Bez cookies je omezený přístup! Bez COOKIEs je omezený přístup!

Málo známé vlastnosti vody Avalcon Chotěboř, Pragocon Praha

(K této přednášce jsem si musel přinést rekvizity... viz dále)

Řeknete si – obyčejná voda! Poměrně jednoduchá sloučenina H₂O, je jí všude plno, dokonce tvoří i většinu hmoty lidského těla. Přesto si dovoluji tvrdit, že některé její vlastnosti neznáte a když se s nimi setkáte, koukáte jako čerstvě vyoraná myš.

Tahle obyčejná sloučenina má totiž některé neobyčejné vlastnosti. A díky jim vlastně žijeme, i když to třeba netušíme.

Poměrně známá je její vlastnost, že při změně skupenství z kapalného na pevné se její objem značně zvětšuje, zatímco většina látek se naopak při tuhnutí mírně smršťuje. Známe to z toho, že led roztrhne láhev, pokud ji s vodou zapomeneme na mrazu. Nás to občas zaskočí, když zapomenete dát do chladiče fridex a pak se divíte... Jenže led trhá nejen chladiče aut, ale i skály a je tak významným činitelem při erozi a přeměně skal na jemnější strukturu – písek a půdu.

Napadlo vás ale, že díky tomu led plave na vodě a neklesne ke dnu? Díky tomu rybník nezmrzne až na dno a ryby v něm přežijí zimu, led v Arktidě plave a nedovolí, aby zamrzla až do dna...

Speciálním bodem je tzv. »trojný bod« vody, při kterém mohou v jednom prostoru stabilně vedle sebe koexistovat všechna tři skupenství vody zároveň – led, voda i pára.

Tohle všechno jistě znáte ze školy, pokud jste při vyučování nehráli pod lavicí »Námořní bitvu« nebo »Piškvorky«. Já se chci ale vypravit do oblastí, o kterých škola zpravidla nic neučí. Je to asi škoda, protože to spoustu lidí dokáže zaskočit.

Přenesme se do vyšších teplot – do oblasti varu, neboli změny skupenství kapalného a plynného.

Jistě víte, že se stoupajícím tlakem stoupá bod varu. Například v Papinově hrnci, známém jako »papiňák«, při varu stoupne tlak páry, až je schopná nadzvednout i závažíčko. Přitom stoupne i teplota bodu varu a potraviny se při vyšší teplotě a tlaku provaří rychleji. Možná si ještě pamatujete i to, že tento jev má horní hranici, tak zvanou kritickou teplotu, při které už vodu v kapalném skupenství žádný tlak neudrží. Od této teploty výš existuje už jen pára.

Tento jev můžeme pozorovat i vlastníma očima. Nevěříte? Kápněte tedy na rozžhavenou, nejlépe litinovou desku pár kapek vody. Místo aby se voda rychle vypařila, sbalí se do kuliček, které začnou po plotně bláznivě poskakovat. Samozřejmě při tom ubývají, ale pomaleji, než byste čekali. Při nižší teplotě, než je ona kritická, se voda rozprostře po plotně a mnohem rychleji vyšumí, změní se v páru.

Možná jste z dřívějška slyšeli o neštěstích u kotlů v době páry. Parní kotle totiž vybuchovaly. Jak ty pevné, tak na lodích i na lokomotivách. S kritickou teplotou zkrátka nejsou žerty.

Mimochodem, tlakovodní jaderné reaktory využívají toho, že s vyšší teplotou zůstává voda kapalná a může obíhat reaktorem, přičemž ve výměníku ohřívá jinou vodu v sekundárním okruhu, kterou tam ale při nižším tlaku mění v páru a tou pohání turbínu. Je na to ovšem třeba poměrně značný tlak v primárním okruhu a dobrou regulaci výkonu, která nepřipustí růst teploty nad kritickou teplotu. Tlakovodní reaktory víceméně trvale pracují těstě pod kritickou teplotou, což nese vysoké nároky na regulaci štěpné reakce.

Pro ty, kdo teď nadskočí a blikne jim v hlavě slůvko »Černobyl«, mám zklamání. Tamní reaktor byl jiného typu a explodoval z úplně jiného důvodu než by bylo přešvihnutí kritické teploty. Rovněž havarie Fukušimy byla úplně jiného typu.

