116 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997

P

i´çdziesiàt lat temu ka˝da zima
grozi∏a przecià˝eniem systemu
energetycznego i wy∏àczeniami

pràdu. Dyspozytorzy mocy miast na pó∏-
nocy kraju zaczynali si´ niepokoiç, ile-
kroç póênym popo∏udniem nadciàga∏y
ciemne chmury i zimne wiatry – zapo-
wiedê marznàcego deszczu lub Êniegu.
Wi´kszoÊç ludzi o zmroku spieszy∏a do
domu, obawiajàc si´ pogorszenia pogo-
dy. Tymczasem ˝arówki Êwieci∏y sobie
w najlepsze w biurach, sklepach i kuch-
niach. Przepe∏nione wagony trolejbusów
i podmiejskich kolejek wymaga∏y maksy-
malnej mocy, a marznàce rzeki ograni-
cza∏y wydajnoÊç hydroelektrowni.
Wszystko to sprzyja∏o szczytowemu po-
borowi mocy, któremu system energe-
tyczny cz´sto nie móg∏ sprostaç.

DziÊ jest inaczej. Ju˝ w maju, a nie w li-

stopadzie gazety w Bostonie i Nowym
Jorku przynoszà ostrze˝enia o gro˝àcych
wy∏àczeniach pràdu. System energetycz-
ny nie zmieni∏ si´, zmieniliÊmy si´ my –
jego u˝ytkownicy. To w parne i duszne
popo∏udnia dr˝à teraz dyspozytorzy mo-
cy, sprawdzajàc co chwila swoje rezer-
wy. Bo dziÊ na Êcianach, w oknach i na
dachach, we wszystkich amerykaƒskich
miastach widaç dziwne pud∏a z ˝aluzja-
mi – klimatyzatory, ma∏e i du˝e. W po-
nad dwu trzecich gospodarstw domo-
wych i biur wentylatory t∏oczà powietrze,
ozi´bione i osuszone. Gdy zaÊ po gorà-
cym dniu zapada trudna do zniesienia
noc, wszystkie termostaty nastawione sà
na maksymalne ch∏odzenie. W takich sy-
tuacjach dodatkowe pó∏ lub wi´cej kilo-
wata zu˝ywane w ciàgu wielu godzin
przez ka˝dy kompresor wystarcza, by
zwi´kszyç szczytowe zapotrzebowanie
na energi´ 13 mln mieszkaƒców Nowej
Anglii o trzy miliony kilowatów, czyli
o mniej wi´cej 20 %.

My, Amerykanie, ch∏odzimy si´, u˝y-

wajàc klimatyzatorów nie tylko w do-
mu i w pracy, ale tak˝e w samolocie, ko-
lei lub samochodzie, a nawet w kabinie
traktora orzàcego ziemi´. Potrafimy si´
obyç bez dodatkowego ch∏odzenia je-
dynie wtedy, gdy niosà nas nasze w∏a-
sne mi´Ênie.

Okazj´ do przyjrzenia si´ powietrzne-

mu ch∏odzeniu daje tak˝e letnia impreza
– Tour de France. RowerzyÊci tego do-
rocznego widowiska to wybitni sportow-
cy, profesjonaliÊci, których zespo∏owe
rozgrywki taktyczne obros∏y legendà.
W 1997 roku 139 zawodników przeje-
cha∏o dystans ponad 4 tys. km. Nawet
najwolniejsi z nich wykazali sprawnoÊç
fizycznà rzadko spotykanà w jakiejkol-
wiek udokumentowanej formie ludzkiej
aktywnoÊci, w pracy czy sporcie. S∏usz-
nie ceni si´ maratoƒczyka za wysi∏ek fi-
zyczny w czasie dwóch d∏ugich godzin
biegu, ale Êcigajàcy si´ rowerzysta ka˝-
dego dnia wykonuje prac´ mi´Êniowà
ponad dwukrotnie wi´kszà. Ten kontrast
jest miarà przystosowania roweru do jaz-
dy po szosie. P∏ynne, obrotowe ruchy
kolarza nie wymagajà powtarzajàcego
si´ uruchamiania i zatrzymywania koƒ-
czyn oraz silnych uderzeƒ stóp o na-
wierzchni´, które musi wytrzymaç bie-
gacz. Niewielu lekkoatletów rwie si´ do
biegów maratoƒskich dzieƒ po dniu,
a rowerzyÊci muszà powtarzaç swój wy-
si∏ek przez 22 kolejne dni z jednà tylko,
tradycyjnie, dobà odpoczynku.

