«Некоторое время назад я посетил заведение, где сто пятьдесят девушек в одной комнате занимались рукоделием. Бледнолицые, с низкой жизненной силой и слабым кровообращением, они не осознавали, что дышат воздухом, который сразу же вызвал у меня головокружение и чувство удушья. Если бы я остался с ними на неделю, я бы из-за сниженной жизненной силы перестал осознавать мерзость воздуха!»
Существует распространенный предрассудок против ночного воздуха как нездорового для допуска в спальни, что объясняется исключительно чистым невежеством. Ночью каждый человек неизбежно дышит ночным воздухом и никаким другим. Когда он попадает снаружи в спальню, он холоднее, а значит, тяжелее, чем воздух внутри, поэтому он опускается на дно комнаты и вытесняет равное количество нечистого воздуха, нагретого и испорченного прохождением через легкие обитателей. Таким образом, вопрос в том, будем ли мы запирать комнату и дышать ночным воздухом, испорченным углекислым газом, или ночным воздухом, который чист? Единственная реальная трудность с ночным воздухом заключается в том, что обычно он более влажный, а значит, более холодный и с большей вероятностью вызовет озноб. Это легко исправить достаточным количеством постельных принадлежностей.
Еще одно очень распространенное заблуждение встречается даже в книгах, написанных учеными мужами. Часто думают, что углекислый газ, будучи тяжелее обычного воздуха, опускается на пол спален, поэтому низкие кровати-раскладушки для детей не следует использовать. Это все ошибка; ибо, на самом деле, в закрытых спальнях самый чистый воздух находится внизу, а самый нечистый — наверху. Это правда, что углекислый газ тяжелее обычного воздуха, когда он чист; но это бывает редко, за исключением химических экспериментов. Свойство всех газов, как и двух (кислорода и азота), составляющих атмосферу, заключается в том, что при соединении они всегда полностью смешиваются, каждый из них равномерно распределяется. Таким образом, углекислый газ от кожи и легких, нагреваясь в теле, поднимается, как и обычный воздух, с которым он смешивается, к верхней части комнаты; так что обычно углекислого газа больше наверху, чем внизу комнаты. И обычный воздух, и углекислый газ расширяются и становятся легче в тех же пропорциях; то есть на каждый градус добавленного тепла они расширяются со скоростью 1/480 своего объема.
Здесь следует помнить, что в плохо проветриваемых комнатах углекислый газ — не единственная причина болезни. Эксперименты, по-видимому, доказывают, что другие вещества, выбрасываемые из организма через легкие и кожу, являются такими же экскрементами и находятся в состоянии распада, как и те, что выбрасываются из кишечника, и столь же ядовиты для животного организма. Углекислый газ не имеет запаха; но нас предупреждают неприятные миазмы закрытых спален о другом яде, таким образом выбрасываемом в воздух из кожи и легких. Существует одно положение природы, которое мало понято, которое спасает жизни тысяч людей, живущих в непроветриваемых домах; и это прохождение чистого воздуха внутрь и нечистого воздуха наружу через поры кирпичей, дерева, камня и раствора. Если бы такие жилища были заменены на жестяные, которые не являются такими пористыми, менее чем за неделю тысячи и десятки тысяч оказались бы в опасности погибнуть от удушья.
Есть некоторые недавние научные открытия, относящиеся к нечистому воздуху, которые могут быть уместно представлены здесь. Микроскопом показано, что брожение — это процесс, который порождает чрезвычайно мелкие растения, которые постепенно увеличиваются, пока вся масса не будет пронизана этой растительностью. Микроскоп также выявил тот факт, что при определенных болезнях эти микроскопические растения образуются в крови и других жидкостях организма способом, подобным обычному процессу брожения.
И, что очень любопытно, каждая из этих специфических болезней порождает разнообразные виды растений. Так, при брюшном тифе микроскоп выявляет в жидкостях пациента растение, которое по форме напоминает некоторые виды морских водорослей. При ознобе и лихорадке микроскопическое растение имеет другую форму, а при оспе — еще одну. Недавно в Европе была опубликована работа, в которой представлены изображения этих различных микроскопических растений, образующихся в жидкостях больных людей, увеличенные в несколько сотен раз под микроскопом. Все болезни, которые проявляют эти микроскопические растения, классифицируются вместе и называются зимотическими, от греческого слова, означающего «бродить».
