Весёлая компания учёных решила выбраться на пикник за город. Пока химик готовил соус для шашлыков, а эколог собирал хворост для костра, историк улёгся на солнышке и стал любоваться небом. Среди обычных облаков в форме замков и драконов он увидел одно странное — совсем как унитаз…
Историк поведал, что унитаз современного образца появился в 1596 году в Англии. Его сконструировал поэт и изобретатель сэр Джон Харингтон, крестник Елизаветы I. Ватерклозет установили в одном из дворцов королевы. Его главное неудобство заключалось в том, что канализационная труба была прямой и позволяла неприятному запаху распространяться по комнатам. Эту проблему решил в 1775 году лондонский часовщик Александр Каммингс. Он сделал трубу изогнутой. Сейчас эта система носит название «сифон».
Школьный учитель физики рассказал, что унитаз — сложная система, внутри которой потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, совершая при этом полезную работу — перемещение отходов жизнедеятельности человека и очистку поверхности. При падении воды выделяется очень мало энергии. Сколько именно? Мы можем узнать это из формулы E = mgh, где m — масса воды, g — ускорение свободного падения, h — высота падения воды.
Итак, m = 6 килограмм (в стандартном унитазе при смыве за один раз расходуется примерно 6 литров воды);
g = 9,81 м/с2, это постоянная величина;
h = 0,3 м — максимальный уровень воды в сливном бачке.
Считаем. Е = 18 Дж.
Маленький сын учителя физики тут же спросил:
— А сколько сливов нужно, чтобы от получаемой энергии обычная лампа накаливания горела, предположим, в течение минуты?
— О, это просто, — ответил папа. — Надо найти количество энергии, которую потратит лампочка, пока будет гореть. Берём формулу работы: A = Pt. P — это мощность, t — время. Мощность лампочки, допустим, 60 ватт. 1 ватт — мощность, при которой за 1 секунду совершается работа в 1 джоуль. В минуте 60 секунд. Умножаем. Получаем 3 600 Дж. Как мы уже выяснили, унитаз за один слив совершает работу в 18 Дж. Поделим друг на друга работу унитаза и энергию, потреблённую лампочкой. Получится 200. Столько раз нужно нажать на кнопку слива, чтобы лампочка горела в течение одной минуты.
Искусствовед сообщил, что в 1917 году художник Марсель Дюшан представил на выставке Общества независимых художников в качестве экспоната обыкновенный писсуар. Эта выходка вошла в историю мирового искусства.
Лингвист объяснил, что слово «унитаз» произошло от названия испанского акционерного общества Unitas (лат. «единство»), которое занималось электрификацией страны, попутно выпуская те самые устройства для стока нечистот. Слово стало ассоциироваться не с фирмой, а с изделием и превратилось в нарицательное понятие. Метонимия, однако! Интересно, что в английском языке существует целых тринадцать слов для обозначения туалета.
Эколог рассказал, что на одно смывание в среднем тратится 6 литров воды. В некоторых унитазах присутствует дополнительная кнопка слива на 2–4 литра, что позволяет сэкономить до двух кубических тонн воды в год.
Физик-гидродинамик отметил, что в унитазе можно увидеть турбулентность. После нажатия на кнопку смыва мы наблюдаем краткий миг ламинарного, то есть прямолинейного течения, вслед за которым возникает завихрённое. Частицы воды начинают двигаться хаотично, по сложным траекториям. В итоге струи сворачиваются в воронку и уходят вертикально вниз. Благодаря этому поток успевает омыть и очистить всю полость унитазной чаши. Чем выше над уровнем пола расположен бак, тем больше скорость течения и, следовательно, турбулентность.
Химик вспомнил, что входящая в состав средства от засоров щёлочь отлично удаляет канализационные загрязнения: волосы, остатки пищи и фекалий. Волосы состоят из белка кератина, а в составе кала есть жиры и непереваренная пища, которая, в свою очередь, тоже содержит белки, жиры и углеводы. Белок под действием щёлочи распадается на аминокислоты. Углеводы тоже легко гидролизуются щелочами, а жиры омыляются с образованием мыла и глицерина.
Статистик прикинул, что в среднем за жизнь человек проводит около 8,5 месяца, сидя на унитазе. Примерно столько же женщина тратит на выбор нарядов. В мире 2,5 миллиарда человек не имеют доступа к удобствам.
Микробиолог предупредил, что на сиденье унитаза встречаются кишечная палочка, шигеллы, стрептококки и стафилококки. Но унитаз далеко не самое грязное место в доме. На мобильном телефоне исследователи обнаружили в 18 раз больше бактерий, чем на ручке смыва, а на столешнице рабочего стола — в 400 раз больше, чем на сиденье унитаза.
Материаловед заметил, что мы можем спокойно сидеть на унитазе, не опасаясь провалиться. ГОСТ гласит, что унитазы должны выдерживать нагрузку не менее двух килоньютонов, то есть двухсот килограмм.
Космонавт припомнил, что унитаз на Международной космической станции выглядит почти как на Земле, но имеет несколько особенностей. Там предусмотрены специальные крепления для ног, чтобы не улететь в самый неподходящий момент, а вместо воды — вакуум. К унитазу присоединён шланг с воронкой, отходы хранятся на борту МКС, потом их вывозят на «Прогрессе» и сбрасывают в атмосферу, где они сгорают.
Вот так образованные люди проводят время на пикниках.
Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №9 (11) за сентябрь 2016 г.
Подписаться на «Кота Шрёдингера»