Трактат о переливании «профессора переизбытка». Часть 1

Посвящается Бернулли, который, увы, никогда не станет домашним пивоваром. Наука переливания - искусство переливания. В чем разница? В первом случае вы заставляете систему работать, а во втором заставляете ее работать на себя. Извечный вопрос всех домашних пивоваров: как перелить пиво из одной емкости в другую, не захватив при этом дрожжевой осадок? Ответ прост: вам нужна сифонная трубка. Сифон представляет собой «гравитационную трубу», широко используемую домашними пивоварами для перелива пива из одной емкости в другую без дрожжевого осадка. Бросьте яблоко на пол и посмотрите, что произойдет. Оно упадет. Но если мы положим его на стол, то через какое-то время оно начнет гнить и разлагаться.

Поставьте на стол ведро с пивом, с отверстием в донышке. Вы будете удивлены, но оно никуда оттуда не денется. Теперь возьмите «вишневую бомбу» (фейерверк) и привяжите к основанию ведра. Подожгите фитиль и поскорее спрячьтесь в другой комнате (можете хихикать втихомолку, если хотите, но лучше делать это, сидя в безопасном месте). После взрыва вернитесь обратно и проверьте, что случилось с пивом. Оно будет стекать вниз. Но если бы мы сделали в ведре дырку выше уровня пива, оно не стало бы вытекать. Почему? Вопрос может показаться тривиальным, но ответ на него открывает перед нами (и за нами) целую вселенную. Итак, позвольте еще раз задать вам свой вопрос: почему? Потому что нет силы, которая бы подняла пиво до уровня отверстия и позволила бы ему вытечь.

Таким образом, мы понимаем: для того чтобы пиво вытекало через дырку в донышке, необходима некая сила, которая бы «выталкивала» его из ведра. «Гравитация?», - спросите вы. Не совсем так, потому что сама по себе гравитация - не сила. В данном случае силой можно считать гравитационное ускорение, помноженное на массу (F = mg). В точке отправления гравитация всегда постоянна. Однако по мере того, как пустеет ведро, масса пива уменьшается, а значит, уменьшается и сила. Чтобы убедиться в этом, достаточно проследить за тем, как напиток вытекает из ведра на пол. Сначала происходит испарение пивных газов, а затем потихоньку уменьшается сила потока, в конце концов превращаясь в тоненькую струйку. И мы видим, что скорость потока прямо пропорциональна уровню пива над отверстием, не более того (чтобы проверить это, проведите эксперимент, используя высокий стол).

Десять галлонов пива довольно тяжелы. Пять галлонов вполовину легче, чем десять. Заполните ведро с отверстием в донышке 10 галлонами (38 литрами) пива, затем быстро привяжите к другому ферментеру еще одну «вишневую бомбу» чуть выше. Посмотрите, что получится. Пиво будет вытекать быстрее через дырку в донышке, чем через отверстие посередине. Почему? Потому что давление, оказываемое на 10 галлонов (38 литров) жидкости, будет выше, чем на 5 галлонов (19 литров) (давление = сила/см2). Если не верите, сделайте следующее: опустошите бассейн глубиной в 32 м и наполните его пивом. Нырните в него и подплывите к самому дну. Когда вы сделаете это, то почувствуете давление (вес) пива на ваши барабанные перепонки. Давление на дне бассейна будет в разы выше, чем на середине. Можно также провести еще один простой эксперимент. Поднимитесь на вершину горы. А теперь быстро сбегите вниз. В ушах будет стучать. Почему? Потому что на вершине горы атмосферное давление ниже, а ближе к уровню моря - выше. Вес воздуха над вами будет давить на ваши барабанные перепонки до тех пор, пока давление в ушах не сравняется с давлением снаружи.

Итак, что же мы имеем? А имеем мы лужу пива на полу и знание: чем выше напиток над отверстием, тем быстрее он будет через него вытекать. Идем дальше, дорогие друзья. В вашем ведре есть дырка. Давайте на 5 см введем в нее пластиковую трубку общей длиной 15 см, так чтобы пиво стало вытекать через нее. Свободный конец трубки зажмите пальцем. Наполните ведро элем. Уберите палец и наблюдайте за тем, как пиво вытекает через шланг. Опускайте и поднимайте трубку и следите за изменением потока. Знаете, в чем секрет? Хотите - верьте, хотите - нет (но лучше все-таки поверьте), конец этой трубки представляет собой этакую «подвижную дыру». Чем выше будет эль над концом трубки, тем быстрее он окажется на полу вашей кухни. Если же вы поднимите конец трубки выше уровня эля, напиток вытекать не будет (как если бы отверстие в ведре было выше уровня пива).