Сейчас считается вероятным, что большинство этих болезней порождаются микроскопическими растениями, которые плавают в нечистой или миазматической атмосфере и попадают в кровь при дыхании.
Недавние научные исследования в Великобритании и других странах доказывают, что способность сопротивляться этим болезням зависит от чистоты воздуха, который привычно вдыхался. Человеческое тело постепенно приспосабливается к нездоровым обстоятельствам, так что люди могут долго жить в плохом воздухе. Но «резервная сила» организма — то есть способность сопротивляться болезни — при таких обстоятельствах постепенно разрушается, и тогда эпидемия легко сметает тех, кто таким образом ослаблен. Лондонская чума, которая уничтожала тысячи людей каждый день, пришла сразу после долгого периода влажных, теплых дней, когда не было ветра, чтобы унести миазмы, таким образом образовавшиеся; в то время как люди, из-за долгого вдыхания плохого воздуха, были все подготовлены, опустившись до низкой жизненной силы, чтобы пасть перед эпидемией.
Множество государственных документов показывают, что смертность от эпидемий всегда пропорциональна степени, в которой ранее вдыхался нечистый воздух. Болезнь и смерть, следовательно, регулируются степенью, в которой воздух поддерживается чистым, особенно в случае болезней, при которых медицинское лечение наиболее неопределенно, как при холере и злокачественных лихорадках.
Исследования, проведенные государственными органами и советами по здравоохранению в этой стране и в Великобритании, доказывают, что зимотические болезни обычно возникают из-за нечистого воздуха, порожденного растительным или животным распадом, и что почти во всех случаях их можно предотвратить, поддерживая чистоту воздуха. Разлагающееся животное вещество, выбрасываемое кожей и легкими в тесной, непроветриваемой спальне, — это одна из вещей, которая порождает эти зимотические болезни. Разложение животных и растительных веществ в подвалах, раковинах, стоках и болотистых районах — другая причина; а разлагающиеся растительные вещества, выбрасываемые при вспашке богатой почвы в новых странах, — еще одна.
В ходе исследований, проведенных в некоторых частях Великобритании, выяснилось, что в районах, где воздух чист, смертность составляет в среднем одиннадцать на тысячу человек в год; в то время как в местностях, наиболее подверженных нечистым миазмам, смертность составляла сорок пять на каждую тысячу. При таком уровне тридцать четыре человека на каждую тысячу умирали от отравленного воздуха, которые сохранили бы здоровье и жизнь благодаря хорошо проветриваемым домам в чистой атмосфере. И из всех умерших доля тех, кто обязан своей смертью грязному воздуху, составляла более трех четвертей. Подобные факты были получены советами по здравоохранению в нашей собственной стране.
Мистер Льюис Лидс приводит статистику, показывающую, что в Филадельфии благодаря улучшенным методам вентиляции и другим санитарным способам было спасено три тысячи двести тридцать семь жизней за два года; и сэкономлено три четверти миллиона долларов, что покрыло бы все расходы на государственные школы. Поскольку Филадельфия ранее была необычайно чистым и хорошо проветриваемым городом, какова была бы экономия жизней, здоровья и богатства, если бы такой город, как Нью-Йорк, был полностью очищен и проветрен?
ГЛАВА IV. ОБ ОТОПЛЕНИИ ДОМА.
Законы, регулирующие генерацию, распространение и сохранение тепла, до сих пор остаются запечатанной тайной для тысяч молодых женщин, которые воображают, что завершают подходящее образование по курсам обучения, из которых почти все практическое в будущей домашней жизни полностью исключено. Поэтому мы даем краткий обзор некоторых ведущих научных принципов, которые каждая домохозяйка должна понимать и применять, чтобы успешно выполнять одну из своих важнейших обязанностей.
Относительно сущности тепла и его тесных связей с другими великими природными силами, светом, электричеством и т. д., мы не будем пытаться рассуждать, но для практических целей будем считать его отдельной и независимой силой.
Тепло или калорийность, таким образом, обладает определенными силами или принципами. Давайте рассмотрим их:
Во-первых, мы находим теплопроводность, посредством которой тепло переходит от одной частицы к другой, соседней с ней; как когда один конец кочерги нагревается, если поместить другой конец в огонь. Тела, которые позволяют этой силе свободно проходить, называются проводниками, а те, которые не позволяют, называются непроводниками. Металлы — хорошие проводники; перья, шерсть и мех — плохие проводники; а вода, воздух и газы — непроводники.
