- О дровах мы говорили, когда рассказывали про европейские леса и их исчезновение. Дрова очень долгое время были основным топливом – даже первые пароходы и паровозы топили именно дровами. Потом их заменили углём, потому что уголь – топливо более «калорийное».
- – Как это, «калорийное»? Его едят, что ли?
Нет, просто количество тепла, которое даёт тот или другой вид топлива, измеряется в калориях на килограмм...
– А что такое «калория»?
Калория – это такое количество теплоты, которое позволяет нагреть 1 грамм воды на 1 градус. Скажем, в литре воды – 1000 граммов. Сколько нам нужно тепла, чтобы вскипятить литровый чайник? От комнатной температуры (20 градусов) до кипения (100 градусов) – разница 80 градусов. Умножаем 80 на тысячу – и получаем, что понадобится нам 80 тысяч калорий, или 80 килокалорий.
У дров теплота сгорания в среднем составляет около 3000 килокалорий на килограмм (то есть килограмма дров хватит для того, чтобы вскипятить примерно 37 литров воды – обычная задачка на деление). А у угля теплота сгорания – около 7000 килокалорий на килограмм, почти в 2 с половиной раза больше, то есть сжигая 1 килограмм угля, мы сможем получить уже свыше 90 литров кипятка! Так что уголь – топливо более «горячее», более эффективное, и не зря уже в XIX веке на уголь перевели все паровые машины и водогрейные котлы.
Но... при этом дрова всегда оставались «запасным игроком в команде». Скажем, первый пароход, который совершил плавание из Европы в Америку.
"Сириус" в порту Нью-Йорка
- Назывался он «Сириус». Запас угля на этом пароходе был огромный – 450 тонн! Почти 8 железнодорожных вагонов. Но этого запаса на путешествие не хватило – и капитан тогда приказал начать разбирать на дрова сам корабль! Чтобы доплыть до Нью-Йорка, «Сириусу» пришлось сжечь в топках все мачты, настил палубы, поручни и даже мебель из кают пассажиров! Этот анекдотический (но реальный) случай потом много раз обыгрывался в разных историях (например, в романе Жюля Верна «80 дней вокруг света», где Филеас Фогг сжигает половину парохода «Генриетта», чтобы дотянуть до находящегося слишком далеко порта назначения).
Итак, дрова долгое время служили людям в качестве основного топлива (да что там говорить, много где служат и сегодня). Но проблема заключается в том, что для рубки дров нужен лес. И чем больше мы рубим дров, тем леса становится меньше. Вспомните сказки братьев Гримм или Шарля Перро. В большинстве случаев там упоминаются люди, которые собирают в лесу хворост – то есть опавшие на землю сухие ветви и сучья.
Жан-Франсуа Милле. Собирательницы хвороста
- Потому что уже 500 лет назад в Европе рубить лес на дрова разрешалось только избранным! Греться дровами имели право короли, графы и герцоги с баронами. Простым людям дозволялось только собирать хворост – а за самовольную рубку леса по законам того времени лесник имел право повесить на первом же суку...
А это Ван-Гог о том же...
- Помимо хвороста люди придумали довольно много способов заменить дорогостоящие дрова. В тех краях, где леса и деревьев мало – в лесостепях, степях, полупустынях, высоко в горах – дрова заменяли кизяком, то есть высушенным навозом. В северной Африке, в центральной Азии, в Гималаях люди (в основном старики и дети, потому что работа не тяжёлая) ходили по пастбищам и собирали навоз – коровий, буйволиный, овечий, верблюжий, кое-где даже человеческий. Дальше этот навоз смешивали с соломой и лепили из получившейся смеси одинаковые «кирпичики». Полученные брикеты высушивали на солнце и складывали в кучи для хранения...
Топливные брикеты из навоза (Индия)
- Килограмм сухого коровьего навоза при сгорании даёт около 2000 килокалорий. Это меньше, чем у дров или угля, но тоже вполне приличная цифра. Даже в наше время в некоторых странах – например, в Пакистане или Индии – на таком вот «биотопливе» работают целые электростанции!
А вот другой вариант биотоплива... Рыба!
