Ajnštajnov frižider

Da
li ste čuli za Leo Silarda ( Leo Szilard)? Ako niste, nema veze,
nalazite se u većini. A za Alberta Ajnštajna? E za njega jeste, znate i
za ono: teorija relativnosti, Nobelova nagrada, nacisti i atomska
bomba, srpski kum i Mileva, E=mc^2, četiri dimenzije... Albert je bio
jedan od najvećih fizičara ikada, njegove teorije su potpuno promenile
fiziku i omogućile njen procvat. On je posle svoja tri objavljena rada
iz 1905-te godine, koje je objavio kao niži činovnik u Patentnom zavodu
Švajcarske, postao nezaobilazna ličnost fizike.



Ajnštajn i Silard


Silard
je bio mađarski fizičar. Otkrio je lančanu reakciju u uranu i time
omogućio primenu atomske energije. Uz to je objavio teorijska
objašnjenja na osnovu kojih su nastali akceleratori (LHC je potomak te
ideje) i elektronski mikroskop. Ova dva velikana fizike su udružili
snage tokom dvadesetih godin, ne na stvaranju neke epohalne teorije,
već na stvaranju frižidera.

Silard i Ajnštajn su se sreli u
Berlinu 1920.-te godine i započeli saradnju. Profesor Ajnštajn je, tada
u svojim četrdesetim, bio najpoznatiji fizičar na svetu i visoko cenjen
među svojim kolegama, dok je Silard imao tek malo više od dvadesetak
godina i bio bez posla. Upravo je završio doktorat u kojem je primenio
teorije na način koji je sam Ajnštajn smatrao nemogućim.


Sa
frižiderom je sve počelo na osnovu jednog članka u berlinskim novinama.
Ajnštajn je jedan dan pročitao da se cela porodica, roditelji sa decom,
ugušila u snu od gasa koji je iscureo iz frižidera. Tih godina,
frižider je bila dobrodošla novotarija, ali je imalo veliku manu, za
hlađenje je koristio gasove koji su veoma otrovni. Freon, koji se sada
koristi, će se tek otkriti deceniju kasnije.

Frižideri u kući su
tada, kao i sada, radili uz pomoć mehaničkog kompresora koji služi za
sabijanje gasa. U frižideru ili klimi se koristi princip isparavanja
tečnosti za hladjenje nečega. Taj princip je razlog zbog koga nam je
hladno kad izađemo iz vode ili kad protrljamo alkohol po koži. Voda i
alkohol isparavaju i odnose toplotu tela i time ga hlade ( kad biste
koristili freon iz frižidera na taj način, koža bi vam smrzla).

Ajnštajn
i Silard su uočili da problem nastaje u kompresorima, koji se, kao
pokretni delovi, habaju i oštećuju i time su podložni curenju. Njih
dvojica su odlučila da naprave frižider bez pokretnih delova i bez
mogućnosti da otrovni gas iscuri. Koristeći svoje znanje termodinamike
imali su mnoge načine da to ostvare, pa su odlučili da to praktično
urade i još i zarade. Ajnštajn je, kao bivši činovnik patentnog zavoda,
napravio patentne prijave bez potrebe za advokatima i ispitivačima.
Njih dvojica su zajedno registrovali više desetina patenata vezanih za
frižidere u narednih nekoliko godina. Po uzajamnom dogovoru, novac od
prodaje patenata bi išao Silardu ukoliko bi mu plata bila manja od
asistenta na univerzitetu ili bi pare delili na ravne časti. Ajnštajn
je time hteo da pomogne mlađem kolegi. Usresredili su se na tri najviše
obećavajuća patenta. Svaki od ova tri je koristio drugačiji fizički
koncept.



Model 1

Prvi
je bio sličan postojećem firme Elektrolux, samo bolji. Ovaj dizajn
koristi tri tečnosti, butan, amonijak i vodu koji međusobno razmenjuju
toplotu, apsorbuju i isparavaju kroz komplikovanu mrežu cevi. Kao izvor
energije za pokretanje frižidera koriste običan plin koji gori. Ovaj
patent su prvo probali da prodaju velikoj nemačkoj firmi koja se bavila
poslovima sa plinom, ali od toga nije ispalo ništa.

Na kraju su
ovaj patent prodali upravo Electroluxu za 3150 rajhsmaraka ili
otprilike 10 000 sadašnjih evra. Elektrolux je bio zadovoljan što je
prošao tako jeftino, a Ajnštajn i Silard su bili zadovoljni što su
prošli tako dobro. Taj patent nikad nije iskorišćen jer je Elektrolux
kupio taj patent samo da bi zaštitio svoj, već postojeći frižider, a
danas ta firma još uvek čuva te patentne prijave.

