Как это ни странно, самый древний способ добывания огня сохранился до нашего времени. Первобытные люди добывали огонь трением одной деревянной палочки о другую.
Мы тоже добываем огонь трением - спички о коробок.
Но разница есть, и очень большая. Зажечь спичку - дело одного мгновения, а чтобы зажечь кусок дерева, даже очень сухого, нужно повозиться минут пять, а то и больше. Да и уметь надо. Спичку всякий зажжет, а попробуйте добыть огонь по первобытному способу. Я сильно сомневаюсь, чтобы у вас что-нибудь вышло.
Почему спички зажигаются?
У первобытного человека не было таких инструментов, какие есть у нас. У него не было ни пилы, ни рубанка.
Пилил он и строгал острым камнем или костью. Работать таким инструментом было нелегко. Приходилось так долго тереть и скоблить, что дерево разогревалось и даже иногда вспыхивало. Это, вероятно, и заставило человека догадаться, что огонь можно добывать трением.
Для того чтобы дерево вспыхнуло, его нужно очень сильно нагреть. Значит, и тереть одну палочку о другую нужно очень долго.
Другое дело - спички. Спичечная головка сделана из материала, который загорается даже от небольшого нагревания.
Достаточно прикоснуться спичкой к горячему железу, например к горячей печной дверце, чтобы спичка вспыхнула. А если вы прикоснетесь к дверце другим концом спички, никакой вспышки не будет.
Вот почему спичку не приходится тереть о коробок по пяти минут. Стоит чиркнуть - и она загорится.
Давно ли у людей спички?
Спички изобрели совсем недавно. В 1933 году первой спичечной фабрике исполнилось ровно сто лет. До этого времени добывали огонь другим способом. Вместо коробка спичек люди, жившие сто лет тому назад, носили в кармане маленький ящичек с тремя странными предметами: кусочком стали, небольшим камешком и кусочком чего-то вроде губки. Если бы вы спросили, что это такое, вам сказали бы, что сталь - это огниво, камешек - это кремень, а кусочек губки - трут.
Целая куча вещей вместо одной спички!
Как же тогда добывали огонь?
Посмотрите на этого толстяка в пестром халате, с длинной трубкой в зубах. В одной руке он держит огниво, в другой кремень и трут. Он ударяет огнивом о кремень. Никакого результата! Еще раз. Опять ничего. Еще раз. Из огнива выскакивает искра, но трут не загорается. Наконец, в четвертый или пятый раз трут вспыхивает.
Собственно говоря, это та же зажигалка. В зажигалке тоже есть камешек, есть кусочек стали - колесико, есть и трут - фитилек, пропитанный бензином.
Высекать огонь было не так-то просто. По крайней мере когда европейские путешественники хотели научить гренландских эскимосов своему способу добывать огонь, эскимосы отказались. Они нашли, что их старый способ лучше: они добывали огонь трением, как первобытные люди, - вращая ремнем палочку, поставленную на кусок сухого дерева.
Да и сами европейцы были не прочь заменить кремень и огниво чем-нибудь получше. В продаже то и дело появлялись всевозможные "химические огнива", одно другого мудренее.
Тут были спички, зажигавшиеся от прикосновения к серной кислоте; тут были спички со стеклянной головкой, которую надо было раздавить щипцами, чтобы спичка вспыхнула; были, наконец, целые приборы из стекла очень сложного устройства. Но все они были неудобны и дорого стоили.
Так продолжалось до тех пор, пока не изобрели фосфорные спички.
Фосфор - это вещество, которое загорается при самом слабом нагревании - всего до 60 градусов. Казалось бы, лучшего материала для спичек и придумать нельзя. Но и фосфорные спички никуда не годились по сравнению с нашими.
Они были очень ядовиты, а главное, загорались чересчур легко. Чтобы зажечь спичку, достаточно было чиркнуть ею о стенку или даже о голенище. Когда спичка загоралась, происходил взрыв. Головка разлеталась на части, словно маленькая бомба. Сгорев, спичка оставляла по себе скверную память в виде противного сернистого газа. Кроме фосфора, в головке была еще сера, которая, сгорая, превращалась в сернистый газ.
Лет шестьдесят тому назад появились наконец "безопасные", или "шведские", спички, которыми мы пользуемся и сейчас. В головках этих спичек фосфора нет совсем, он заменен другими горючими веществами.
Почему вода не горит?
Одни вещи загораются, когда их сильно нагреваешь. Другие вспыхивают даже от слабого нагревания. А есть и такие, которые не горят совсем.
