«Это последнее замечание, мистер Уилтон, пролило свет на этот предмет. Но мне странно слышать это от самого себя. Я вижу, почему так большая часть жизненных страданий в конечном итоге не приносит никакой пользы. Зло остается злом. Как вы думаете, может ли мое долгое испытание сомнениями, беспокойством и душевной болью когда-нибудь послужить мне во благо?»
«В том, что это может послужить вам во благо и во благо многих других, я не сомневаюсь; но будет ли так, я сказать не могу. Это зависит от вас самих, от вашего прихода через Христа к Богу как к вашему небесному Отцу. Моя искренняя молитва заключается в том, чтобы из вашего беспокойства духа прорвался глубокий мир во Христе; и многие другие присоединяются к ней».
«Я, конечно, надеюсь, — сказал мистер Хьюм, — что моя жизнь не закончится ничем. Кажется, что нечто лучшее, чем несколько лет смешанной боли и удовольствия, омраченных болезненнейшим сомнением и тьмой и сопровождаемых погружением в небытие, должно быть возможно для меня».
«Да даст вам Бог благодати, — сказал мистер Уилтон искренне, — забывать то, что позади, и простирать руки к достойнейшему предназначению! Но помните, что есть предназначение более ужасное, чем перестать существовать, есть смерть более глубокая и темная, чем могила».
«Есть смерть, чья мука Переживет летучий вздох; О, какие вечные ужасы висят Вокруг второй смерти!»
Мистер Уилтон не счел нужным пытаться разговорить мистера Хьюма дальше в то время. Он видел, что тот, по-видимому, находится под водительством Святого Духа, и надеялся, что он вскоре испытает новое рождение, через которое старое проходит и все становится новым. Он знал, что время является элементом даже в действиях Духа, и боялся потрясти ветвь слишком сильно, чтобы плод не упал преждевременно, лишь для того, чтобы завянуть в его руке. К счастью, звонок управляющего привел разговор в этой точке к естественному завершению.
ГЛАВА X.
ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ.
Сегодня мы переходим к той теме, которую должны были рассмотреть неделю назад, если бы та, надеюсь, не бесполезная дискуссия об использовании испытаний и служении боли не помешала этому. Мы должны теперь изучить устройство для смягчения суровости зимы и приглушения летнего зноя. Общий принцип заключается в том, что летом земля получает избыток тепла, в то время как зимой верно обратное. Эти крайности смягчаются путем переноса тепла с лета на зиму. Как это достигается? Любой, у кого есть мысли по этому предмету, может ответить».
«У меня есть некоторые мысли, — сказал Ансел, — но правильны они или нет, я не могу сказать. Я думаю, что тепло могло бы переноситься с лета на зиму так же, как с дня на ночь».
«Каковы некоторые из тех средств переноса тепла, которые, как вам кажется, действуют одинаково как при годовых, так и при суточных изменениях температуры?»
«Одно из них — поглощение и излучение тепла, а другое — испарение воды и конденсация пара».
«Вы правы, — сказал мистер Уилтон. — Эффект этих операций в выравнивании годовых крайностей тепла ничем не отличается от их влияния на температуру дня и ночи, но с лета на зиму их эффект более обширен и впечатляющ. В течение лета море и суша, и "все, что в них", получают тепло и повышают свою температуру. Летнее тепло проникает и согревает землю почти на сто футов в глубину. В море тепло проникает еще глубже. Как огромно количество тепла, необходимое для прогрева всей поверхности земли и моря на такую глубину! Изъятием такого количества тепла из активного использования интенсивность летней температуры смягчается. В течение более холодных месяцев суша и море медленно излучают свое тепло. Мы едва ли можем переоценить эффект этого попеременного поглощения и излучения тепла. Настолько велик эффект этого накопленного тепла, что море и великие озера никогда не замерзают даже в самую холодную зимнюю погоду, за исключением полярных регионов, и температура должна упасть значительно ниже точки замерзания и оставаться долгое время ниже этой точки, прежде чем земля начнет замерзать. Великие водоемы, оставаясь всегда при температуре выше тридцати двух градусов, особенно важны для согревания зимнего воздуха. В самую холодную погоду они кажутся дымящимися котлами, выбрасывающими свой теплый пар. Именно поглощение и излучение тепла одни предотвращают внезапное повышение или падение температуры атмосферы до максимально или минимально возможной точки. Солнце прорывается во всем своем великолепии в полдень летом: что, если бы солнце оставалось неподвижным, сияя так в своей силе днями и месяцами? Все было бы поглощено жаром. Но почему пылающие лучи солнца не повышают температуру сразу до максимально возможной точки? Потому что земля, море и каждый объект на земле поглощают тепло, накапливая его и удерживая в резерве. С другой стороны, когда солнце заходит и его тепло уходит, почему температура не падает внезапно до минимально возможной точки? Потому что накопленное тепло медленно излучается, и изменение температуры становится постепенным».
