Лёд
Шрифт:
Холадницасистемы Круппа работает в открытом режиме, это означает, что руды, перемораживаются лютами за внешними границами гнезда, над уровнем почвы. Методы, требующие большего вмешательства, одновременно являются и более дорогостоящими, поскольку требуют необходимость подкопаться под гнездо и вокруг его границ, окружить герметической зимназовой машинерией, при чем, возникает еще и проблема надежной транспортировки тысяч пудов добычи при экстремально низких температурах. А ведь никто не может дать каких-либо гарантий в плане того, насколько долго гнездо останется в этом месте. Правда, громадное соплицово Холодного Николаевска пока что остается четким пунктом концентрации ледовиковых гнезд — единственной точкой в мире — но кто даст себе отрубить руку, что все это разом через неделю-две не вморозится назад, под землю, а весь промышленный город не останется тогда бесполезным реликтом минувшего величия, словно те вымершие горняцкие городки в Америке, когда все их золотые жилы были исчерпаны? Ведь так, по-правде, ничего толком про Лед никто и не знает.
Деловой человек стремится к тому, чтобы застраховать свои вложения. Крупп и конкуренты Круппа главной своей целью определили сделать независимым производство зимназа и его производных от наличия лютов; пока что это успехом не увенчалось, тем не менее, именно в этом направлении велись исследования доктора Вольфке и ученых, работающих для остальных концернов. Даже Петербургский Горный Институт и Императорское Географическое Общество, косвенно или прямо служащие этим интересам, пытались найти ответы на эти вопросы. Какие физико-химические процессы происходят в «организмах» лютов? В чем заключается «жизнь» Льда? Какая перемена в перемороженной материи отвечает за изменение ее физических и химических свойств? На каких энергетических процессах основываются эти трансмутации? Иными словами: чем является Лёд?
Зимовники доктора Вольфке пробивали лютов тунгетитовыми пиками и заливали в вакуумные криостаты из мираже-стекла их кровь — это был гелий. Гелий, helium,солнечный элемент, поскольку был он открыт лишь в спектре Солнца, является благородным газом, то есть, безразличным ко всем химическим искушениям: он не вступает в соединения, которые человек способен легко открыть и исследовать. Профессор Хайке Каммерлинг Оннес из криофизической лаборатории в Лейдене, используя в попытках сжижения гелия громадные его количества, должен был оптово скупать через Амстердам монацит (у него был брат, серьезно укоренившийся в торговле). Лёд ударил 30 июня 1908 года; Каммерлинг Оннес получил сжиженный гелий девятью днями позднее. Температура кипения жидкого гелия, температура, при которой он превращается из жидкости в газ, составляет менее пяти градусов по шкале Кельвина. Достижение столь низкой температуры требовало от голландцев создания сложной системы компрессоров и декомпрессоров, сходящих последовательно все ниже: они сжижали кислород, азот и воздух, затем водород, и — наконец — гелий. Процесс требовал громадных расходов времени и энергии, и он позволял лишь ненадолго поддерживать столь низкую температуру и при малейшей разгерметизации вызывал резкий нагрев субстанции. Тем временем, в лютах гелий тек свободными ручьями.
Я-онозадумалось над тем, как вообще можно измерить подобный экстремум температуры. Обычный термометр указывает на изменения теплоты посредством изменения объема эталонной субстанции, к примеру, ртути или спирта. Температурные таблицы, вычерчиваемые в конторе при Производстве Круппа, вовсе не описывали шкалу Цельсия, расписанную от нуля, означающего точку замерзания воды при обычном давлении, но абсолютную шкалу лорда Кельвина, где ноль является нулем абсолютным, ниже него температуры вообще не существует, точно так, как нет времени пред началом времен.
— Но что же это в таком случае означает? — спросило я-оно,вернувшись к печке на кружку горячего чая. Например, два и две десятые или же один и восемь десятых. Если на самом конце находится абсолютный ноль, то есть — отсутствие тепла — то что это такое? Как измерить абстракцию?