Jest tu jednak ukryta istotna ró˝nica,

którà pomo˝e dostrzec anegdota. Belgij-
ski kolarz Eddy Merckx by∏ w powojen-
nej historii Tour de France wzorem wy-
trzyma∏oÊci, wygra∏ nie jeden wyÊcig,
lecz pi´ç. Zaciekawi∏o to fizjologów, któ-
rzy poprosili ˚elaznego Eddiego, aby po-
kaza∏, co potrafi, na stacjonarnym, po-
miarowym rowerze. Âwiadom swoich
szeÊciogodzinnych zwyci´skich zmagaƒ
z wdrapywaniem si´ na alpejskie prze∏´-
cze rozpoczà∏ jazd´ w doskona∏ym na-
stroju, ale zakoƒczy∏ ju˝ po godzinie,
zm´czony, zlany potem i g∏´boko roz-
czarowany. Tym, czego brakowa∏o mu
podczas jazdy na laboratoryjnym rowe-
rze, by∏ wiejàcy z pr´dkoÊcià 40 km/h
przeciwny wiatr, który zawsze towarzy-
szy∏ mu podczas peda∏owania. Opór po-
wietrza by∏ jego g∏ównym przeciwni-
kiem, bo dla utrzymania pr´dkoÊci
musia∏ rozpychaç na boki mas´ powie-
trza, ale zarazem i sprzymierzeƒcem, bo
przep∏yw ch∏odzi∏ go, odprowadzajàc

nadmiar ciep∏a. Bez czo∏owego wiatru
nie by∏o ch∏odzenia, niemo˝liwy by∏ te˝
d∏ugotrwa∏y wysi∏ek.

Na poczàtku lat dziewi´çdziesiàtych

wszystko to by∏o ju˝ dok∏adnie udoku-
mentowane. Âcigajàcy si´ kolarze ani nie
zyskiwali, ani nie tracili na wadze pod-
czas tych tygodni wysi∏ku, chocia˝ ch´t-
nie spo˝ywali kaloryczny równowa˝nik
oÊmiu obfitych posi∏ków dziennie, pod-
czas gdy trzy wystarczajà przeci´tnemu
m´˝czyênie prowadzàcemu siedzàcy
tryb ˝ycia. RowerzyÊci muszà ten do-
p∏yw energii zamieniç na prac´ i ciep∏o.
Wytwarzajà oni Êrednio 1 kW mocy mi´-
Êniowej, której dostarcza im trifosforan
adenozyny (ATP) i jego prekursor – bio-
logiczne paliwo natlenionych, ciemno-
czerwonych w∏ókien mi´Êniowych. Jed-
na czwarta tej mocy wykorzystywana
jest na prac´ mechanicznà potrzebnà do
pokonania oporów powietrza i inne stra-
ty, pozosta∏e 75% tracone jest na ciep∏o
podczas szeÊciogodzinnego wysi∏ku. Po-
zbycie si´ jednej kilowatogodziny ener-
gii cieplnej wymaga odparowania
1.5 l wody. G∏ówny udzia∏ w odprowa-
dzaniu ciep∏a przez kolarza ma w∏aÊnie
ten proces parowania, znakomicie przy-
Êpieszony przez silny czo∏owy wiatr, któ-
ry generuje jego szybkoÊç.