Teď si ale dovolím poposkočit do ještě vyšších teplot.

Zhruba sedm set stupňů nad »první kritickou teplotou« se nachází velice zajímavá oblast parametrů. Voda – teď už vlastně vodní pára – tam prochází oblastí prudkého poklesu koeficientu přestupu tepla. Tak významného, že se tam vodní pára chová jako lepší tepelný izolant než asbest.

Má to pochopitelně největší význam opět v reaktorové technice. Pokud ten jev nastane u palivových článků, může se stát, že článek prostě přestane být chlazený a i když je ve vodě, rozežhaví se natolik, až se rozteče. Co to pro reaktor může znamenat, si už představte sami.

Vrátím se ale od jaderné supertechniky zpátky mezi lidi. I tento jev můžete pozorovat na vlastní oči, i když vám možná trochu polezou údivem z důlků.

Předpokládám, že už jste mohli sami vidět v televizi záběry na »jogíny«, kteří demonstrují svou »meditační sílu« tím, že přecházejí bosýma nohama přes ohniště plné žhavých uhlíků. Pravda, při těchto produkcích se občas některý ošklivě popálí, nicméně to jen zvyšuje efekt »meditační síly« u ostatních.

Semerád - Vlastnosti ohně a vody - Avalcon 2004

Já takové produkce provozuji bez dlouhé meditace. Připouštím, že vytrvalá meditace může pomoci, ale úplně jinak, než »jogíni« uvádějí. Podstatou tohoto jevu je totiž čistá fyzika, žádná »duchovní síla« se toho neúčastní. I když připouštím, že víra tady význam má – a ne malý!

Vrátím se k onomu pokusu, kdy kápnete na rozežhavenou desku pár kapek vody. Ta voda začne jako kuličky poskakovat a ne a ne se rychle vypařit. A to jsme pořád (přinejmenším u kuchyňské plotny) jen těsně nad »první kritickou teplotou«. Teprve o sedm set stupňů Celsia výš je druhá oblast, kdy voda prudce ztrácí schopnost přestupu tepla a začne se chovat jako izolační asbest. (Podotýkám, že tady nejde o jasně danou »kritickou teplotu«, ale křivka závislosti koeficientu přestupu tepla na teplotě zde má tak trochu širší »údolíčko«. Zkrátka od světle červeného žáru (kolem 900   C) se pára mění v tepelně izolační vrstvu, která nejenže zabraňuje rychlému ohřátí veškerého objemu vody, ale unese i poměrně značnou mechanickou zátěž. U »jogínů« je tou zátěží váha jejich těla, rozdělená na plochu jejich bosých chodidel. Jogíni prostě jdou po vrstvičce silně stlačené páry jako po asbestu a nespálí se.

Ale proč se občas některý přece jen spálí?

Tento jev totiž vyžaduje současné splnění několika podmínek a stačí porušit jedinou z nich, a už se vezete. Já o těchto podmínkách vím, »jogíni« na ně mohli přijít čistě intuitivně, ovšem pokud je neznají, občas některou poruší – s těžkými následky v podobě popálenin.

Když nechávám dobrovolníky, aby si to sami odzkoušeli, hlídám ty podmínky za ně. A ještě se mi nestalo, aby se někdo v mé přítomnosti spálil. A to se ví, hlídám to pečlivě, abych nepřišel »o reputaci«. Jak říkají Japonci, »kredit se ztrácí snadno, ale těžko se vrací«.

Není nutné chodit po žhavém uhlí. Takové pokusy se nedají dělat v místnostech, na to musíte být venku, musíte rozdělávat velký oheň a připravit ono »pole žhavých uhlíků«. Dá se to však demonstrovat i v menším a může to být ještě působivější. A mimochodem, je to i psychicky trochu obtížnější (viz dále).

K demonstracím používám pár předmětů, z nichž nejdůležitější je propan-butanový vařič. Jeho plameny mají nevýhodu, že nejsou dost horké, zato výhodu, že jsou k dispozici i v místnosti aniž by přítomní požárníci protestovali. Jako demonstrační předmět používám obvykle pohrabáč, je to na něm hezky vidět. Je totiž z měkkého železa a žárem změkne ještě víc. Ale zkuste ho ohýbat za studena, dá vám to přece jen fušku.