Drugi frižider
je mogao da bude raznih dimenzija, čak dovoljno mali da stane u čašu i
hladi piće. Morao je biti prikačen na slavinu. Pritisak vode iz slavine
je pokretao pumpu koja je stvarala vakuum u komori frižidera u kojoj se
nalazio metan. Metan bi zbog smanjenog pritiska, isparavao i time
hladio komoru koja se nalazila npr. u čaši i time hladila piće.U ovom
frižideru se koristila osobina tečnosti da isparava na nižim
temperaturama što je pritisak niži. Planinari i još poneko zna da voda
ključa na manje od 100°C na planinama, jer je tamo pritisak niži nego
na nivou mora.



Model 2

Ovaj
prosti frižider, Ajnštajnov odgovor na komplikovanost prvog frižidera,
nikad nije zaživeo. Problem je što pritisak vode u cevima u Nemačkoj
nije uopšte bio isti, čak se razlikovao između spratova u jednoj zgradi
i time se gubila efikasnost frižidera.

Treća vrsta frižidera je
imala kompresor koji se sastojao od cilindra u kome se nalazio tečni
metal (smeša kalijuma i natrijuma). Taj tečan metal je pokretan pomoću
elektromagnetnog polja. Polje je stvarala naizmenična struja koja je
tekla kroz žice obmotane oko cilindra.. Ovim poljem se tečni metal u
cilindru kretao poput klipa u motoru i time je sabijao gas koji se
koristio u frižideru. Nema pokretnih delova, samo tečnosti koje struje
kroz cevi. Ova pumpa je nazvana Ajnštajn-Silardova pumpa.

Ovaj
patent je prodat firmi A.E.G. ( što znači Allgemeine Elektrizitats
Gesellschaft - ako baš gorite da znate ). Silard je dobio ugovor da
radi kao konsultant za lepu naknadu, 500 rajhsmaraka mesečno (a kola,
Ford, su tada koštala oko 1500 rajhsmaraka). Uz to se, na osnovu prava
na patente, dobijalo još oko 30 000 evra godišnje u sadašnjem novcu.
Sam Ajštajn je stalno posećivao fabrike i pomno pratio svaki korak
proizvodnje pumpe. Pumpa je radila kao sat, ali je bila veoma bučna.



Model 3


Medjutim,
nastupila je svetska kriza , A.E.G. se našao u finansijskim mukama i
morao je odbaciti većinu prototipa uključujući i pumpu. Uz to je freon
omogućio pouzdane frižidere tako da drugačiji dizajni, poput
Ajnštajn-Silardovog, prosto nisu bili isplativi za razvijanje. Da bude
još gore, 1930. godine, mala Nacional-socijalistička nemačka radnička
partija, poznatija kao Naci partija, je osvojiila 20% glasova na
izborima. Silard je, sa svojim legendarnim predvidjanjem, već tada
Ajnštajnu napisao da, po njemu, mir u Evropi neće potrajati u narednih
deset godina. Silard je ubrzo izbegao u Englesku, a Ajnštajn u Ameriku.
Parama od patenata Silard je plaćao svoja rana istraživanja atomske
energije. Isto tako Silard je ovim sredstvima nesebično pomagao druge
izbegle naučnike iz Nemačke.

Za Ajnštajna i Silarda, ovi patenti
su bili nešto čime su se zanimali, drugačije od onoga što im je uzimalo
većinu vremena. U vreme razvijanja svojih patenata Ajnštajn i Silard su
bili svetski fizičari, deo briljantnog uzleta fizike u prvoj polovini
dvadesetog veka. Ajštajn je bezuspešno razvijao Ujedinjenu teoriju
polja kojom objedinjuje sve sile do kraja svog života. Silard se bavio
atomskom energijom. Posle rata se prebacio, usled svega što se desilo
sa atomskom bombom, na molekularnu biologiju, dalekovido predvidjajući
da njeno vreme tek dolazi. Godinama kasnije, uspeo je da izleči rak
bešike. Zanimljivo je da je u bolnici sam sebi odredjivao dozu zračenja
u svom lečenju. Tako da je imao direktne koristi od atomske fizike,
oblasti koju je sa drugima započeo.

Za ove patente frižidera se
mislilo do skora da su samo zanimljivosti iz života velikana, ali
stvari se menjaju. Pumpa je, kao veoma pouzdana, našla primenu u
atomskim centralama. U Engleskoj, na Oksfordu, na osnovu ovih patenata
pokušavaju da naprave ekološki frižider koji neće koristiti freon (
koji uništava ozon), a solarne ćelije će biti izvor energije. Ako sve
bude uspešno, ova dva fizičara će zadužiti čovečanstvo za još jednu
stvar pored svega ostalog što su nam ostavili.

Izvor: B92