Вода, например, не горит.
А хотите знать почему?
Да потому же, почему не горит зола.
Вода сама получилась от горения.
Что же надо сжечь, чтобы получилась вода?
Газ водород, тот самый, которым наполняют воздушные шары и дирижабли.
Теперь стали наполнять дирижабли также и другим газом - гелием. Гелий не горит, поэтому и летать на таких дирижаблях безопаснее.
Куда деваются дрова, когда печка топится?
Принесли из сарая тяжелую вязанку дров, бросили ее с грохотом возле печки. Поленья крепкие, здоровые. Запах от них такой, словно в комнату елку принесли.
Затопили печку. Смотришь, через час-два от вязанки ничего не осталось. Только мокрое пятно на полу от растаявшего снега да в печке горсточка-две золы.
Куда же вязанка девалась?
Сгорела.
А что такое - сгорела?
Надо это дело расследовать. Вот и свеча тоже, когда горит, исчезает. Что же - она совсем исчезает или это только кажется?
Сделаем такой опыт. Возьмем ложку и свечку. Подержим ложку над свечкой. Ложка затуманится, покроется водяными капельками.
Откуда взялась вода? Ясно, что из свечи, больше неоткуда.
Теперь вытрем ложку и подержим ее над пламенем. Ложка покроется сажей - кусочками угля. Откуда уголь? Опять-таки из свечи.
Почему же раньше угля не было видно?
Да потому же, почему не видно в доме балок или гвоздей. Балки, гвозди, кирпичи становятся заметными только во время пожара. Так же и тут: уголь становится заметным только тогда, когда мы устраиваем маленький пожар - зажигаем свечу.
Ну хорошо. Когда свеча горит, из нее получается вода и уголь.
А куда же они деваются?
Вода улетает в виде пара. Этот-то пар и садится на ложку, когда мы ее держим над пламенем.
Но куда же девается уголь?
Когда свеча коптит, уголь улетает в виде копоти - маленьких кусочков угля - и садится на потолок, на стены, на окружающие вещи.
Но если свеча горит хорошо, копоти нет- уголь весь сгорает.
Сгорает?
А что такое - сгорает?
Вся история начинается сначала. Куда уголь девается, когда он сгорает?
Одно из двух: или он пропадает, исчезает совсем, или он превращается в какое-то другое вещество, которого мы просто не видим.
Попробуем невидимку поймать.
Для этого нам понадобятся две банки из-под варенья и огарок свечи.
Огарок свечи надо насадить на проволоку, чтобы его удобнее было опускать в банку.
А в стакан надо налить известковую воду.
Воду эту мы приготовим так: возьмем немного негашеной извести, разболтаем ее в воде и процедим сквозь промокательную бумагу. Если раствор получится мутный, мы процедим его еще раз, чтобы он был совсем прозрачный.
Теперь зажжем огарок и опустим его осторожно на дно пустой банки. Огарок погорит-погорит и погаснет. Вытащим его, зажжем и опустим в банку снова. На этот раз огарок погаснет сразу, словно его погрузили в воду.
Значит, в банке теперь что-то есть, что мешает свече гореть.
Что же там может быть? Ведь на вид банка совсем пустая.
Сделаем тогда вот что. Добавим в банку известковой воды. Вода замутится - станет белой. А если мы нальем известковой воды в другую банку, где ничего не было, вода останется прозрачной. Значит, в той банке, где раньше горела свеча, есть какой-то невидимый газ, который делает мутной известковую воду.
Ученые назвали этот газ углекислым газом. Они нашли, что углекислый газ получается и тогда, когда горит уголь.
Теперь мы можем ответить на вопрос, куда девается свеча. Она превращается сначала в уголь и воду. Вода улетает, а уголь сгорает и превращается в углекислый газ.
То же самое происходит и с дровами. Дрова тоже превращаются в уголь и воду. Уголь сгорает, хотя и не весь: немного несгоревшего угля всегда остается в печке. А сгоревший уголь, то есть углекислый газ, улетает вместе с водяным паром в трубу. Белый дым, который валит зимой из труб, это и есть водяной пар, сгустившийся на морозе в капельки воды. А если дым черный, значит, печка коптит; в дыме остается много несгоревшего угля - сажи.
Почему печка, гудит, когда топится?
В зимний день, как только затопят печку, начинается в комнате музыка. Печка гудит и поет, как большая труба в оркестре, а печные дверцы звенят и гремят, словно медные тарелки.
Откуда этот гул и звон?
Чтобы труба загудела, нужно в нее подуть.
А кто дует в печку?
