Варим мы суп. Поставили кастрюльку с водой на огонь, накромсали всего, чего надо и ждем, когда сварится. Но люди мы нетерпеливые и хотим, что варился суп побыстрее. Тогда отыскиваем от кастрюльки крышку, накрываем, давление в кастрюльке подрастает, теплопотери падают и варка ускоряется.
Если мы совсем нетерпеливые, то можем отыскать на антресолях скороварку. Скороварка – это такая кастрюлька, крышка к которой подогнана очень плотно, герметично, да еще крепится на защипах. В результате картоху в скороварке можно сварить минут за пять.
Скороварка – это, по сути, бытовой автоклав (от греч. Auto – «сам» и лат. clavis – «задвижка»). Лабораторный автоклав несет те же функции: держит повышенные температуры и давления.
Основная цель автоклавирования – сообщить молекулам реагентов больше энергии за счет повышения температуры и давления. Благодаря этому молекулы чаще и сильнее сталкиваются, в результате чего продуктов образуется больше за то же время, а энергия от внешнего источника (пламя горелки) расходуется более рационально.
Но оставим пока лаборатории и поговорим о применении автоклава в медицине. Автоклав считается самым надежным способом стерилизации. С его помощью можно устроить глобальный экстерминатус всему живому, включая бактериальные споры, чего не могут гарантировать кипячение или обработка паром.
При повышении давления температура кипения воды смещается вверх вместо привычных для открытых объемов 100 °C, в автоклаве при 2 атм мы получим 120 °C. Споры бактерий (например, возбудители столбняка или сибирской язвы) выдерживают кипячение часами. Но они гарантированно погибают за 15–20 минут при 120°C и еще быстрее при 130°C.
Дело не только в температуре, но и в среде. При кипячении мы имеем просто горячую воду, в автоклаве мы имеем еще и горячий пар под давлением, который, конденсируясь на теле, передает ему тепло гораздо интенсивнее. А значит бактерии погибают тоже интенсивнее.