— Это правда, долгое время у нас была только пустая математическая модель, — признал Иертхейм, выпуская уголком губ пахучий дым. — Раз температура является мерой растяжения, декомпрессии материи, и жидкость более декомпрессирована по сравнению с твердым телом, а газ — по сравнению с жидкостью, то граница декомпрессии газа является границей температуры. Берем определенный объем воздуха и…
— Охлаждаем, при этом, измеряя изменение объема, то есть — давления, выводим зависимость, подставляем нулевое давление…
— Так.
— А может газ обладать отрицательным давлением? Не может. Хммм.
— Отсюда в температуре и абсолютный нуль. Уравнения показывают границу на двухстах семидесяти трех градусах ниже нуля по шкале Цельсия.
— И как вы это замеряете? Через давление газа?
— Действительно, в окрестностях абсолютного нуля метод не срабатывает. Электрические термометры тоже не самые надежные, электрический ток при низких температурах — это еще одна загадка. Но все дело в том, господин Герославский, что по-настоящему близко от абсолютного нуля…
— В сердце люта.
— Ба! — MijnheerИертхейм снял ноги со стула, оглянулся на таблицы, вывешенные между внешними окнами, схватил, что попалось под руку, длинную грязную пипетку, и уже ею, словно дирижерской палочкой, указал на размеченную линейку, прибитую вертикально у фрамуги. На одной четвертой высоты линейки (а ее длина составляла больше аршина) кто-то приклеил голубую стрелку. В самом низу был виден вырезанный из дерева большой, круглый будто яйцо ноль. — Таковы наши наилучшие оценки последних измерений.
— Четверть градуса?
— Фи! Вся эта линейка — это одна сотая Кельвина! — рассмеялся голландец.
Проглотив горячий чай, я-оносделало изумленную мину.
— И чем же, якобы, отличается три сотых градуса от двух сотых градуса?
— Представьте себе газ на молекулярном уровне. Вы выдыхаете воздух в стеклянную банку. — Он дунул дымом вовнутрь мираже-стекольной колбы, быстро закрывая горлышко рукой с трубкой; за стеклом закрутились синие вихри, быстро перекрасившиеся в желтый цвет. — Что происходит? Мириады частиц выпадают из одного объема в другой. Фьюуу! — махнул он пипеткой над головой. — Гоняют, куда только могут. Как соотносится объем легких к объему Круппной банки?
— Мы будто бы выдыхаем в пустоту?
— Скажем так.
— Чем больше пространство, тем меньше давление. — Я-онопотерло костяшками пальцев по заросшей щеке. — Чем меньше давление, тем ниже температура. Но ведь тепло — это энергия; куда уходит эта энергия?
— Вы только что открыли Первое Начало Термодинамики. А как измерить давление? — Иертхайм сунул в горлышко колбы, в которой грел молоко, широкую пробку. — Я всовываю в горлышко банки непроницаемый вес. Что толкает его снизу?
— Удары этих частиц.
— Теперь я суну вес в два раза больший. Он сдвинется ниже. Уменьшится объем, увеличится давление, увеличится температура. Я подогрел воздух.
— Это мера движения молекул. Суммы их энергий, импульсов, с которым они бьются в этот разновес.
— Но только в определенной степени. — Он трижды стукнул пипеткой по колбе, и это прозвучало словно колокольчик служки в церкви. — Тут мы подбираемся ко Второму Началу. Работа, движение переводится в тепло как следует — но вот тепло уже переходит в работу всегда с потерей энергии. Если бы я должен был поднять мой придуманный разновес на высоту в два раза более легкого разновеса путем подогрева воздуха в банке, я должен был бы затратить больше энергии, чем потратил на сжатие воздуха. Эта разница, эта убегающая энергия — это и есть энтропия, дорогой мой господин.