Дело тут вот в чем. Когда мы растапливаем печку, воздух в ней нагревается. А теплый воздух легче холодного. Он подымается вверх, а на освободившееся место входит из комнаты холодный воздух. Получается тяга - воздушный поток, проходящий через печку снизу вверх.
Это легко проверить. Положите на открытку несколько маленьких кусочков бумаги, да так, чтобы они были у самого края.
Поднесите открытку к дырочке в печной дверце. Клочки бумаги один за другим улетят в печку.
Что их туда понесло?
Струя воздуха, которая течет из комнаты в печку. Воздушный ручей унес клочки бумаги, как река уносит брошенную в нее щепку.
Значит, в печку никто не дует, а воздух сам входит туда.
Но правда ли, что, когда воздух нагреешь, он подымается вверх?
Это вы можете увидеть собственными глазами. Поставьте в солнечный день на окно горящую свечу или лампу. Вы увидите на подоконнике тень пламени, а над ней струящуюся тень подымающегося вверх воздуха. Оттого-то пламя и тянется всегда вверх: воздух поднимается и увлекает за собой пламя.
Теперь понятно ли вам, для чего в печной дверце делают дырочки? Для воздуха. Но для чего нужен воздух?
Для того, чтобы дрова в печке горели.
Без воздуха - например, в закрытой наглухо печке - дрова гореть не станут. Чем лучше тяга, тем и дрова горят лучше. Вы и сами, вероятно, замечали: когда тяга сильная, дрова горят хорошо, а когда тяга плохая, дрова горят еле-еле.
Ученые исследовали воздух в лаборатории. Они нашли, что воздух - это смесь газов. Больше всего в нем азота и кислорода. Кислород это и есть тот газ, который нужен для горения.
Когда дрова в печке горят, происходит вот что. Из угля, который есть в дровах, и из кислорода, который приходит с воздухом, получается углекислый газ. А из водорода и кислорода получается вода.
Значит, во время своего путешествия по маршруту "печка - дымовая труба" воздух совсем меняется. Кислорода в нем остается меньше, но зато взамен он берет в печке и уносит в трубу воду и углекислый газ.
Почему вода тушит огонь?
Если опустить свечу в воду, она погаснет. А почему?
Потому, что для горения свечи нужен воздух, а не вода. Потому-то вода и тушит огонь: она не дает воздуху подойти к горящему предмету.
Можно и другим способом потушить огонь: накрыть его одеялом или засыпать песком. Одеяло или песок не дадут воздуху подходить к огню, огонь и погаснет.
Загадка про печку
Разгадайте-ка загадку.
Топится печка, а огня нет. Куда воздух входит, оттуда и дым выходит. Что это такое?
Это человек.
Ведь когда мы дышим, мы вдыхаем воздух, а выдыхаем воду и углекислый газ. Совсем как печка.
Вы это легко можете проверить. Дохните на ложку, она запотеет. Вот вам вода. Теперь подуйте через соломинку в известковую воду. Вода замутится. Вот вам углекислый газ.
Нос нам служит и дверцей, куда входит воздух, и дымовой трубой.
А горит в нашей печке то, что мы едим. От этого у нас тело всегда теплое.
Станция третья
СТОЛ И ПЛИТА
Кухонная лаборатория
Трещат, разгораясь, сухие сосновые поленья. Веселое пламя, как деревенский музыкант, заставляет плясать и подпрыгивать собравшуюся на плите публику: голубой эмалированный чайник подбрасывает вверх свою крышку, словно шляпу, и ловит ее на лету, чугунная сковородка шипит и дрожит от восторга. Даже большая медная кастрюля и та, забыв свою важность, бурлит вовсю, обдавая кипящей водой своего соседа - скромный чугунный котелок.
По-вашему, это кухня, а по-моему - химическая лаборатория.
Так же как в химической лаборатории, здесь одни вещества превращаются в другие, совсем на них не похожие.
Непонятные дела происходят в этих кастрюлях, горшках, котелках.
В простом кухонном горшке небольшой ком теста вдруг ожил, начал расти и подниматься выше краев.
Кусок мяса, положенный в кастрюлю, за какой-нибудь час так изменился, что его и узнать нельзя: рассыпался на волокна, еле связанные между собой, и из красного стал серым. Картошка, которая только что была крепкой и твердой, стала мягкой и рассыпчатой. И все эти чудеса творит не какой-нибудь ученый-химик, а самая обыкновенная домашняя хозяйка, в переднике и с засученными рукавами.