Другой принцип тепла — конвекция, посредством которой нагреваются вода, воздух и газы. Это, буквально, процесс передачи тепла от одной части жидкого тела к другой посредством токов, возникающих в результате изменений температуры. Это достигается путем приведения одной части жидкости или газа в контакт с нагретой поверхностью, и таким образом она становится легче и расширяется в объеме. В результате более холодные и тяжелые частицы сверху давят вниз, а более легкие поднимаются вверх. Таким образом, создается постоянное движение токов и обмен частицами, пока, как в сосуде с водой, все тело не придет к одинаковой температуре. Воздух нагревается таким же образом. В случае горячей печи воздух, который касается ее, нагревается, становится легче и поднимается, уступая место более холодным и тяжелым частицам, которые, нагревшись, также поднимаются. Именно благодаря этому процессу воздух в комнате теплее всего наверху и холоднее всего внизу.
Именно благодаря этому принципу вода и воздух не могут быть нагреты огнем сверху. Ибо частицы этих тел, будучи непроводниками, не передают тепло друг другу; и когда самые теплые находятся наверху, они не могут занять место более холодных и тяжелых внизу.
Другой принцип тепла (который оно разделяет со светом) — излучение, посредством которого все вещи посылают тепло окружающим более холодным телам. Некоторые тела поглощают излучаемое тепло, другие отражают его, а третьи позволяют ему проходить сквозь них, не поглощая и не отражая. Таким образом, черные и шероховатые вещества поглощают тепло (или свет), цветные и гладкие предметы отражают его, в то время как воздух позволяет ему проходить сквозь него, не поглощая и не отражая. Именно благодаря этому шероховатые и черные сосуды кипятят воду быстрее, чем гладкие и светлые.
Другой принцип — отражение, посредством которого тепло, излучаемое на поверхность, возвращается от нее, когда оно не поглощается и не проходит сквозь нее; точно так же, как мяч отскакивает от стены; точно так же, как звук отражается от холма, создавая эхо; точно так же, как лучи света отражаются от зеркала.
Нет такого отдела науки, применительно к практическим вопросам, который так часто сбивал бы с толку экспериментаторов, как здоровый способ отопления и вентиляции домов. Британская нация потратила более миллиона на здание Парламента для этой цели и потерпела неудачу. Наше собственное правительство потратило полмиллиона на Капитолий с худшим провалом; и теперь предлагается потратить еще миллион. Причина в том, что старый открытый камин был вытеснен менее дорогими способами отопления, разрушительными для здоровья; и наука только начала эксперименты, чтобы найти средство от этого зла.
Открытый огонь согревает человека, стены, полы и мебель посредством излучения, а они вместе с огнем согревают воздух посредством конвекции; ибо воздух, покоящийся на нагретых поверхностях, нагревается конвекцией, поднимается и уступает место более холодным частицам, вызывая постоянное нагревание своих частиц движением. Таким образом, в комнате с открытым огнем человек согревается частично излучением от огня и окружающих стен и мебели, а частично теплым воздухом, окружающим тело.
Что касается тепла воздуха, термометр не является точным показателем его температуры. Ибо все тела постоянно излучают свое тепло на более холодные соседние поверхности, пока все не придут к одной температуре. Поскольку это так, термометр излучает свое тепло на стены и окружающие объекты, в дополнение к тому, что отнимается окружающим его воздухом, и, таким образом, воздух на самом деле на несколько градусов теплее, чем показывает термометр. Комната с температурой 70° по термометру обычно наполнена воздухом, который на пять или более градусов теплее этого.
Теперь холодный воздух плотнее теплого, а значит, содержит больше кислорода. Следовательно, чем прохладнее вдыхаемый воздух, тем больше запас кислорода и той жизненной силы и бодрости, которую он придает. Таким образом, великая проблема для экономии здоровья состоит в том, чтобы согреть человека как можно больше с помощью излучаемого тепла и снабдить легкие прохладным воздухом. Ибо когда мы дышим воздухом при температуре от 16° до 20°, мы получаем вдвое больше кислорода, чем когда вдыхаем его при 80°–90°, и, следовательно, можем выполнять гораздо больший объем мышечной и умственной работы.
Отопление открытым огнем ближе всего к естественному способу Творца, который нагревает землю и ее убранство великим центральным огнем небес и посылает прохладные бризы для наших легких. Но открытые огни влекут за собой большое разрушение топлива и трату денег, и в результате были введены экономические методы, к великому разрушению здоровья и жизни.