«В этой работе по поглощению и излучению тепла каждый объект — земля, воздух и море — вносит свою соответствующую долю. Но вода стоит на первом месте и выполняет самую большую службу. Ее высокая удельная теплоемкость позволяет ей хранить самый большой запас тепловых сокровищ и заставляет ее изменять свою температуру более медленно».
«Образование и конденсация пара также действуют таким же образом, как и при переходах дня и ночи. В течение лета более высокая средняя температура делает возможным образование гораздо большего количества пара, чем зимой. Вы помните, что при восьмидесяти градусах пар, эквивалентный тринадцати дюймам воды, может удерживаться, в то время как при тридцати шести градусах упругая сила пара равна давлению лишь двух и двух пятых дюйма воды, а при четырех градусах — трем пятым дюйма. Если бы средняя летняя температура в каком-либо месте составляла восемьдесят градусов, было бы возможно удерживать более одного фута воды в форме пара. При образовании этого пара поглотилось бы тепло, достаточное для того, чтобы вскипятить более пяти с половиной футов ледяной воды. Если средняя зимняя температура в том же месте составляет тридцать шесть градусов, более трех четвертей этого пара должно сконденсироваться и отдать свою скрытую теплоту для согревания воздуха. Не следует предполагать, что обычно существует полное количество пара, которое может удерживаться, но разница между средним количеством пара летом и зимой должна быть очень велика. Я полагаю, что эта разница часто составляет четыре или шесть дюймов воды. Если мы предположим, что она составляет четыре дюйма, то с лета на зиму переносится количество тепла, достаточное для того, чтобы вскипятить двадцать два дюйма ледяной воды. Оценивая эффект этого, мы должны учитывать, что это тепло не отдается постепенно и регулярно в течение трех месяцев, но всякий раз, когда происходит внезапное падение температуры, пар конденсируется, скрытая теплота становится ощутимой, и внезапность и интенсивность падения уменьшаются. Нам также нужно помнить, что каждый открытый водоем постоянно посылает вверх свои облака пара. Открытые озера, и особенно море, подобны кипящему котлу; и таким образом, в зимние месяцы конденсируется несравненно больше пара, чем переносится с лета на зиму. Большая часть пара, образующегося зимой, должна быть отнесена на счет лета, ибо именно летнее тепло, поглощенное водой, поддерживает ее температуру и позволяет ей выбрасывать такие облака пара даже в середине зимы. Но это более уместно в другом месте, и мы оставим это на данный момент».
«Существует еще один переход, испытываемый водой, благодаря которому тепло, накопленное летом, становится доступным для смягчения суровости зимы. Кто предложит его?»
«Это замерзание воды, — сказал мистер Хьюм. — В процессе кристаллизации сто сорок градусов скрытой теплоты становятся ощутимыми».
«И это, — продолжал мистер Уилтон, — немаловажное дело. Каждый фунт воды, замерзший на поверхности наших озер и рек, каждый фунт воды, замерзший во влажной земле, каждый фунт воды, замерзший в виде снега или слякоти в воздухе, отдает столько тепла, сколько вскипятило бы равное количество воды при семидесяти двух градусах. Вы никогда не слышали о том, чтобы ставить кадки с водой в погреба, чтобы овощи не замерзли?»
«Слышал, — ответил Питер. — Я навещал своего дедушку два года назад, и его погреб иногда промерзал. Я спросил его, зачем он ставит кадки с водой в погреб, но он не смог мне ответить, только сказал, что знает, что кадки с водой в его погребе действительно спасают его овощи от того, чтобы их прихватило морозом».
«Можешь ли ты сказать нам, Питер, почему кадки с водой, поставленные в погреб, имеют такой эффект?»
«Я полагаю, что когда вода начинает замерзать, она начинает отдавать свою скрытую теплоту».
«Это одна часть причины. Вода берется из колодца при температуре, возможно, пятьдесят градусов; она должна потерять восемнадцать градусов тепла, прежде чем начнет замерзать, и все тепло, которое теряет вода, получает воздух погреба. А затем, как ты сказал, как только вода начинает замерзать, скрытая теплота начинает становиться ощутимой. Каждый фунт замерзшей воды высвобождает достаточно тепла, чтобы нагреть фунт воды на сто сорок градусов. Но почему овощи не начинают замерзать так же, как вода?»