Tento hoch mi pohrabáč ohnul jediným ťuknutím (sledoval jsem ho pozorně, že?)

Nejjednodušší je pohrabáč holými prsty ohnout. Jak říkám, ve žhavém stavu (aspoň 900 Celsia) je železo měkké a stačí málo a ohnete je. Zkoušel jsem to v kotelně i s jinými předměty, jednak se daly lépe rozžhavit, jednak měla kotelna nehořlavou podlahu, takže jsem na ní bosou nohou bez problémů rozšlápl železnou lopatku na uhlí, což mi pak dalo práci, než jsem ji (opět za horka) prsty vytvaroval zpátky. Za studena na to potřebujete velké kladivo a kovadlinu.

Druhým »stupněm« těchto demonstrací je olíznutí rozžhaveného železa jazykem. Jazykem ovšem pohrabáč těžko ohnete, ale je to velice efektní, když to zasyčí a jazyk vůbec není spálený. Chce to však větší odvahu. Zjistil jsem, že hodně záleží na vzdálenosti žhavého předmětu od očí, resp. od obličeje. Po žhavém uhlí choditi není žádný problém. Sáhnout si na žhavý pohrabáč je trochu horší, ale když se vám to žhavé železo přibližuje k obličeji, můžete zjistit, že se to »zvíře v nás« prostě vzepře a odtrhnete ruku, i když nechcete. Musíte to zvíře nejprve překonat a když se vám to podaří, další pokusy už jdou »jaxi samy«. Jen si myslím, že tady je jádro pudla – některým lidem se to prostě nepodaří. Takové (asi dva ze třiceti) obvykle včas vyzvu, aby těchto pokusů zanechali, nebo se spálí.

Třetím stupněm, který jsem zatím nepodnikal všude, je pokus, při kterém si naliji do úst žhavé, tekuté olovo. Je to nejefektnější, ale na to už potřebujete klid, jistotu a přinejmenším Bunsenův kahan. Hořáku propan-butanového vařiče už tak nějak nevěřím. Samozřejmě olovo nedržím v puse dlouho, hned je vyplivnu, nejraději do plechového kýble s vodou. V něm nastává další zajímavá část pokusu. Olovo totiž na dně ve vodě chvilku svítí žárem, než jeho teplota poklesne a vybočí z kritického pásma. Pak v té vodě exploduje pára, až voda stříká ven. Kdo si uvědomí, že jsem to měl předtím v puse, otřese se hrůzou. Tohle už je opravdu na hraně, nicméně jsem se dosud nespálil. Spíš si spálím pusu o horké kafe nebo o polévku, neb jak jistě tušíte, nedosahují onoho »pásma izolačních vlastností vodní páry«.

Předváděl jsem to už mockrát, na koleji študákům, v továrně mistrům (kterým to nešlo do hlavy), na vojně, spolupracovníkům v práci... a dvakrát na sjezdu scifistů, v Chotěboři a v Praze.

Úspěch to mělo.

Podmínky, které je nutno dodržet

Teď musím něco říci k těm podmínkám, které musíte bezpodmínečně dodržet, abyste se nespálili.

1) Předmět, kterého se chcete dotýkat, musí být dostatečně rozpálený. Tuto podmínku považuji za nejdůležitější. Mám proto raději vyšší teplotu než nižší. Nejlepší je světlečervený až žlutý žár, jakmile barva přechází do tmavočervené, nechte toho a raději to přihřejte, neboť opouštíte bezpečné pásmo teplot. Mám raději žlutou než červenou – ovšem s propan-butanovým hořákem můžete být rádi, když dosáhnete té světlečervené. U tmavočervené už se začínám bát a to je zrada! (viz dál).

2) Předmět musí mít dostatečnou tepelnou kapacitu, aby si udržel teplotu i když ho trochu ochladíte. Plameny vás spálí, protože horké plyny rychle zchladnou pod kritické pásmo a potom vás nic neochrání. A venku si dejte pozor i na ochlazující vítr! (V místnosti je to bezpečnější.)

