создать безопасный холодильник (он не нуждался в питании, и ему требовался лишь стабильный напор воды из под крана). Но его опередила компания General Motors, когда в это же время изобрела для охлаждения безопасный фреон, и проблема разрешилась сама собой.

Между прочим, если задуматься, холодильник — это машина по замедлению времени. Посмотрите на фрукты-овощи в нем, как будто время для них не течет. И что такое время?

Наука о тепле перетекает в науку об информации, даже формулы, описывающие энтропию, похожи на формулы, описывающие передачу информации.

Да, и еще, может вы не знали, но энергию для жизни мы получаем на основе той же физики, что печка греет дом дровами. Мы сжигаем пищу! Что такое калории, которые зачем-то указывают на упаковках пищи? 

«Чтобы определить полную энергетическую ценность пищи, её сжигают в калориметре и измеряют тепло». 

Обратите внимание на факт, который ускользает от вашего осознания. Вы постоянно дышите! Это ничто иное, как подпитка внутреннего огня, который сжигает пищу. Иначе откуда у нас столько энергии? Съел пирожок с вишней и целый день на нем одном бегаешь? ) Деревья черпают свою энергию для роста не только от воды и солнца, они берут ее из атмосферы. Деревья растут из воздуха!

Книга Пола Сена «Холодильник Эйнштейна»  рассказывает еще много чего интересного, объясняющего мир вокруг нас. Она начинается с паровых машин, а заканчивается тем, что мы с вами, скорее всего, живем в голографической вселенной. Гравитация — это иллюзия, наша вселенная — это вывернутая наизнанку черная дыра. Вселенная постоянно расширяется, представьте точки на поверхности воздушного шарика, который изнутри расширяется, и точки убегают друг от друга, когда-то скорость убегания превысит скорость света, то не будет возможности добраться до убегающих галактик, а еще позже на небе не останется видимых звезд… Одна темнота.

Термодинамика — захватывающая наука, которую ты чувствуешь кожей, когда на улице холодно. Книга Пола Сена «Холодильник Эйнштейна», пожалуй, одна из лучших и понятных книг по физике. Рекомендую к прочтению.

Владимир Никонов
Подкасты: https://music.yandex.ru/album/7328601