Фен

Что случится, если включенный фен положить в коробку размером 1×1×1 метр?

— Драй Паратрупа

Средний фен имеет мощность 1875 ватт.

Эти 1875 ватт должны куда-то деваться. Не имеет значения, что именно происходит внутри коробки: если потребляется 1875 ватт мощности, то в конце концов будет выделено 1875 ватт в виде тепла.

Нужно понимать, что подобное соотношение верно для любого устройства, работающего на электричестве. Например, люди переживают о воткнутых в розетку и отсоединенных от устройства зарядках, беспокоясь об утекающей от них мощности. Правы ли они? Можно воспользоваться термином «поток теплоты», чтобы вывести простое практическое правило: если зарядное устройство на ощупь не теплое, то оно потребляет электричества меньше, чем на 30 копеек в день. Для небольшого зарядного устройства смартфона верно правило, что если оно не теплое на ощупь, то потребляет электричества менее чем на 30 копеек в год.

Данные выкладки справедливы практически для любого устройства (хотя вовсе не обязательно для подсоединенного; если зарядное устройство питает смартфон или ноутбук, электрическая мощность может протекать из стены через зарядное устройство в электроприбор).

Но вернемся к коробке.

Поток тепла будет идти из фена в коробку. Если мы предположим, что фен неразрушим, то внутреннее пространство коробки будет нагреваться до тех пор, пока не станет примерно равно 60 °С (140 °F). При такой температуре коробка будет излучать тепло во внешнюю среду с той же скоростью, с какой фен нагревает ее изнутри, так что система придет в равновесие.

Равновесная температура^[#]↲Равновесная температура — температура, при которой состояние изолированной термодинамической системы таково, что в каждой точке для всех химических, диффузионных, ядерных, и других процессов скорость прямой реакции равна скорости обратной. — Прим. пер.↳ будет несколько меньше, если во внешней среде есть ветер, либо коробка находится на мокрой или металлической поверхности, которая быстро отводит тепло.

Если коробка сделана из металла, то температуры 60 °C будет достаточно, чтобы обжечь руку при прикосновении к ней более, чем на пять секунд. Если коробка деревянная, то вы сможете прикоснуться к ней на какое-то время, но есть опасность того, что детали коробки при контакте с выходным отверстием фена загорятся.

Внутри коробки будет жарко, как в печке. Максимальная температура будет зависеть от толщины стенки коробки: чем толще и изолированнее стена, тем выше температура. Вам не понадобится коробка с очень толстыми стенами, чтобы достичь температуры, необходимой для расплавления фена.

Но давайте предположим, что фен неуничтожим. И поскольку у нас есть что-то настолько крутое, как неуничтожимый фен, будет стыдно ограничивать его.

При 18 750 ваттах мощности, выходящих из фена, температура поверхности коробки достигнет более 200 °C (475 °F) — это так же горячо, как сковорода на небольшом огне.

Интересно, насколько высоко эта шкала может подняться.

Температура коробки теперь 600 °C, и этого достаточно, чтобы она начала светиться тусклым красным светом.

Если бы она была сделана из алюминия, то ее внутренняя поверхность начала бы плавиться. Если же она была бы сделана из свинца, то плавилась ее внешняя поверхность. А если бы она стояла на деревянном полу, то подожгла дом. Но не имеет значения, что происходит вокруг, фен же неуничтожим.

Мощности накачки лазера в два мегаватта будет достаточно, чтобы уничтожать снаряды.

При 1300 °C коробка будет иметь приблизительно такую же температуру, как и лава.

Еще одна зарубка.

18 мегаватт мощности втекают в коробку.

Температура поверхности коробки достигает 2400 °C. Сделанная из стали, она сейчас же расплавилась бы. Сделанная из чего-то вроде вольфрама, она могла бы протянуть еще немного.

Еще один разок — и мы закончим.

187 мегаватт достаточно, чтобы заставить коробку светиться белым светом. Далеко не все материалы смогут выдержать такие условия, так что нам придется предположить, что и коробка неразрушима.

Но пол, к сожалению, не неразрушим.

Перед тем, как она станет прожигать себе дорогу через пол, кому-то можно кинуть под нее баллон с водой. Выброс пара запустит коробку через дверь наружу, на тротуар. (Замечание: если вы когда-нибудь застрянете со мной в горящем здании, и я предложу идею того, как можно спастись, лучше будет меня проигнорировать.)

1,875 гигаватт (я наврал, что мы останавливаемся). Согласно фильму «Назад в будущее», у фена теперь достаточно мощности, чтобы путешествовать назад во времени.

Коробка ослепительно яркая, и вы не можете подобраться к ней ближе, чем на несколько сотен метров из-за интенсивного потока тепла. И коробка лежит в середине растущего бассейна лавы. Любой объект в радиусе 50-100 метров мгновенно воспламеняется. Колонна тепла и дыма поднимается высоко в воздух. Периодические взрывы газа под коробкой запускают ее в небо, и она вызывает пожары и формирует новый бассейн лавы там, где приземляется.