3) Na kůži nesmíte mít sebemenší stopy po tuku, oleji, másle apod. Cizorodé látky, zejména tuk, nemají vlastnosti vody! Vytvoří mezi ohněm a kůží tepelný most a jedete »jako po másle«. Je dobré si ruce (i nohy) důkladně umýt mýdlem (rozpustí tuky) a stopy mýdla dobře spláchnout (i mýdlo je tuk!).

Kdo si chce žhavé železo olíznout, nesmí mít v puse mastnotu! Na setkáních scifistů, kde jsem dal dobrovolníkům možnost si to odzkoušet, jsem každému (i sobě) vnutil kus suchého, netučného toastového chleba, aby si jím vyčistili ústa (nerozhodovalo, jestli to pak někdo spolkl nebo vyplivl). Pozor, i zubní pasta je tuk! Sliny ještě nevadí, sůl v potu také ne, ale každá mastnota je nebezpečná.

Pozor na to! Kdybyste se přece jen popálili, vyškvaří se zpod kůže podkožní tuk a ten to popálení urychlí strašným způsobem (viděl jsem na videu, jak se popálil jeden »jogín«, to tedy byla síla!). S tím ale souvisí další body, které musíte dodržet.

4) Nesmíte překročit jistý specifický tlak! Vysvětlím: Vrstvička páry, která se vytvoří na vaší kůži, unese hodně, ale jen »naplocho«. Uvědomte si, že se opíráte o páru, která uhne stranou, má-li kam. Kůže má obvykle tisíce drobných vrásek (papilláry), ty páru zadrží. Pohrabáč je oblý, to stačí. Ale dejte si pozor na všechny ostré hrany, trny a jiné ostřejší předměty na žhavé straně. Jsou prostě nebezpečné. Kdyby pronikly skrz kůži, vytaví »zpod kůže podkožní tuk a popálení urychlí strašným způsobem« (to už se opakuji, viz výše, ale lépe než na to zapomenout). Pozor na to! Pára unese i vaši váhu, ale jen naplocho! Zmínil jsem se, že jsem bosou nohou rozšlápl lopatku na uhlí – ano, ale položil jsem si ji na beton tak, aby byla plochou nahoru! Obráceně (tj. v »normální« poloze) by nahoře byly hrany! Dávejte na to pozor!

5) Nesmíte pokoušet štěstí příliš dlouho! Dokud jogín jde, stačí se noha ve vzduchu zpotit natolik, aby ho pára následující vteřinu ochránila. Když se na žhavém uhlí zastaví, vrstvičku vody odpaří a popálí se. Musíte si uvědomit, že vrstvička vody a páry, která vás chrání, pomalu, ale tak jako tak jistě ubývá! Já považuji za rozumnou dobu zhruba vteřinu, raději ne déle. Střídání nohou při chůzi postačí. Pokud si na žhavý předmět saháte rukou, nesmíte to s frajeřinou přehánět. Ono to i tak zasyčí a efektů je dost. U slin se k tomu přidává tepelný rozklad, po kterém je v okolí cítit spálenina. Mají to být ale jen sliny, ne pusa.

6) Nesmíte dopustit dotyk se suchou částí těla! Kdo má na ruce nebo noze mozoly, měl by si je aspoň trochu navlhčit. Beztak každému doporučuji umytí rukou (a nohou). Nemusíte je pak vytírat úplně do sucha. Ale jen čistou vodou! Příměsi, zejména mastné, ale ani alkohol tu nesmí být! Izolační vlastnosti má opravdu jen voda H₂O, nic jiného! Pozor na nehty a případné chlupy, ty nejsou ničím chráněné! Když si přejedete žhavým předmětem po hřbetu chlupaté ruky, nebolí to, ale jste velice rychle oholeni (jenže toho smradu!).

Tohle pravidlo se však nejvíc týká situace, kdy si zkusíte nalít olovo do úst. Nesmí se dostat do kontaktu se zuby! Musíte vytvořit z jazyku mističku a olova dát jen tolik, co se vejde na jazyk. Kdyby se olovo přilepilo k zubům, máte hned problém. Nestalo se mi to, ale jen protože si na to dávám pozor!