- В тех краях, где леса мало, а рыбы много – скажем, в Ростовской, Астраханской или Волгоградской областях России – ещё не так давно печи для обогрева и приготовления еды часто топили сушёной рыбой, той же самой воблой, чехонью и таранькой. А в Сибири в качестве дров использовали щуку – в реках её было невероятно много, а за еду её жители Сибири в те времена вообще не считали. У сибиряков даже поговорка была: «Рыбы нет, щука есть». Сушеную щуку складывали в поленницы, как дрова. Горит рыба благодаря высокому содержанию жиров – жиры вообще хорошо горят, как животные, так и растительные. Всопмните, как может вспыхнуть масло на сковороде...
Кто читал приключенческую книжку Майн Рида – «Затерянные в океане»? Там описывается использование в качестве топлива спермацета, то есть вещества, содержащегося в организме кашалота. Внутри огромной головы крупного кашалота хранится около 10 тонн спермацета. Так что неудивительно, что в XIX веке, когда китобойный промысел процветал, спермацет при необходимости использовали и для освещения, и для обогрева.
Жидкий китовый жир – ворвань – также очень долго использовали и в качестве «дров» (то есть горючего), и в качестве светильного масла, и даже в качестве смазочного масла в тех же паровозах, пароходах и первых автомобилях. Ради жира было убито огромное количество китов – в середине XX века ежегодно добывалось по 30-40 тысяч животных...
- Кстати, чтобы вытопить жир из кита, тоже нужно топливо, те же самые «дрова». Но где их взять в море? Возить с собой на корабле? Очень дорого и неудобно. И тогда китобои южного полушария придумали использовать вместо дров... птиц! Обыкновенных пингвинов.
Мясо пингвинов – штука малосъедобная, прежде всего из-за огромного процента жира, так что при наличии любой другой еды ради мяса на пингвинов не охотились. Но вот горят тушки пингвинов – благодаря всё тому же жиру – очень хорошо, передвигаются пингвины медленно, характер у них доверчивый и неагрессивный, а потому китобои (а также участники многих антарктических экспедиций) несметное количество пингвинов перебили «на дрова». Скажем, когда европейцы открыли Фолклендские острова, их называли «царством пингвинов». Но к началу 80-х годов прошлого века пингвины там были истреблены почти полностью...
Пингвины Фолклендских островов. Их отстреливали на дрова десятками тысяч...
- Пингвинов в тех краях спасли... точнее, спасла война. В 1982 году между Великобританией и Аргентиной началась война за Фолклендские острова. В ожидании британского десанта аргентинцы заминировали побережье – установили десятки тысяч противопехотных и противотанковых мин. Разминирование – процесс медленный и дорогостоящий, поэтому даже сейчас на тамошних берегах всё ещё находятся обширные минные поля, куда человеку (если он не идиот и не самоубийца) заходить категорически нельзя. А вот веса пингвина для срабатывания мины оказалось недостаточно – и под защитой минных полей пингвины снова стали размножаться, их популяция начала медленно восстанавливаться, сейчас численность фолклендских пингвинов приблизилась к миллиону особей.
А что ещё можно использовать в качестве «дров»?
Ну, бензин, керосин и природный газ – это понятно. Эти виды топлива очень эффективны, лучше дров. Теплота сгорания у природного газа и у бензина – около 10000 килокалорий на килограмм. А вот из необычных (во всяком случае, для нас в России) видов топлива стоит вспомнить про... этанол, то есть этиловый спирт!
В Бразилии этанол производят из сахарного тростника, причём в очень больших количествах, и используют вместо бензина – в качестве топлива для автомобилей. И на автозаправках там продают спирт!
- По сравнению с бензином спирт при сгорании даёт меньше теплоты (примерно 7000 килокалорий на килограмм), так что заправлять «спиртовые машины» приходится чаще и пробег у машин «на спирту» (по-английски такие машины называются «многотопливными», «flex-fuel») немного меньше. Зато спирт в тех краях стоит существенно дешевле бензина, и при его сгорании выделяется меньше углекислого газа, так что это топливо более «экологически чистое».
Применяется как чистый спирт (топливо «Е100»), так и смесь бензина со спиртом (скажем, топливо «Е85» содержит 85% спирта и 15% бензина).
Ну а самое энергоёмкое в природе топливо, самые эффективные «дрова» во вселенной – это газ водород. При сгорании 1 килограмма водорода выделяется в 10 раз больше тепла, чем при сгорании дров, свыше 30000 килокалорий! Но вот добывать и хранить водород – удовольствие дорогое, так что пока более-менее широкое распространение водородное топливо получило только для ракетных двигателей.