Галина Шалаева - Кто есть кто в мире открытий и изобретений

Замораживание – это процесс создания холода и сохранение вещей в холоде. Оно достигается путем полного извлечения тепла из предметов, поэтому замораживание – это процесс удаления тепла.

В древние времена, конечно, пользовались снегом и льдом для этой цели. Это был естественный путь. Так охлаждались вина. Но даже и в древние времена был известен другой способ создания холода.

Это был процесс растворения определенных солей в воде. Такие материалы, как соли селитры и нитрат аммония, охлаждают воду, в которой растворяются. Таким образом, понижается температура воды. Соль понижает точку замерзания воды. Когда соль насыпают на лед, он превращается в воду. Чтобы это изменение произошло, нужны затраты энергии, а значит, и тепла.

Таким образом, первичными методами охлаждения были естественные, такие, как лед и вода и растворенные в воде соли. Но существует еще один способ замораживания, он называется испарением, превращением жидкости в пар. Когда небольшое количество воды или спирта попадает на руку, ощущается холодок: жидкость испаряется, забирая при этом часть тепла.

Этот принцип испарения применяется в современных холодильниках. В 1823 году Майкл Фарадей открыл, как пары аммиака превращаются в жидкость путем увеличения давления и сжатия, а затем извлечения тепла. Когда давление увеличивается и жидкость снова испаряется, это требует затрат тепла, и вырабатывается холод.

Как это открытие сделало возможным изобретение холодильника? Все очень просто: пар превращается в жидкость – отдавая тепло, затем мы можем снова превратить ее в пар – забирая тепло. Контролируя этот процесс, делая его непрерывным, мы и получаем современные холодильники.

Первые холодильные камеры, созданные на этом принципе, были построены швейцарским изобретателем Карлом Линдом в 1874 году для охлаждения пива. В 1877 году Линд использовал аммиак в своем изобретении, отсюда пошла история холодильника.

Хотя электрические чайники стали неотъемлемой составляющей современного быта сравнительно недавно, принцип их действия известен уже более 100 лет. Еще в XIX веке английский физик Джеймс Джоуль (1818–1889) обратил внимание на то, что при прохождении электрического тока через механический проводник выделяется тепло. Однако во времена Джоуля еще не были открыты дешевые источники электроэнергии.

Поэтому первые электроприборы появились на рубеже XIX и XX веков. В 1900 году американский инженер Уиткомб запатентовал свое новое изобретение. Это был первый в мире электрочайник.

Но разработанные Уиткомбом образцы оказались несовершенны: нагрев воды осуществлялся с помощью погруженной в нее спирали. При малейшем повреждении изоляции вода вызывала межвитковые замыкания, сопротивление спирали резко падало. Соответственно срок ее службы сокращался.

Уиткомб обратился к опыту, имевшемуся у изобретателей утюга, и использовал спираль, запаянную в металлическую трубку. Впоследствии свободное пространство трубки начали заполнять специальной глиной. Она обеспечивала большую теплопроводность, поэтому время нагревания воды сокращалось.

Но первый успешно действующий образец электрочайника с автоматической системой защиты был запатентован в Англии в 1904 году. Прибор получил название «электрической чаеварки». В нем предусматривалась система защиты от перегрева, для чего последовательно со спиралью включалась биметаллическая пластина. При повышении температуры выше допустимого предела пластина изгибалась, и электрическая цепь замыкалась. Чайник выключался.

Именно «электрической чаеварке» суждено было стать прототипом всех современных моделей электрочайников. Их отличие заключается лишь в том, что мощность нагревателя составляет примерно 2000 ватт. Он обеспечивает быстрое нагревание воды до точки кипения, что и приводит к экономии электроэнергии.

Расчеты показали, что электрический чайник с погружным нагревательным элементом расходует лишь 40 % той электроэнергии, которую потребляет аналогичная по мощности электроплита.

Находящаяся в толще воды спираль отдает ей практически всю подводимую к ней энергию. В электроплите большая часть энергии рассеивается в пространстве или тратится на бесполезное нагревание корпуса чайника. Большая мощность нагревателя в чайнике уравновешивается кратким сроком его работы.

Современные чайники нагреваются за считанные минуты. Сразу же после закипания чайник автоматически отключается.