(Tento stupeň doporučuji nezkoušet hned napoprvé, ale až po nějaké zkušenosti. Řekl bych, že to napoprvé ani nepůjde, to »zvíře v nás« vám to asi nedovolí. Troufl jsem si to až po pěti letech od prvních pokusů. Můžete být rychlejší, ale nepřehánějte to. Není to pro novice!)

Za normálních okolností se lidské tělo potí a dodá potřebnou ochrannou vodní vrstvičku samo. Když si ruce trochu předem smočíte, budete mít větší jistotu. Není to ale nutné.

7) Nepodceňujte dynamiku nárazu! Tento bod je sice odstínem bodu 4, ale raději to připomínám zvlášť. Nechce to prudké nárazy. Chcete-li ohnout žhavé železo holými prsty, udělejte to rychle, ale ne příliš prudkým, soustředěným nárazem. Máte na to vteřinu a nejste ninja. Jinak překročíte onen specifický tlak i na plochém železe. Jogíni po uhlí jdou, ale neběží a hlavně – nedupou! Jinak... (viz výše...)

8) Nesmíte se toho bát!

Tento bod vypadá opravdu kuriózně, je však důležitější, než si myslíte. V tomto bodě totiž dávám zapravdu i »jogínům« s jejich »meditační silou«. Ne že by jim pomáhala překonávat plameny, to za ně udělá ona čistá fyzika, které je nějaká »duchovní síla« naprosto putna. Meditace jim však dodává klid a víru, že se nic nemůže stát. A kdo se nebojí, tomu bude přáno. Nespálí se.

Asi tušíte, že to má vědecké vysvětlení. Ano, je tomu tak. V horku se člověk potí »normálně«, v jeho potu je kromě vody nějaká stopa soli, ta se však chová neutrálně. Vrstvička páry vytváří ochranu proti horku a všechno funguje. Jestliže vám ale »strachem vyschne v krku«, je zle a raději to nezkoušejte. Ani dotykem ruky. Protože strach způsobí, že se v potu začne vylučovat kyselina máselná. Jen stopová množství, bohužel rozhodující. Některá zvířata tu kyselinu máselnou vycítí, například psi spíš napadnou člověka, který se jich bojí (když se psa nebojíte, většinou se k vám chová přátelsky, i když vás nezná, ale kdo se ho bojí, tomu i ten pes hned dá najevo, »kdo je tu pánem«!) Psi mají čich neporovnatelně lepší než my lidé a když se říká, že »vycítí strach«, pak to znamená, že vycítí tu kyselinu máselnou (když jí je hodně, smrdí opravdu hnusně).

Ale to už odbočuji, stop a return!

Kyselina máselná je ještě horší než olej, máslo nebo vazelina. Vytvoří tepelný most, »zpod kůže se vytaví podkožní tuk...« ještě víc to urychlí a viz výše, dopadne to zle.

Tady vidíte, že i ta meditace pomůže! Ne že by zadržela horkost, na to nemá, ale zadrží vylučování kyseliny máselné a přinese klid a pohodu – a je to důležité, věřte mi! Nemám ale rád, když se »jogín« holedbá, že »přemohl žhavého démona svou dlouho připravovanou duchovní silou«. Já to dokážu i bez dlouhé meditace a hned.

Nemám tak ostrý čich jako pes, abych vycítil kyselinu máselnou. Ale na člověku se dá i podle jiných známek poznat, že se bojí. Možná jsem některé dobrovolníky zadržel neprávem, když se mi jen zdálo, že příliš váhají. Omlouvám se jim, ale »SAFETY FIRST!« – bezpečnost především! Nestalo se mi, že bych se popálil, ani že by se popálil některý dobrovolník. Ale mohlo by se to stát a jestli jsem se něčeho bál, pak právě toho. Viděl jsem to jen na videu, ale stačilo mi to. Nemluvím ani o přihlížejících divácích a o jejich mínění. Vždycky bych mohl odhalit, kterou podmínku dotyčný porušil, nemuseli by mě hned prohlásit za podvodníka a šarlatána, ale raději jsem odradil pár váhavých. Když si to zkusí někde doma, ale dodrží podmínky včetně odvahy – a musí tomu opravdu věřit! Může se jim to i podařit.

Tak raději něco k tomu »zvířeti v nás«.

