Вандалы и членовредители: почему Пушкиных приходится мыть дважды в год

Медь – невероятно красивый и пластичный металл золотисто-розового цвета. Широкое использование он приобрел еще на заре цивилизации и сейчас занимает третье место по объему мирового производства и потребления после железа и алюминия. Отличительным свойством меди является ее высокая способность проводить электрический ток.

За что медь ценят газовики, нефтяники и повара? Об этом рассказывает программа "Знаете ли вы, что?" с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.

Как с медью работают грамотные электрики

Самыми лучшими проводами считаются медные, потому что они отлично проводят ток и хорошо рассеивают тепло. Однако стоят такие провода вчетверо дороже алюминиевых. Вот почему экономные люди делают силовую проводку из меди, а на освещение пускают дешевые алюминиевые жилы, нагрузка на которые минимальна. Такой вариант имеет право на жизнь, но лишь в том случае, если два эти металла друг с другом под нагрузкой не контактируют.

"Выполняю скрутку между медным и алюминиевым кабелем. 18 ампер сила тока, температура 175,1°С", – сообщил электрик Сергей Перевалов.

Температура скрутки выросла сразу на 150°С, потому что у алюминия и меди разный коэффициент теплового расширения. Именно по этой причине любой грамотный электрик соединяет эти металлы только через болтовое соединение или при помощи специальной обжимной гильзы.

"Закрепляю гильзу на алюминиевом кабеле, также соединю с медным. Подадим то же напряжение. Замеряем место соединения – 22,5°С", – показал Перевалов.

Как получают орудийную бронзу

Если медь соединить с оловом в пропорции 9:1, получится бронза. Пушечная. В старину из нее отливали мортиры и кулеврины, потому что только такой сплав выдерживал давление пороховых газов, которые со страшной силой корежили внутренние стенки ствола.

"Именно пластическая деформация меди, способность ее тянуться и сопротивляться высоким нагрузкам приводила к тому, что энергия этого взрыва гасилась на растягивание, растяжение стенок, условно говоря, массива меди внутри пушек, и не возникало трещины, необратимого разрушения", – пояснил физик Антон Рыженков.

Эксперимент № 1. Почему орудийная и колокольная бронза звучат по-разному

Если количество меди в сплаве с оловом уменьшить всего на 10%, получится уже не орудийная, а колокольная бронза. Она плохо сопротивляется нагрузке на разрыв, зато умеет петь.

Чтобы это продемонстрировать, экспериментаторы отлили два колокола одинаковой формы и веса. Разница между ними только в процентном содержании меди: в одном образце 79% этого металла, а в другом – под 90.

"Они отличаются по цвету: заметно, что один из них рыжеватый цвет имеет, а другой – золотисто-желтый. Мы сейчас озвучим каждый из колокольчиков с одинаковым усилием и посмотрим, что у нас получится", – сказал старший звонарь Данилова монастыря в Москве иеродиакон Роман (Огрызков).

Когда поет бронза для пушек, это чем-то похоже на голос рынды или рельса. А вот ударный музыкальный инструмент из колокольной бронзы звучит по-другому.

Но экспериментаторы не стали полагаться только на слух, а доверились чувствительной аудиоэлектронике. Она подсказала, сколько в звуковой волне, которую рождает вибрация бронзовых стенок, содержится обертонов. Чем их больше, тем глубже и богаче тембр музыкального инструмента.

Начали с колокольной бронзы. 12 обертонов – хороший результат. А затем попробовали "разговорить" сплав, который привык к музыке битвы.

"Раз, два, три, четыре...Если это будет большой колокол, то звук будет глуховатый, такой короткий, тупой, как говорят звонари, и ничем его не раззвонишь. Этот колокол не будет певучим никогда, потому что это свойства металла", – уточнил старший звонарь Данилова монастыря в Москве иеродиакон Роман (Огрызков).

За что медь ценят газовики и нефтяники

Интересный факт: медь и ее сплавы при ударных нагрузках не дают искр. В отличие, например, от стали. Вот почему из бронзы иногда делают молотки, гаечные ключи и даже лопаты. Такие инструменты незаменимы для работ на газопроводах, нефтяных и мукомольных производствах, где любая искра может вызвать объемный взрыв.

А вот трубачи, которые выдувают медь на уютных и вполне безопасных сценах, ценят красный металл за другое его качество.

Эксперимент № 2. За что медь ценят музыканты

Знаете ли вы, почему почти все духовые инструменты делают из меди, а не из железа, которое гораздо дешевле? Есть мнение, что это происходит из-за того, что медь легче в обработке – она мягче и из нее проще гнуть сложные формы. Но есть еще один маленький нюанс. Медь гораздо долговечнее, и ведущий программы Алексей Иванченко решил это доказать.

Он взял медную полосу и железную полосу, и два одинаковых отрезных диска. И нарезал эти полосы на пятачки. А потом сравнил, насколько эти диски сточились.

Сначала – железо. Сделал 10 резов. Диск сточился на 5 миллиметров.

Затем ведущий взял медную полосу. Вновь сделал 10 резов. И сразу стало видно, насколько этот диск меньше того, который стерт об железо. Разница очевидна, потому что медь не только очень мягкая, она и очень вязкая. А поэтому духовые инструменты служат гораздо дольше – они просто долговечнее.