Niezb´dnym ch∏odziwem jest zapas

wody do picia, równie wa˝ny jak jedze-
nie. Kolarzowi dostarcza si´ 6–8 l napo-
jów podczas jazdy i sporo jeszcze póêniej.
SzybkoÊç ch∏odzenia poprzez parowa-
nie powoli roÊnie ze wzrostem pr´dkoÊci
strumienia powietrza. Bywalcy sal kon-
certowych znajà zapewne ulg´, jakà
w dusznym holu przynosi wachlowanie
si´ programem. Moc tracona na pokona-
nie oporów powietrza roÊnie jednak ze
wzrostem pr´dkoÊci szybciej ni˝ ch∏o-
dzenie. Teoria przep∏ywu cieczy t∏uma-
czy obydwa te zjawiska.

Obecnie znowu zainteresowano si´

ekstremalnymi mo˝liwoÊciami wysi∏ku
mi´Êni. Najlepszy kolarz Tour de France
ma podczas wyÊcigu pi´ciokrotnie szyb-
szy metabolizm ni˝ w czasie, gdy od-
poczywa w ∏ó˝ku. SpoÊród 50 przeba-

ZADZIWIENIA

Philip Morrison

Ch∏odzeni powietrzem

KOMENTARZ

DUSAN PETRICIC

Ciàg dalszy na stronie 118

118 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997

Nieszcz´Ênik ów by∏ teologiem, który

przekwalifikowa∏ si´ na rysownika map.
Nazywa∏ si´ Pieter Platvoet. Wszystkiego,
co wiedzia∏ (a zdaniem Hudsona niewie-
le tego by∏o!) nauczy∏ si´ od prawdziwie
wielkiego kartografa, Merkatora, który
szybko zyska∏ s∏aw´, kiedy jego mapy
wydrukowa∏ najbogatszy wydawca eu-
ropejski, Christophe Plantin, dorabiajàcy
sobie na boku na francuskiej bieliênie.

Plantin zbi∏ fortun´ po ujednoliceniu

nabo˝eƒstw przez sobór trydencki, kie-
dy ut∏uk∏ ponad 40 tys. identycznych
tekstów liturgicznych na zamówienie
Filipa II Hiszpaƒskiego. Czy te˝ zbi∏by,
gdyby Filip móg∏ w terminie za nie za-
p∏aciç. Ten wszak˝e mia∏ drobny pro-
blem natury finansowej, gdy˝ jego oj-
ciec uzyska∏ by∏ w swoim czasie posad´
w∏adcy Âwi´tego Cesarstwa Rzymskie-
go, obficie smarujàc odpowiednie d∏o-
nie pieni´dzmi, które po˝yczy∏ (i zosta-
wi∏ Filipowi do sp∏acenia) od bankiera
niemieckiego Antona Fuggera, Roth-
schilda owej epoki. Rodzina Fuggerów
ju˝ od przesz∏o stu lat zajmowa∏a si´ fi-

nansami i ma∏o która z g∏ów koronowa-
nych Europy nie by∏a u nich zad∏u˝o-
na. Wszyscy królowie pos∏ugiwali si´
wojskami najemnymi i nigdy nie mieli
gotowizny, by im zap∏aciç, przeto Fug-
gerowie us∏u˝nie dostarczali im potrzeb-
nych Êrodków w zamian za posiad∏oÊci,
zwolnienia z podatków czy koncesje.

Jedno z owych wynagrodzeƒ obejmo-

wa∏o przywilej na eksploatacj´ kopalni
w górach Bohemii: dos∏ownie dziur´
w ziemi, z której wydobywano tyle sre-
bra, ˝e wystarcza∏o na bicie monet w ca-
∏ym Âwi´tym Cesarstwie Rzymskim.
Kopalnia ta znajdowa∏a si´ w dolinie
zwanej Joachimsthal, pochodzàce wi´c
stamtàd monety nazywano „Joachim-
sthalerami”, a z up∏ywem czasu skróto-
wo: talarami. Po jeszcze d∏u˝szym cza-
sie wyraz ten, w zniekszta∏conej
amerykaƒskiej wersji, sta∏ si´ nazwà wa-
luty, którà odlicza∏em po obiedzie,
o czym wspomnia∏em na poczàtku te-
go felietonu.