18,7 гигаватт. Условия среды вокруг коробки похожи на те, которые испытывает пусковая площадка во время запуска космического шаттла. Коробку начинает бросать в разные стороны из-за сильных восходящих потоков воздуха, которые она создает.

В 1914 году Г. Дж. Уэллс воображал похожие устройства в своей книге «Мир освобожденный». Он написал про бомбу, которая взрывалась не один раз, а непрерывно, и медленно горящий адский огонь вызывал нетушимые пожары в центре городов. История устрашающе предзнаменовала развитие ядерного оружия 30 лет спустя.

Коробка теперь парит в воздухе. Каждый раз, когда она приближается к земле, она перегревает поверхность, и поток расширяющегося воздуха швыряет ее обратно в небо.

1,875 тераватт — это как гора динамита размером с дом, взрывающаяся каждую секунду.

За коробкой следуют огненные штормы, создающие массивные пожарища, поддерживающие сами себя, создавая собственные системы ветров, сметая все на своем пути.

Новый этап: теперь фен невозможным образом потребляет больше электричества, чем любые другие электрические устройства на планете, вместе взятые.

Коробка, парящая высоко над поверхностью, выделяет энергию, эквивалентную таковой при трех испытаниях «Тринити»^[#],↲Тринити — первое в мире испытание технологии ядерного оружия, произошедшее 16 июля 1945 года в штате Нью-Мексико, США, на полигоне Аламогордо. Во время испытания тестировалась плутониевая бомба имплозивного типа, получившая название «Штучка» (англ. Gadget). Взрыв бомбы был эквивалентен приблизительно 21 килотонне тротила. Этот взрыв считается началом ядерной эпохи. — Прим. пер.↳ проходящих каждую секунду.

В этом случае картина становится очевидна. Эта штуковина собирается пропускать себя через атмосферу до тех пор, пока не уничтожит планету.

Давайте попробуем что-нибудь другое.

Мы возвращаем значение к нулю, когда коробка будет проходить над северной Канадой. Быстро охлаждаясь, она резко падает на Землю, приземляется в Великом Медвежьем озере со шлейфом пара. И затем…

Сейчас мы выставили значение на 11. Петаватт, в данном случае.

Небольшая историческая справка:

Официальный рекорд скорости для объекта, сделанного человеком — зонд «Гелиос-2»^[#],↲Гелиос-2 — один из двух зондов, созданных для исследования процессов внутри Солнца. — Прим. пер.↳ который достиг скорости около 70 км/c во время пролета вокруг Солнца. Однако, вполне вероятно, что на самом деле носителем этого титула будет двухтонная металлическая крышка люка.

Крышка находилась на вершине подземной площадки для ядерных испытаний, управляемой из Лос-Аламоса^[#],↲Лос-Аламос — населенный пункт в штате Нью-Мексико, известный тем, что в нем производилась разработка первой атомной бомбы. — Прим. пер.↳ работа на которой была частью операции «Пламббоб»^[#].↲Операция «Plumbbob» — ядерные испытания, проводимые в пустыне Невада в 1957 году. Название можно перевести как «Отвес» или «Грузило». — Прим. пер.↳ Когда под землей взорвалась килотонная атомная бомба, сооружение фактически превратилось в ядерную картофельную пушку, дав крышке гигантский толчок. Высокоскоростная камера, наведенная на крышку, поймала только один кадр движения вверх, перед тем, как та исчезла — это означает, что она двигалась как минимум со скоростью 66 км/с. Крышку так и не нашли.

66 км/с — это примерно шесть вторых космических скоростей, но вопреки размышлениям в блоге по ссылке, крышка навряд ли бы вообще долетела до космоса. Приближение ньютоновской глубины воздействия предполагает, что она была бы либо полностью уничтожена ударом о воздух, либо замедлилась и упала обратно на Землю.

Наша внезапно сработавшая коробка с феном, входящая в воду озера, претерпевает похожий процесс. Нагретый пар под ней распространяется наружу, и в то время, как коробка поднимается в воздух, вся поверхность озера превращается в пар. Пар, нагретый до состояния плазмы потоком излучения, ускоряет коробку все сильнее и сильнее.

Коробка не шлепнется об атмосферу наподобие крышки люка: поток излучения нагревает воздух вокруг нее, создавая пузырь расширяющейся плазмы с малым коэффициентом трения. Коробка покидает атмосферу и продолжает улетать вдаль, медленно тускнея — от яркого второго Солнца до тусклой звезды. Большая часть Cеверо-Западных территорий^[#]↲Северо-Западные территории — территория в составе Канады, расположенная в северной части страны в приполярном регионе. — Прим. пер.↳ в огне, но Земля выжила.

Хотя мы возможно пожалеем, что выжили.