Není až tak těžké vstoupit na pole žhavých uhlíků. Ty jsou daleko od očí (či od obličeje). Problém nastane a je tím větší, čím je to horko blíž. A nebude to lineární závislost, spíš kvadratická. Zkrátka, jak vám to začne sálat do obličeje, pocítíte to »zvíře v nás«. Vzepře se a chce utéci. Je to prastará zkušenost všech zvířecích generací před námi, nejen instinkt, prostě zvířata se ohně bojí. To je normální. Zajímavé je (a to jistě zná každý kuřák), že se nebojíme plamene sirky nebo zapalovače. Ty máme pod kontrolou, na to už »zvíře v nás« nereaguje.

Když ale opravdu pevně věříte, že máte všechno pod kontrolou, můžete to zvíře překonat. Jakmile se to stane, jakmile si poprvé sáhnete na žhavý pohrabáč, závora se zlomí a podruhé, potřetí ani po desáté už problém není. »Zvíře se postaví na zadní« až když se pokusíte o další stupeň. Viděl jsem to na svých dobrovolnících (a nebylo jich málo, v Praze si to vyzkoušelo 48 dobrovolníků, z toho 12 dívek). Někdo si na žhavý pohrabáč ještě sáhl, ale když si chtěl líznout, »zvíře se vzepřelo«. Takové jsem raději zarazil s tím, že zřejmě u nich nejde všechno najednou. Povšimněte si na obrázku, jak každého nováčka sleduji jako ostříž. Kdo si ale jednou »lízl«, pak už s tím neměl problémy.

Moje vlastní zkušenost ale říká: když to delší dobu (několik let) nepředvádím, musím opět překonat onen živočišný odpor jako poprvé. Je však mnohem slabší a překonat se dá. Jen když to po několika letech zkusím znovu, vím, že mě to nesmí zastavit. A každý stupeň znovu, nejprve dotyk prsty daleko od obličeje, pak teprve líznutí (a další bariéra musí stranou!). Zvíře je slabší, ale je tam znovu.

Přece jen na těch instinktech něco bude!

Praktické využití

Ve středověku, zejména v Bavorsku, byly značně rozšířené »Boží soudy«. Když se nedalo normálně rozhodnout, kdo je vinen a kdo ne, dali oběma stranám olíznout rozpálenou lžíci, případně měli ruku položit na rozpálenou plotnu od kamen. Podle hesla »Nevinného oheň nespálí«!

Řeknete si – středověké tmářství! Jenže se stejnou věrohodností a nakonec i na podobném principu pracují i Američané u »Detektoru lži«. Zajímavé na tom je, že to fungovalo. A docela spolehlivě, mělo to i zhruba stejnou věrohodnost s americkým »Detektorem lži«. Ono to nevinné opravdu nespálilo!

Proč ale? Protože tenkrát ve středověku tomu lidé věřili. Opravdu byli přesvědčení, že »nevinného to nespálí«, zvláště když se předtím povinně postil, vyzpovídal, případně přísahal s rukou na bibli. Viník naproti tomu věděl, že je vinen a »Bůh to vidí!« Když si sáhl a měl v potu kyselinu máselnou, skončil nejprve s popáleninami a následně na šibenici nebo na katově špalku, neboť ten prostředek se nepoužíval kvůli sousedským sporům o slepice, ale v hrdelních sporech.

Ostatně, ani americký »Detektor lži« není schopen zjistit pravdu, nedělejme si o něm iluze! Měří, stejně jako středověký Boží soud, jen strach z prozrazení. Dostatečně drzý viník, stejně jako patologický lhář, který už věří vlastní lži jako pravdě, obojím projdou jako nevinní. Případně, je-li vyslýchající soudce správný inkvizitor, znervózní i nevinného a Detektor lži zareaguje. Ne na lež, ale pouze na strach.

My však už víme, jak to s tím je.

Pánové a dámy, chcete si to někdo vyzkoušet?

 Václav Semerád, Chotěboř a Praha

Obrázky:

Syn se chystá na vyzkoušení své odvahy - na správné teplotě záleží!

První stupeň - jen dotyk prstem

Ještě trochu nahřát a jedeme!

Semerád - Vlastnosti ohně a vody - před olíznutím je dobré se zklidnit

Errata: