Запарил: тяжелая участь водяного пара и как его приручал человек
Переход вещества из одного состояния в другое называют фазовым переходом. Изменяются самые главные, первичные параметры: удельный объем и количество запасенной энергии.
Наиболее распространен процесс парообразования - перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, в котором все зависит от температуры и давления. Образование пара, в частности из воды, происходит посредством испарения и кипения. При этом испарение происходит с открытой поверхности водоемов, а кипение происходит в изолированном объеме, и генерация пара осуществляется в объеме самой жидкости за счет испарения ее внутрь пузырьков, простите, пара.
При первом варианте люди не могли втиснуть пар в замкнутое пространство: тут повелительница температура за счет солнечной энергии полностью управляет им. В частности, она меняет форму и цвет облаков, прокладывая их маршрут сменой географической разности температурных потенциалов.
И, в конечном счете, температура конденсирует пар, переводя его из газообразного состояния в жидкую или твердую форму, заставляя выпадать в осадок. Так на Земле образовались условия для создания растительного и животного мира.
По мере развития Homo sapiens задумался над заменой своей мускульной силы другими источниками энергии.
Судьбоносные изобретения никогда не были идеальными в зародыше. Первоначальная задумка видоизменялась, усовершенствовалась, приспосабливаясь к требованиям времени, приобретала новые качества. По недостоверной информации, еще древние греки «приручали» пар и даже пытались использовать его в военных целях.
О первом реальном использовании пара упоминается в 1545 году. Флотский капитан Испании Бласко де Гарай сконструировал машину, с помощью которой приводились в движение лопасти бортовых гребных колес корабля. Установка прошла испытания, но не нашла распространения. Патент на нее отсутствует.
Демонстрацией ограничилось и изобретение Герона Александрийского. Точная дата изготовления прототипа роторно-парового устройства не установлена. Даже годы жизни автора стали предметом дискуссии. Вероятно, его эолипил - механизм, использующий энергию пара - появился до начала новой эры.
Следует напомнить, что патенты в современном понимании этого слова появились в 1474 году в Венецианской Республике.
На иллюстрации представлен тот самый эолипил - шар, вращаемый силой струи водяного пара, представляющий собой принцип действия паровой турбины.
В конце XVII века появились конструкции новой машинной техники с использованием свойств и силы водяного пара. Технический прогресс набирал обороты. Первая паровая машина была построена в 1690 году французским физиком Дени Папеном и представляла собой цилиндр с поршнем, который поднимался под действием пара, а опускался атмосферным давлением после конденсации отработавшего газа.