«Не знаю».
«Вода, содержащая соль или другие минералы в растворе, замерзает при более низкой температуре, чем чистая вода. По этой причине соки овощей и фруктов и сок деревьев могут быть охлаждены ниже тридцати двух градусов без замерзания. По этой причине вода, поставленная в погреба, помогает предотвратить замерзание овощей; вода начинает замерзать при тридцати двух градусах, в то время как картофель и репа могут быть охлаждены немного ниже тридцати двух градусов без вреда. Таким образом, почки деревьев иногда согреваются и защищаются ледяной коркой, которая образуется вокруг них. Капли воды, падая сквозь ледяной воздух, касаются веток деревьев и замерзают на них, ледяной покров охватывает их со всех сторон. При замерзании вода отдает сто сорок градусов тепла, часть которого уходит в воздух, а часть — на ветку».
«Это напоминает мне, — сказал Ансел, — то, что сказал ирландец, когда ему сказали, что снег содержит тепло: что "это было бы благословением для бедных, если бы можно было сказать, сколько снежков понадобится, чтобы вскипятить чайник"».
«Может быть трудно использовать снежки, чтобы вскипятить чайник, но тепло, выделяемое при образовании снежинок, несомненно, используется для бедных не менее полезно, чем если бы оно использовалось для приготовления их чая. Вы все замечали, что перед снегопадом, или, возможно, в начале шторма, температура обычно становится мягче, и вы часто слышали замечание: "Слишком холодно, чтобы идти снегу". Люди узнали, что приближение снежной бури сопровождается потеплением воздуха. Это популярное впечатление философски верно, хотя немногие понимают его философию. Выпадает фут снега, равный двум или трем дюймам воды. При конденсации пара, который образовал этот снег, одна тысяча градусов скрытой теплоты становятся ощутимыми, а затем при замерзании облаков в снежинки выделяется сто сорок градусов тепла. Это смягчение суровости зимы, я думаю, такое же благословение для бедных, как и нагревание чайника. Давайте сделаем оценку количества тепла, высвобождаемого при производстве одного большого снегопада. Выпадает два фута снега, равных, мы предположим, пяти дюймам воды. При конденсации водяного пара выделяется одна тысяча градусов тепла, а при замерзании — сто сорок градусов — количество тепла, которое вскипятило бы три фута холодной родниковой воды. В каждой квадратной миле 27 878 400 квадратных футов, а квадратная миля воды глубиной три фута содержала бы 83 625 200 кубических футов. Производство такой снежной бури высвобождает на каждую квадратную милю поверхности тепло, которое вскипятило бы более 80 000 000 кубических футов родниковой воды. Такой шторм иногда охватывает регион страны в тысячу миль в квадрате, то есть более миллиона квадратных миль. При производстве одного такого шторма — очень сильного и обширного шторма, как я предположил, — генерируется тепло, которое вскипятило бы восемьдесят миллионов миллионов (80 000 000 000 000) кубических футов родниковой воды — количество, совершенно слишком огромное для нашего понимания. Чтобы достичь этого результата путем сжигания, потребовалось бы более 500 000 000 тонн антрацита — количество, по крайней мере в три раза превышающее годовую добычу всех угольных шахт мира. И это только один сильный шторм. Количество осадков в Соединенных Штатах может составлять тридцать шесть дюймов, или сорок, или сорок пять дюймов. Предполагая, что среднее количество осадков по всей земле составляет двадцать четыре дюйма — оценка, очень далекая от истины, — мы имеем такой результат: существует, в круглых числах, двести миллионов квадратных миль поверхности, более пяти с половиной квадриллионов (5 575 680 000 000 000) квадратных футов и более одиннадцати квадриллионов кубических футов воды. Конденсация этого количества пара вскипятила бы более шестидесяти квадриллионов кубических футов ледяной воды. Один фунт антрацита, сожженный при самых благоприятных обстоятельствах, вскипятит шестьдесят фунтов ледяной воды. Чтобы вскипятить шестьдесят квадриллионов кубических футов ледяной воды, потребовалось бы шестьдесят квадриллионов фунтов угля — тридцать миллиардов тонн — не менее двадцати пяти тонн на каждого жителя земного шара. При таком темпе через несколько лет угольные месторождения мира были бы исчерпаны. Подобные расчеты полезны для того, чтобы показать, в каком грандиозном масштабе Творец осуществляет Свои операции. Но мы должны помнить, что эти работы ведутся не для того, чтобы поразить людей, а чтобы принести им пользу. Работы идут молча и невидимо, не вызывая внимания глупцов, не получая мыслей, кроме как от терпеливого исследователя Природы, и не вызывая благодарного признания, кроме как у немногих благоговейных поклонников».