T∏umaczy∏

Boles∏aw Or∏owski

danych gatunków kr´gowców tylko kil-
ka jest sprawniejszych pod tym wzgl´-
dem od Homo sapiens rotulans, a ˝aden
nie mo˝e pobiç siedmiokrotnego mini-
mum, które charakteryzuje mysz do-
Êwiadczalnà karmiàcà swoich czterna-
Êcioro ma∏ych. Nie roszczàc sobie prawa
do wyrokowania, warto zauwa˝yç, ˝e
dawne spostrze˝enie by∏o s∏uszne: nie
chodzi tylko o ciep∏o, równie˝ o wilgot-
noÊç. Atmosfera wewnàtrz pomieszczeƒ
czy na zewnàtrz budynku to sprawa nie
tyle powietrza, ile zawartoÊci pary wod-
nej. Podczas goràcego, dusznego dnia
ze wszystkich klimatyzatorów kapie
woda; mo˝na powiedzieç, ˝e to budyn-
ki si´ pocà za ich mieszkaƒców – Êrednio
pobierajàc oko∏o 30 g wody na minut´
z ka˝dego pomieszczenia.

Dobrej wskazówki dostarcza tu daw-

na praktyka. Niektórzy mo˝e pami´ta-
jà zwyczaj wywieszania p∏óciennej bu-
telki na wod´ na zewnàtrz samochodu,
tak by znajdowa∏a si´ podczas jazdy
w strumieniu powietrza. Dostawa∏o si´
przyjemnie och∏odzonà wod´ do picia,
o temperaturze znacznie ni˝szej od oto-
czenia nawet wówczas, gdy jecha∏o si´
po jakiejÊ rozpalonej, wyschni´tej na
pieprz pustynnej autostradzie. Woda
parujàc pobiera dziesi´ç razy wi´cej cie-
p∏a, ni˝ jest w stanie zmagazynowaç
w sobie, b´dàc cieczà. W rezultacie tyle
ciep∏a zu˝ywane jest na parowanie, ˝e
pozosta∏a ciecz doskonale si´ ch∏odzi.

Mówimy, ˝e ktoÊ si´ „nie napoci∏”, gdy

wykona∏ swoje zadanie niewielkim wy-
si∏kiem. To powiedzenie wymaga ko-
mentarza. Ci´˝ka praca powoduje poce-
nie si´, jednak krople potu widoczne na
skórze nie oznaczajà ch∏odzenia. Sà ra-
czej ostrze˝eniem, ˝e ch∏odzenie jest nie-
dostateczne. Utrata wody z cia∏a w po-
staci cieczy oznacza jej wydatek, zanim
unoszàc si´ w postaci pary zabierze ze
sobà ukryte ciep∏o parowania. To, co na-
zywamy „niezauwa˝alnym poceniem
si´”, jest najlepszym sposobem obrony
cz∏owieka przed stresem termicznym.

Wyobraêmy sobie czempiona, który

pewnego dnia dziesi´ciokrotnie przy-
spieszy swój metabolizm w porównaniu
ze spoczynkowym minimum. Wzrost
oporu powietrza ograniczy∏by jego
wzrost pr´dkoÊci do 50%, natomiast iloÊç
wytwarzanego ciep∏a wzros∏aby trzy-
krotnie. Jadàc po równym terenie, za-
wodnik móg∏by rozpoczàç wyÊcig
z pr´dkoÊcià 60 km/h, ale nie ukoƒczy∏-
by nawet pierwszego 160-kilometrowe-
go etapu. Temperatura jego cia∏a wzra-
sta∏aby co godzin´ o blisko 5 stopni.
Wkrótce musia∏by wycofaç si´ z wyÊcigu,
tak jak to zrobi∏ legendarny Eddy
Merckx, albo sta∏by si´ rozgoràczkowa-
nà ofiarà zaburzenia prawie wszystkich
przemian metabolicznych – biochemicz-
nà analogià rozsypujàcego si´, jednokon-
nego pojazdu z poematu O. W. Holmesa.
Zachowajmy wi´c umiar w ch∏odzeniu.

T∏umaczy∏

Jan Kozubowski

ZADZIWIENIA (ciàg dalszy ze strony 116)