Бутылка на подоконнике: как стакан воды сжигает квартиры.
В марте 2019-го жительница Екатеринбурга ушла на работу, оставив на подоконнике трёхлитровую банку с водой. Через два часа квартира горела. Причиной пожара стала не проводка, не сигарета и не забытая плита. Огонь разожгла банка. Обычная стеклянная банка, которая стояла на кухне годами и никому не мешала. Точнее, не сама банка — а солнце, которое превратило её в зажигательную линзу.
Как бутылка становится огнемётом
Всё начинается с закона преломления. Когда солнечный луч проходит через стекло или воду, он меняет направление. Если поверхность плоская — луч просто сдвигается и идёт дальше.
Но стоит поверхности стать выпуклой — и лучи начинают собираться в одну точку.
Именно так работает увеличительное стекло, которым в детстве все мы жгли бумагу во дворе. Разница только в масштабе.
Дно большинства стеклянных бутылок — не плоское. Производители намеренно делают его вогнутым: так ёмкость лучше выдерживает давление изнутри (привет, шампанское) и устойчивее стоит на столе. Но с точки зрения оптики это дно — готовая линза. Солнечные лучи, проходя через стенки и дно, фокусируются в точку на расстоянии нескольких сантиметров от бутылки. Прямо там, где обычно лежат шторы, газеты или сложенное бельё.
Плотность солнечного потока на поверхности Земли — около 1 киловатта на квадратный метр. Это немного, когда энергия размазана по площади. Но стоит собрать её в точку размером с булавочную головку — и концентрация вырастает в сотни раз.
Показатель преломления воды — 1,33, стекла — 1,52. Вместе они работают как составная оптическая система, усиливая лучи.
Температура в фокусе обычной бутылки с водой может достигать 400–500°C.
Газетная бумага начинает обугливаться при 120°C и вспыхивает при 230°C. Хлопковая ткань тлеет при 200°C, а открытое пламя появляется при 250–400°C. Синтетический тюль плавится при 150°C, но самовоспламеняется при 450°C — зато горит потом так, что мало не покажется. Пластик подоконника при нагреве свыше 100°C выделяет токсичные газы задолго до того, как загорится.
Весь путь от первого солнечного зайчика до открытого огня может занять считанные минуты.
Аквариум: идеальная зажигалка
Если бутылка — неплохая линза, то круглый аквариум — линза почти совершенная. Его сферическая форма собирает лучи не в размытую линию, а в чёткую точку, концентрируя колоссальное количество энергии на крошечном участке. Известны случаи, когда аквариумы прожигали деревянные подоконники и оконные рамы.
Парадокс: вода в аквариуме остаётся прохладной (рыбкам вполне комфортно), а за пределами стекла, в точке фокуса, температура поднимается до значений, при которых загорается дерево. Аквариум работает как снайперская винтовка: холодный сам по себе, но смертоносный на расстоянии.
Март: самый коварный месяц
Пожарный эксперт Юрий Артамонов, расследующий бытовые возгорания, указывает на неочевидную закономерность: пик таких «оптических» пожаров приходится на раннюю весну. Логика простая: зимой солнце стоит слишком низко и светит тускло, летом — слишком высоко, лучи падают на подоконник почти вертикально и не проходят вглубь комнаты. А вот в марте угол наклона оказывается идеальным.
Солнце стоит достаточно низко, чтобы лучи проникали глубоко в помещение, но уже достаточно яркое после зимы. Они ложатся на подоконник под углами, при которых бутылки и банки фокусируют свет максимально эффективно. Добавьте к этому первое по-настоящему яркое солнце после серой зимы — и получите идеальные условия для «тихого» пожара.
МЧС ежегодно выпускает предупреждения в начале весны: убирайте прозрачные предметы с подоконников. Но кто читает предупреждения МЧС, если квартира ещё не горела?
Закон преломления открыл в XVII век голландский математик Виллеброрд Снеллиус.
С тех пор закон не изменился, не устарел и не требует обновления. Солнечному лучу всё равно, стоит на подоконнике дизайнерская ваза за пять тысяч или трёхлитровая банка с огурцами. Если форма подходящая и угол правильный — луч сфокусируется и подожжёт всё, до чего дотянется.
Самый полезный вывод из этой статьи умещается в одно действие: встаньте и посмотрите на свой подоконник. Если на нём стоит что-то стеклянное и прозрачное — уберите. Это займёт десять секунд. Ремонт квартиры после пожара занимает чуть больше.
А в лесу — просто уносите мусор с собой. Не ради экологии (хотя и ради неё тоже), а ради того, чтобы ваш любимый лес не выгорел к следующему сезону из-за одного дурацкого осколка.