Всякий раз, когда семейная комната отапливается открытым огнем, она должным образом вентилируется, так как нечистый воздух постоянно уходит через нагретый дымоход, в то время как для заполнения освободившегося пространства чистый воздух проникает через щели дверей, окон и полов. Никакого такого притока не получается для комнат, отапливаемых печами. И все же из ошибочных побуждений экономии, а также из-за невежества относительно возникающих зол, множество домовладельцев таким образом разрушают здоровье и сокращают жизнь, особенно в отношении женщин и детей, которые проводят большую часть своего времени в помещениях. Это особенно актуально там, где используются герметичные печи.
Распространенный способ отопления — нагретый воздух из печи. Главное возражение против этого — потеря влажности и всякого излучаемого тепла, а также вытекающая отсюда необходимость дышать воздухом, который изнуряет как из-за своей жары, так и из-за того, что обычно лишен необходимой влажности, предусмотренной Творцом во всем наружном воздухе. Другое возражение заключается в том, что для здоровья важно сохранять равную циркуляцию крови, а самым большим препятствием для этого является способ отопления, который держит голову в более теплом воздухе, чем ноги. Это особенно вредно в век и стране, где активный мозг постоянно оттягивает кровь от конечностей к голове. Во всех комнатах, отапливаемых печами, самый холодный воздух у ног, а самый теплый — вокруг головы.
Нижеследующее иллюстрирует принципы, на которых практикуются несколько способов вентиляции.
Общее свойство как воздуха, так и воды — расширяться, становиться легче и подниматься ровно в той пропорции, в какой они нагреваются; и поэтому неизменный закон заключается в том, что холодный воздух опускается, тем самым заменяя более теплый воздух внизу. Таким образом, всякий раз, когда холодный воздух входит в теплую комнату, он опускается вниз и занимает место равного количества более теплого воздуха, который постоянно стремится вверх и наружу. Этот принцип всех жидкостей иллюстрируется следующим экспериментом:
Fig. 34.
Возьмите стеклянную банку высотой около фута и диаметром три дюйма и с помощью проволоки, чтобы помочь правильно ее разместить, опустите кусочек зажженной свечи так, чтобы она стояла в центре на дне. (Рис. 34.) Свеча нагреет воздух в банке, который немного поднимется с одной стороны, в то время как более холодный воздух снаружи начнет опускаться с другой стороны. Эти два тока будут настолько конфликтовать, что в конечном итоге прекратятся, и тогда свеча, не имея притока кислорода из свежего воздуха, начнет гаснуть. Вставьте кусочек плотной бумаги так, чтобы разделить горлышко банки, и мгновенно холодный и теплый воздух не будут в конфликте, как раньше, потому что с каждой стороны бумаги образуется ток; холодный воздух опускается с одной стороны, а теплый воздух поднимается с другой стороны, как показано стрелками. Пока бумага остается, свеча будет гореть, а как только ее уберут, она начнет гаснуть, и ее можно восстановить, снова вставив бумагу.
Fig. 35.
Это иллюстрирует способ, которым вентилируются угольные шахты, когда они заполнены углекислым газом. Шахта, разделенная на два прохода (Рисунок 35), опускается в шахту, где воздух теплее, чем наружный воздух. Немедленно более холодный воздух снаружи давит вниз в шахту через проход, который находится выше, будучи допущенным выходом равного количества более теплого воздуха, который поднимается через нижний проход шахты, так как это первое доступное отверстие, через которое он может подняться. Таким образом создается ток, который продолжается до тех пор, пока внутренний воздух теплее, чем воздух вне шахты, и не дольше. Иногда в шахте разводят огонь, чтобы продолжить или увеличить тепло и, следовательно, восходящий ток воздуха.
Именно по этому плану вентилировались многие школьные здания и мануфактуры. Его главный недостаток в том, что он терпит полную неудачу, когда воздух снаружи дома имеет ту же температуру, что и внутри. Это иллюстрирует один из случаев, когда «мудрая жена, которая строит свой дом», крайне необходима. Ибо из-за невежества архитекторов, строителей домов и мужчин в целом они строили школьные здания, жилые дома, церкви и колледжи с самыми абсурдными и бессмысленными приспособлениями для вентиляции, и все это из-за неприменения этого принципа науки. По этому поводу профессор Брюэр из Научной школы Йельского колледжа пишет следующее: