Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами

Если вы взвесите нормальную загрузку стиральной машины до и после стирки, то заметите, что после цикла белье будет примерно на 2 кг тяжелее, чем до стирки. Получается, даже после сушки в барабане в нем остается около 2 л воды[287]. А если вращать белье дольше? Это не всегда даст нужный эффект. Объемные натуральные волокна, например шерсть, удерживают больше влаги, чем синтетика с тонкими волокнами. Вы можете почти высушить свой зонтик, встряхнув или покрутив его вдоль оси, но не сможете так же освободить от влаги шерстяной пуловер. Чем тяжелее вещь, которую вы кладете в машину для стирки, тем труднее будет раскрутить ее при сушке и убрать из нее воду. Если белье в барабане сбивается в кучу и неравномерно распределяется, мотору труднее вращать такой груз, и вещи после стирки будут более влажными. Поэтому многие современные стиральные машины устроены так, что после финального полоскания перед сушкой совершают несколько колебательных движений вперед-назад, чтобы вещи в барабане распределились равномернее.

Если посмотреть на мокрое белье с научной точки зрения, то мы увидим несколько иную картину. Наша задача – освободить плотно переплетенные текстильные волокна от 2 л воды. И для этого есть только два способа.

Сушка с использованием силы

Первый способ – использование силы для того, чтобы выжать воду из ткани. Когда мокрое белье быстро вращается, в барабане возникает центробежная сила, действующая на его содержимое и прижимающая белье к внешним стенкам. Вода подвергается тому же воздействию. По окружности барабана в стенках есть отверстия, в которые вода уходит по прямой, попадает в окружающий барабан кожух и далее по сливу – в выталкивающий насос[288]. Когда вы встряхиваете белье и оставляете его сушиться, сначала какое-то количество молекул воды под действием силы удаляется с ткани. Когда белье висит, оставшаяся вода стекает в нижнюю его часть, а потом на землю (или на пол). При этом используется сила земного притяжения для того, чтобы отделить воду.

Сушка выпариванием

Многие из нас сушат мокрое белье и постиранные вещи путем превращения воды в испарения. Мы вывешиваем белье на воздухе, пользуемся горячими сушками, применяем специальные деревянные или металлические конструкции и даже (если больше негде посушить белье, поскольку мы живем на 23-м этаже) кладем его на батарею центрального отопления. Поскольку чаще всего мы используем тепло для того, чтобы высушить наши вещи, то считаем, что его наличие обязательно. Но это не так. Когда вы вывешиваете рубашку посушиться, вода, заключенная в ее волокнах, благодаря капиллярному эффекту поднимается на поверхность ткани, а затем выпаривается. Вода из жидкости превращается в испарения – газ, своеобразное холодное облако невидимого пара. И для этого не обязательно нужно тепло.

Мы всегда представляем себе воду как вещество, которое в зависимости от температуры может принимать твердую, жидкую или газообразную форму. Жидкая вода превращается в лед (когда замерзает) или в пар (когда кипит). Но она может испаряться и независимо от температуры. Оставьте миску с водой на открытом воздухе – и вода рано или поздно испарится, будь там тепло или нет. Поэтому ее можно убрать из мокрых вещей и в холодные дни. Только это занимает больше времени, и задействованы уже другие процессы. Когда вы кипятите воду в кастрюле и производите пар, вы используете постоянный приток энергии, чтобы «выбить» наиболее активные молекулы из воды и перевести их в пар. Здесь процесс испарения происходит под действием тепла. Когда вы сушите белье на холоде, вы используете силу ветра, который «выдувает» молекулы воды из ткани. Так что при такой сушке необходим постоянный приток сухого воздуха.

Слово «сухой» здесь очень важно, потому что еще одним фактором, определяющим, насколько быстро ваши вещи освободятся от воды (если освободятся от нее вообще), является влажность воздуха (уровень водяных испарений в окружающей среде). В тропическом лесу нет смысла вывешивать мокрые вещи на просушку. В жаркий и влажный летний день белье будет сохнуть дольше, чем в сухой. Вода с большим трудом будет покидать одежду и перемещаться во влажную атмосферу. Зато в сухую погоду при низкой влажности вы с успехом сможете высушить свое белье даже при низкой температуре. Там, где я живу, часты восточные ветры, которые дуют со стороны моря (и, по иронии судьбы, приносят низкую влажность). В такие дни, даже посреди зимы, можно высушить вещи на три четверти на открытом воздухе всего за несколько часов. Низкая влажность воздуха гораздо важнее, чем тепло[289].

К более чистому будущему?