Эта женщина, которая суетится у плиты, нередко и понятия не имеет о том, что делается в ее горшках и котелках. Знает ли она, например, что происходит, когда варят картошку?
Что такое картошка?
Что такое картошка? Да ведь это все знают.
Нет, неправда, не все.
Вот вы, например: знаете ли вы, из чего картошка состоит?
Если не знаете, сделайте такой опыт.
Разотрите сырую картошку в кашицу, смешайте в баночке с водой, процедите сквозь тряпочку и дайте жидкости отстояться.
На дне баночки получится слой какого-то белого вещества.
Слейте воду, выложите осадок на промокательную бумагу и дайте ему высохнуть.
У вас получится белый порошок.
Что это такое?
Это крахмал, или картофельная мука, как говорят хозяйки.
Крахмала в картошке много. Но почему мы его обыкновенно не видим?
А потому, что в картошке зерна крахмала спрятаны, как на складе, в маленькие кладовые - клеточки.
Почему не едят сырую картошку?
До крахмала добраться не так-то легко. Нам для этого пришлось картошку тереть теркой. А в желудке такой терки нет. Желудку такая работа не под силу.
Вот почему никто сырой картошки не ест. Когда картошку варят, стенки клеточек от нагревания лопаются, и вода проникает в крахмальные зерна. От этого крахмальные зерна разбухают, становятся мягкими.
Сваренная на пару картошка потому-то и кажется нам сухой, что всю воду вобрали в себя крахмальные зерна. Вот отчего картошка выходит сухой из воды.
Почему у жареной картошки есть корка, а у вареной нет?
Когда картошку жарят, ее нагревают очень сильно, гораздо сильнее, чем при варке. От сильного жара крахмал на поверхности картошки превращается в декстрин - в клей, который и склеивает отдельные крахмальные зерна в румяную корочку.
Клеем из декстрина вам, вероятно, не раз приходилось пользоваться, хоть вы и не знали, из чего он сделан. Таким клеем приклеивают, между прочим, этикетки к аптечным склянкам.
Отчего накрахмаленное белье твердое?
Когда белье гладят горячим утюгом, крахмал от сильного жара превращается в декстрин. На белье получается твердая корочка, вроде той, которая на картошке.
Оттого-то крахмальные воротнички такие твердые, что шею режут. Откуда у хлеба корка?
В муке - не картофельной, а обыкновенной - тоже есть крахмал. Поэтому, когда хлеб пекут, на нем тоже образуется корочка.
Но правда ли, что в муке есть крахмал? Может быть, я вас обманываю и никакого крахмала там нет? Лучше всего будет, если вы меня проверите.
Заверните комочек теста в тряпочку, как в мешочек, и промойте тесто, все время выжимая, в чашке с водой.
Вода станет белой, как молоко. Дайте ей отстояться, ивы увидите, что на дно осел такой же точно осадок, какой у нас получался из картошки.
Значит, я вам правду сказал: в муке крахмал есть. Почему хлеб черствеет?
Мешочек с мукой промойте под краном, пока весь крахмал не уйдет. В мешочке останется клейкий, тягучий комочек. Это клейковина.
У клейковины есть один признак, по которому ее нетрудно узнать: полежав часа два-три, она делается твердой и ломкой, как стекло.
Вот почему хлеб черствеет. Клейковина, которая в нем находится, становится хрупкой и твердой. Почему тесто поднимается, когда в него кладут дрожжи?
Потому же, почему раздувается резиновая груша, когда ее надувают воздухом.
Только в тесте вместо резины - такая же тягучая клейковина, а вместо воздуха - углекислый газ.
Когда у вас дома будут ставить тесто на булки, возьмите кусочек и положите в баночку, а баночку чем-нибудь накройте. На другой день осторожно откройте баночку и опустите в нее зажженную спичку. Спичка сразу же погаснет. Отчего?
Оттого, что в баночке скопился углекислый газ.
Когда в тесто кладут дрожжи, в нем появляется множество пузырьков углекислого газа. Эти-то пузырьки и раздувают тесто горой.
Откуда же углекислый газ берется?
Его вырабатывают из теста дрожжи. Каждый дрожжевой грибок - это маленький химический заводик, добывающий углекислый газ. Откуда в хлебной мякоти дырочки?
Когда тесто ставят в печь, клейковина от жара подсыхает, становится рыхлой. Мешок, который столько времени держал в плену углекислый газ, разрывается и дает газу свободу.
Вот почему хлеб такой пузыристый и рыхлый. Каждая дырочка в мякоти хлеба - это след, оставшийся от пузырька углекислого газа.