Как раз в полгода приводят в порядок памятник Пушкину

Александр Сергеевич Пушкин воздвиг себе нерукотворный памятник еще при жизни. И он не боится ни солнца, ни дождя, ни коррозии. Чего не скажешь о рукотворных памятниках поэту, которые чаще всего отливаются из меди, латуни или бронзы.

Их главные враги – голуби. Во-первых, когти этих пернатых вандалов оставляют на монументах царапины, а во-вторых, птичий помет содержит едкие соединения азота, что разъедают металл. Вот почему Пушкиных раз в полгода обязательно моют.

"Мы применяем только чистую воду и поверхностно-активные вещества, нейтральные по химическому составу, которые никаким образом не влияют на металл и на покрытие металла, на патину", – рассказала химик-технолог Нина Зайцева.

Патина – это тончайший слой окислов, который со временем образуется на изделиях из меди и сплавов с ней. Он придает поверхности благородный цвет, а еще защищает от коррозии.

Чтобы не повредить патину, скульптуры из цветного металла никогда не очищают с помощью моек высокого давления, как машины, и не трут что есть силы тряпкой.

"У нас очень мягкие щетки. Все это растирается на памятнике и после этого смывается водой. Жесткими щетками памятник мыть нельзя. Даже малейшая царапина даст совершенно неуправляемую коррозию", – отметила химик-технолог.

Как убрать патину со старых монет

Оксидная броня защищает медь и на открытом воздухе, и в сырой земле. Но иногда слой окислов на поверхности монет, найденных археологами или кладоискателями, достигает такой толщины, что невозможно различить ни номинал, ни дату чеканки. В этом случае патину удаляют. С помощью шлифовальной пасты на основе оксида хрома.

"Берем медно-никелевую монету и специальную пасту. Накладываем небольшой кусочек. Затем берем сухое место на тряпочке, им протираем, и в принципе будет видно – часть монеты блестит, а часть монеты матовая", – показал нумизмат Игорь Пауков.

Абразивный состав хорошо справляется с пленкой окислов, но при этом не щадит и мягкую медь. После нескольких таких процедур рельефные элементы монеты могут исчезнуть. Чтобы этого избежать, нумизматы берут в руки нашатырный спирт. Он растворяет оксид, а металлу не причиняет никакого вреда.

После того как экспериментаторы погрузили в раствор аммиака медную монету, он из прозрачного превратился в синий – так протекает реакция взаимодействия. А это значит, что уже через пять минут можно брать в руки салфетку.

"Начинаете удалять верхний слой, и, по сути, вся эта патина остается на салфетке. Если вы просто оставите монету на долгое время в аммиаке, на ночь, то наутро на ней патины не будет вообще", – отметил нумизмат.

Эксперимент № 3. Как почистить медный самовар

Но как быть в том случае, если почистить нужно не маленькую монету, а увесистый медный самовар? Искупать в спирте посудину объемом 50 литров – задача нетривиальная. Однако этого и не нужно делать. Ведь удалить патину с металла может и хлорид аммония – порошок, который применяют для пайки металлов.

Чтобы раскрыть его талант, экспериментаторы решили испортить высокой температурой хорошую вещь – блестящий медный лист.

"Лист меди нагреваем горелкой, и на поверхности, уже видно, появляются участки, где медь окислилась. Покрываются они темной пленкой, медь уже не такая красивая", – отметил химик Роман Новоторцев.

Затем они попробовали заставить ее снова блестеть. Чтобы разница была видна невооруженным глазом, использовали трафарет с химическим символом меди.

Если все рассчитали верно, то водород, что содержится в нашатыре, прореагирует с оксидом и восстановит его до чистого металла.

"Видите, как он сразу начинает дымить? Очищаем пластинку меди, произошло восстановление оксидов меди до чистой меди. Площадь, на которой произошло восстановление, гораздо больше: название Cuprum скорее угадывается", – показал химик.

За что повара любят медную посуду

Посуду из меди хозяйки не любят, потому что она постоянно покрывается оксидной пленкой и плохо моется. А вот повара ее обожают. Дело в том, что теплопроводность этого металла в шесть раз выше, чем у чугуна и в четыре раза выше, чем у стали. Благодаря этому медные сковороды и кастрюли быстро и равномерно прогреваются.

"За счет этого шеф-повара и повара в принципе могут контролировать температуру приготавливаемой пищи. Медная посуда так же легко и быстро остывает. И это позволяет поварам добиваться необходимого температурного баланса для приготовления особо изысканных блюд", – подчеркнул инженер Дмитрий Стасевич.

Внутреннюю поверхность медной посуды обычно покрывают тонким слоем олова. Если этого не сделать, еда будет отдавать горечью. Потому что медь вступает в химическую реакцию с продуктами. Но вот вопрос: зачем тогда продают чайные ложки и кувшины, изготовленные из чистой меди?

"В медной посуде и вода дольше сохраняет свои свойства нейтральные. Рядом исследований и ученых было доказано, что ионы меди имеют некое разрушительное, токсическое действие на ряд микроорганизмов", – уточнил инженер Дмитрий Стасевич.