Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами

▲ Принцип работы лежачих велосипедов. На таких велосипедах спортсмены движутся, подобно рыбам. Поскольку человек находится в лежачем положении, на манер трубы, сопротивление воздуха значительно снижается. В сравнении с обычным гоночным велосипедом на лежачем вы тратите примерно на 15 % меньше энергии на преодоление сопротивления на скорости[49].

Если вы относитесь к езде на велосипеде серьезно, то можете легко «заболеть» всеми этими идеями. Группы велосипедистов, носящихся по дорогам с бритыми ногами и затянутых в лайкру, – хорошее тому доказательство. Но нужно помнить и о главном. Велосипеды – хитроумные машины, которые доставляют нас из одной точки в другую с поразительной эффективностью. Используя научные принципы, они значительно превосходят по эффективности электромобили, мотоциклы, дизельные автомобили, паровозы и даже человеческое тело. Езда на велосипеде гораздо удобнее и продуктивнее ходьбы, ведь вам не нужно приноравливаться к дороге. Вы затрачиваете меньше мышечной энергии на тот же путь. Вы теряете так мало энергии при передвижении на велосипеде, что глупо (и чудовищно неблагодарно) страдать из-за скрипящих тормозов, комковатых шин или даже волосатых ног.

Глава 5. Сумасшествие вокруг машин

Из этой главы вы узнаете…

Почему наш мир, столь обеспокоенный вопросами экологии, любит старый загрязняющий атмосферу бензин.

Сколько вы можете проехать на чайной ложке бензина.

Почему автомашина использует в 250 раз больше воздуха, чем велосипед.

Как сила, равная силе укуса аллигатора, предотвращает скольжение в момент, когда вы совершаете поворот.

На нашей планете 1 млрд автомобилей[50]. Попробуйте их сосчитать! Поставьте их один на другой, и у вас получится гора в 170 000 раз выше Эвереста. Этого достаточно, чтобы достичь Луны четыре раза. Выстройте эти машины бампер к бамперу – и они покроют расстояние с запада на восток США 1200 раз. Миллиард (тысяча миллионов) – величина, которую трудно себе вообразить. Подскажу: население Земли чуть больше 7 млрд человек; в день оно потребляет 2 млрд чашек кофе. В мире около 6 млрд мобильных телефонов[51] и от 1 до 2 млрд овец[52]. Если вы можете вообразить овцу за рулем «Ягуара», болтающую по мобильному телефону, который зажат у нее между мордой и плечом, то вы наверняка способны представить себе миллиард автомобилей.

Мне интереснее не то, что в мире так много автомашин, а почему их так много. Почему всего за один век автомобиль стал одним из самых успешных изобретений человечества? Неудивительно, что ответ связан с наукой.

Что же хорошего в машинах?

Автомобиль – химическая лаборатория на колесах. Звучит скучновато, но это во многом и объясняет его популярность. Уберите кожаные сиденья, сверкающий хром, покраску, которая так и подгоняет машину ехать быстрее, и все остальные примочки – и останется несколько жестянок, которые называются цилиндрами, где бензин взрывается, высвобождая энергию. Машины создаются вокруг моторов, и эти моторы (полное название – двигатели внутреннего сгорания) сжигают бензин в смеси с кислородом, чтобы высвободить заключенную в топливе энергию. Мы часто представляем себе горение как огонь, но на самом деле это химическая реакция между различными видами топлива и кислородом, которая случайно производит тепло и пламя в качестве побочных продуктов. Простая наука, связанная в нашем сознании с машиной, настолько приземленная, что мы подчас даже не задумываемся о ней: залей бензин в бак, поверни ключ в замке зажигания – и вперед! Но если поразмыслить об автомобиле серьезнее, то можно понять, насколько он удивителен.

Предположим, обычный городской семейный седан потребляет примерно 7 л бензина на 100 км. Это значит, что чайной ложки топлива (около 0,004 л) достаточно, чтобы сдвинуть автомобиль на 60 м, примерно на 15 его корпусов. Представьте себе, как трудно тронуть машину с места, и я уверен, что вы согласитесь: это удивительно. Бензин – замечательное вместилище энергии: это второе по энергоемкости вещество на земле, уступающее по этому показателю только урану (атомная энергия). И это гораздо лучше, чем любая другая причина – включая свободу передвижения, независимость и социальный статус, которые дает автомобиль, – объясняет его популярность.