«Но я был уведен в сторону от момента, который имел в виду. Рассматривая эффект тепла при расширении тел, я напомнил вам, что вода представляет собой заметную особенность, и обещал рассказать о ней более полно. Это место для нас, чтобы взглянуть на эту странную и прекрасную особенность воды. Каков общий принцип относительно эффекта тепла на тела?»
«Тепло расширяет тела, а холод сжимает их», — ответил Ансел.
«Вода как иллюстрирует это правило, так и представляет некоторые очень интересные кажущиеся исключения. Она сжимается от холода, как и другие тела, пока не достигает температуры тридцати девяти с половиной градусов; затем она начинает расширяться и расширяется равномерно, пока не упадет до тридцати двух градусов; в этой точке она замерзает, и при замерзании она сразу расширяется примерно на одну девятую своего объема. Если процесс охлаждения продолжается, полученный лед сжимается, как любое другое твердое тело. Эта особенность прерывистого и неравного расширения воды имеет огромное значение в делах нашего мира. Подумайте о результате, если бы вода сжималась от холода, как другие тела, до точки замерзания и ниже ее. Вода охлаждается сверху при контакте с холодным воздухом. По мере того как верхняя пленка воды охлаждалась, она опускалась бы, и новый слой выносился бы на поверхность; тот, в свою очередь, охлаждался бы и опускался, и таким образом процесс охлаждения продолжался бы с предельной быстротой, пока вся масса воды не была бы доведена до температуры замерзания. Затем началось бы замерзание, и первые образовавшиеся частицы льда опускались бы на дно, и по мере того, как вода замерзала сверху, лед опускался бы. Таким образом, твердое тело льда образовалось бы на дне наших озер и рек, в то время как поверхность оставалась бы незамерзшей в контакте с холодным воздухом, пока вся масса воды не стала бы компактной массой льда. Великие озера, превращенные в твердый лед, не оттаяли бы в течение всего лета, ибо вода, согреваемая сверху, не опускалась бы, а образовывала бы теплый слой воды на поверхности, в то время как внизу твердый лед лежал бы, едва чувствуя летнее тепло. Более того, в более высоких широтах казалось бы, что сам океан должен быть превращен в твердый лед, который никогда не растает до скончания времен. Благодаря необычному расширению воды ниже тридцати девяти с половиной градусов и ее значительному расширению при замерзании, эти катастрофические последствия предотвращаются. Наши озера охлаждаются даже зимой только до тридцати девяти с половиной градусов; ниже этой температуры более холодная вода легче и остается на поверхности; лед плавает на поверхности. Верх становится льдом, но большая масса воды остается при тридцати девяти градусах, и обитатели вод живут невредимыми. Приходит весна, и лед, находясь на поверхности, вскоре тает, и свободные волны начинают снова плескаться, выражая свою бессознательную радость».
«Смотрите ли вы на это неравномерное расширение и сжатие воды, — спросил мистер Хьюм, — как на реальное исключение из правила, что тепло расширяет тела?»
«Вовсе нет. При замерзании вступает в силу новая сила и заявляет о себе — сила кристаллизации; или, точнее, по мере того как сила тепла уменьшается, сила кристаллизации становится преобладающей и переводит атомы в новые положения и новые взаимоотношения. Именно этому новому расположению атомов обязано расширение при замерзании. Лед сжимается и расширяется от холода и тепла так же, как и любое другое твердое тело. Притяжение кристаллизации, несомненно, начинает переводить атомы в их новое и кристаллическое расположение при температуре тридцати девяти с половиной градусов».
«Мы должны помнить, что тепло, которое высвобождается при конденсации пара и при замерзании воды, поглощается при образовании пара и таянии воды. Столько же тепла забирается у лета, сколько даруется зиме. Лето охлаждается настолько же, насколько зима согревается. Образование пара — это процесс охлаждения. Вода не может подняться выше точки кипения из-за образования пара. Потоотделение охлаждает нас благодаря испарению, которое оно вызывает со всей поверхности наших тел. И чем выше температура, тем быстрее испарение и тем энергичнее процесс охлаждения».