Когда я в 1985 году служил в Советской армии, умные люди открыли мне великий секрет: оказывается, можно вскипятить воду, даже если у тебя нет стандартного кипятильника, а имеется всего лишь кусок провода, пара лезвий для безопасной бритвы, розетка и ёмкость!
В разный вариациях это сводится к одному: необходимо подключить два провода к разным лезвиям, а потом сориентировать их в пространстве (с помощью спичек, ниток или как-то ещё) параллельно друг другу на небольшом расстоянии - примерно в одну спичку толщиной. Можно и больше, но тогда вода греться будет дольше. Главное - избежать короткого замыкания, то есть сделать так, чтобы ни оголённые провода, ни лезвия друг с другом не соприкасались.
В чём "физизм" процесса? Дело в том, что вода - довольно плохой проводник, и хорошим он становится лишь благодаря наличию ионов, которые являются носителями электричества. Плохой проводник обладает высоким сопротивлением, а потому, в полном соответствии с ЗАКОНОМ ДЖОУЛЯ (известного нам по школьным учебникам как ЗАКОН ДЖОУЛЯ - ЛЕНЦА), при прохождении через него электрического тока он нагревается.
Собственно, именно по той же причине происходит нагревание штатного кипятильника, просто там в роли проводника с высоким сопротивлением выступает нихромовая спираль, а здесь - вода. И в электронных сигаретах - вейпах-вапорайзерах - работает тот же принцип, только там нагревается спираль из КАНТАЛЯ. И в электрических ТЭНах та же самая схема.
Короче, трёхлитровую банку воды с помощью "бритвенного" кипятильника можно нагреть всего за 10-15 минут. Но именно чистой воды, потому что стоит добавить туда чего-нибудь, способного растворяться с образованием ионов, вышибет пробки. В старых моделях там были установлены вставки с легкоплавкими проводниками ("патроны"), которые при коротком замыкании мгновенно расплавлялись и прерывали контакт, в новых - биметаллическая пластина, которая при нагревании меняет форму и размыкает цепь.
ДЖОУЛЕВО НАГРЕВАНИЕ (а это именно оно) называется также ОМИЧЕСКИМ НАГРЕВАНИЕМ - в честь немецкого физика Георга Симона Ома (16 марта 1787 - 6 июля 1854), который вывел теоретически и подтвердил на опыте закон, выражающий связь между силой тока в цепи, напряжением и сопротивлением (ЗАКОН ОМА).
Однако этот термин распространён гораздо меньше, ибо считается, что здесь всё-таки более уместен именно ЗАКОН ДЖОУЛЯ: количество теплоты, выделяемое проводником при протекании по нему электрического тока, равно произведению силы этого тока в квадрате, сопротивлению проводника и времени, за которое по проводнику течёт ток.
А поскольку при нагревании металлов или сплавов до определённой температуры (ТОЧКА ДРЕЙПЕРА) они начинают светиться, эта качество используется в электрических лампах, где вольфрамовая нить в результате ДЖОУЛЕВА НАГРЕВА испускает свет. Собственно, поэтому она и называется "лампой накаливания".
Любопытно ещё и вот что: как вы уже знаете, суть ПАСТЕРИЗАЦИИ состоит в том, что если нагреть продукт до температуры (но не до 100%, как при ТИНДАЛЕЗАЦИИ и, тем более, АППЕРТИЗАЦИИ), погибнет большинство микробов, вызывающих его порчу. Однако обычно продукт или ёмкость, куда он помещён, нагревают внешним теплом - на конфорке, в печке, на огне и пр. А в пищевой промышленности давно используют ДЖОУЛЕВ НАГРЕВ, то есть когда электрический ток пропускают непосредственно через сам продукт. И за счёт выделяющегося тепла происходит его обеззараживание. (Разумеется, этот способ пригоден далеко не для всех продуктов.)
Джеймс Прескотт Джоуль (24 декабря 1818 - 11 октября 1889) - английский физик, член Лондонского королевского общества, почётный президент Манчестерского литературного и философского общества, президент Британской научной ассоциации, доктор права дублинского Тринити-колледжа, доктор гражданского права Оксфордского университета, доктор права Эдинбургского университета.
Родился в семье богатого владельца пивоваренного завода, получил хорошее домашнее образования (его учителем по математике, химии и физике был сам Джон Дальтон). Возможно, он бы так же успешно учился и в школе, но у мальчика были проблемы с позвоночником, поэтому ему папа постарался обеспечить максимально комфортные условия. Болезнь, однако, не помешала Джеймсу уже в 15 лет пойти работать на предприятие отца и участвовать в управлении заводом, пока его не продали в 1854 году. Параллельно с этим постоянно учился и занимался наукой.
Кстати, именно благодаря предприятию Джоуль и начал проводить первые эксперименты, заинтересовавшись возможностью замены паровых машин на электрические. И первая его научная статья, опубликованная в 1838 году в научном журнале Annals of Electricity, была посвящена устройству электромагнитного двигателя.
Однако если поначалу он думал, что электромагниты могут быть источником неограниченного количества механической работы, то потом сильно разочаровался в них, придя к выводу, что паровые машины всё-таки более эффективны.
В 1840 году Джоуль обнаружил эффект магнитного насыщения при намагничивании ферромагнетиков и целых пять лет изучал электромагнитные явления.
В поисках оптимального способа измерения электрических токов, в 1841 году он открыл закон названный его именем.
По интересному стечению обстоятельств, примерно в то же время (если точнее - в 1842 году) российский физик Эмилий Христианович Ленц, он же Генрих Фридрих Эмиль Ленц (12/24 февраля 1804 - 29 января/10 февраля 1865) сделал точно такое же открытие. Поэтому в отечественной литературе закон носит двойное название, а в зарубежной про нашего физика предпочитают не вспоминать вовсе.
Но на тот момент оба этих открытия не были оценены Лондонским королевским обществом, а значит, для учёных всего мира их как бы и не существовало. Работу Джоуля удалось опубликовать лишь в периодическом журнале Манчестерского литературного и философского общества.
В 1842 году Джоуль открыл явление магнитострикции (изменение размеров и объёма тела при изменении его намагниченности).
В 1847 году он познакомился с британским физиком, механиком и инженером Уильямом Томсоном, также известным как лорд Кельвин (26 июня 1824 - 17 декабря 1907). Вместе они открыли ЭФФЕКТ ДЖОУЛЯ - ТОМСОНА (изменение температуры газа при адиабатическом дросселировании), который впоследствии стал одним из основных методов получения сверхнизких температур.
Помимо этого Джоуль большое внимание уделял совершенствованию измерительных приборов, экспериментальной технике, позволяющей получать высокоточные результаты, интересовался природными явлениями, предлагая возможные объяснения природы атмосферных явлений.
Но после продажи пивоварни в 1854 году его материальное положение постепенно ухудшилось, и пришлось пользоваться финансированием различных научных организаций. К тому же, с детства слабый по здоровью, Джоуль с начала 1870-х и вовсе не мог работать. В 1878 году ему была назначена государственная пенсия.
В его честь (но после его смерти) названа единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц СИ.
P.S. Напомню, что ДЖОУЛЕВ НАГРЕВ невозможен только в двух случаях - либо когда тело вообще не проводит электрического тока, либо когда его сопротивление, наоборот, практически, отсутствует (как случае со сверхпроводящими материалами).
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
