Книга Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами - Крис Вудфорд

Обычная техника стирки по сути – как можно более эффективное распространение моющего средства и его смыв. Как следует из названия, микроволокна – мельчайшие волокна, в 15–20 раз меньше обычных. Хорошая современная микроволокнистая ткань состоит из волокон в 100 раз тоньше человеческого волоса (всего одна миллионная часть метра).

Как происходит очистка при помощи микроволоконной ткани? Микроволокна «приклеиваются» к микрочастицам грязи примерно так же, как гекконы к потолку, используя многочисленные волоски на своих лапах. Когда множество микроволокон захватывают частицу грязи, они на атомарном уровне создают электростатические силы, достаточные для того, чтобы убрать микрочастицу грязи с очищаемой поверхности. Здесь не нужны моющие вещества или много воды: микроволокна притягивают грязь, как миллиарды маленьких магнитов. Более того, если вы используете моющее вещество, то лишите эти волокна возможности самоочищаться. К сожалению, грязь на микроволоконных «чистильщиках» собирается быстро. Поэтому их нужно регулярно кипятить и промывать проточной водой.

Сушка одежды и наука

Сушка – серьезное дело даже в ясный и жаркий летний день и даже если вам есть где развесить мокрое белье. Но решение этой задачи может оказаться гораздо легче, если вы прибегнете к науке.

Сколько воды в мокром белье?

Прежде всего нужно уяснить для себя масштабы проблемы. Если у вас есть стиральная машина с отделением для порошка, вы можете самостоятельно поэкспериментировать с оценкой количества воды, которое машина потребляет за одну стирку. Наливайте в это отделение чистую воду бутылками, считая их количество, до тех пор, пока машина не перестанет ее принимать. При половинной загрузке, которую я по привычке использую, моя старая машина Indesit забирает 6–8 л, плюс еще порядка 4 л в конце для полного промачивания одежды и начала цикла. При каждом полоскании машина использует также 6–8 л, а за цикл полосканий может быть 3–4. При полной загрузке за одну стирку машина потребляет около 50 л воды. Столько вы выпиваете за месяц. Если вы умножите количество стирок, которое обычно люди совершают за неделю, месяц или год, на это число, то получите огромное количество воды. Если предположить, что средняя семья стирает дважды в неделю при полной загрузке, за год она израсходует несколько тысяч литров воды, а жители с пары улиц за год используют ее столько, сколько помещается в большом олимпийском бассейне[285].

Большая часть этой воды возвращается в городскую сточную систему. Обычная стиральная машина сушит белье, вращая барабан со скоростью 1000 оборотов в минуту. Это очень быстро. Если посчитать с учетом диаметра среднего барабана, такое вращение может дать линейную скорость около 85 км/ч. Именно с такой скоростью унесется барабан из вашей кухни, если ему удастся сорваться с креплений[286]. Если бы вы смогли открыть машину в процессе отжима, то увидели бы внутри барабана нечто похожее на кусок бетона, который расположился так, чтобы уравновешивать барабан при таком быстром вращении. Этот способ отжима сырого белья за счет вращения хорош для удаления влаги, но не совершенен. Вспомнив о науке, которая стоит за принципом работы колеса (глава 3), вы поймете: если барабан не полупуст и всё белье не располагается равномерно по его окружности, белье, которое лежит ближе к его центру, проходит за каждый оборот меньшее расстояние и высушивается хуже, чем белье, лежащее дальше от центра.

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.