Алтае, на речке Корбалихе Фролов соорудил плотину нового типа и направил воду речки в длинный канал, вдоль которого построил три завода для измельчения и промывки руд, содержащих серебро и золото. Этим удалённым от русла Корбалихи заводам уже не угрожало половодье, столь страшное для заводов, построенных близ плотины. Кроме того, Фролов впервые в мире превратил водяной двигатель в центральный мотор, соединённый с помощью приводов со всеми рабочими и транспортными механизмами предприятия.
Заводы Фролова явились прообразом самого совершенного из современных предприятий — завода- автомата.
В восьмидесятых годах XVIII века на Алтае, на Змеиногорском руднике Фролов построил подземную гидросиловую установку. Вода от сооружённой Фроловым плотины, на речке Змеевке (эта плотина работает и ныне) проходила путь в 2200 метров и приводила в движение водяное колесо лесопильной мельницы и гигантские водоподъёмные и рудоподъёмные подземные колёса. Установка Фролова является самым совершенным инженерным сооружением XVIII века.
По масштабам использования водяной энергии Россия долго была одной из передовых стран. Русские учёные и инженеры внесли большой вклад в развитие гидроэнергетики и гидротехники. Среди них и великий русский учёный М. В. Ломоносов и его современники петербургские академики Д. Бернулли и Л. Эйлер, а в более позднее время — В. Ф. Добротворский, Б. Е. Веденеев, Г. О. Графтио, И. Г. Александров, Б. Р. Бахметьев, В. Е. Тимонов и др.
Однако к началу XX века Россия сильно отстала от Западной Европы. В это время энергия падающей воды стала использоваться для получения электрической энергии.
В 1917 году у нас было всего три гидроэлектростанции с общей мощностью около пяти тысяч киловатт, в то время как гидроэлектростанции Европы давали четыре миллиона киловатт.
С первых же дней победы Великой Октябрьской социалистической революции В. И. Ленин выдвинул задачу электрификации страны: 'Только тогда, когда страна будет электрифицирована, когда под промышленность, сельское хозяйство и транспорт будет подведена техническая база современной крупной промышленности, только тогда мы победим окончательно'. В годы гражданской войны по замыслу В. И. Ленина был разработан план электрификации нашей Родины, план ГОЭЛРО. По этому плану больше одной трети электрической энергии должен давать 'белый уголь'.
По плану ГОЭЛРО за 15 лет нужно было выстроить девять крупных электростанций. К 1935 году Советский Союз имел их девятнадцать. В 1926 году дал ток в город Ленина первенец советской гидротехники — Волховская гидроэлектростанция. В 1932 году вступила в строй крупнейшая в Европе Днепровская гидростанция (рис. 17). С 1928 года до начала Великой Отечественной войны было построено 39 гидроэлектростанций. В настоящее время общая мощность советских гидроэлектростанций превышает 20 миллионов киловатт.
Ни в какой другой стране нет таких запасов 'белого угля', как у нас. Мы обладаем одной шестой частью его мирового запаса. Это больше, чем во всех государствах Западной Европы, вместе взятых. Преимущества 'белого угля' перед другими источниками энергии огромно — электроэнергия, полученная на гидростанциях, в несколько раз дешевле электроэнергии, которую дают, например, тепловые станции.
Есть в природе ещё одни явления, которые могут быть для нас поставщиком громадных количеств энергии, — это морские приливы или, как иногда говорят, 'синий уголь'. В приливах участвуют большие массы воды (в некоторых местах разница между уровнями полной и малой воды превышает 15 метров). По величине энергии 'синий уголь' во много раз превосходит 'белый'.
Использование мощных запасов этой энергии представляется очень заманчивым.
Известно много проектов гидроэлектростанций с применением 'синего угля', однако до сих пор 'синий уголь' нигде не используется в крупных масштабах. Связано это с тем, что подъём воды совершается в море два раза в сутки, и сооружение электростанций, использующих этот подъём, очень сложно и дорого. Кроме того, станции часто пришлось бы строить там, где нет близко ни городов, ни промышленных центров, ни других крупных потребителей электроэнергии.
В Северном Ледовитом океане и в Тихом океане, омывающим северные и восточные берега нашей родины, наблюдаются большие приливы, но в Балтийском, Чёрном и Каспийском морях они почти неуловимы и не имеют практического значения. В настоящее время сила приливов используется в основном в судоходстве — для входа больших морских кораблей в устья рек и для подъёма судов в доки.
16. Вода и жизнь
Там, где есть жизнь, всегда есть вода. Жизнь без воды невозможна. Это и заставило наших предков справедливо считать, что вода появилась раньше, чем возникла на земле жизнь.
Несомненно, что вода была колыбелью первых живых существ Земли. В первородном океане, который образовали горячие ливни на остывшей Земле, возникли из простых веществ белки и другие сложные соединения, послужившие материалом для построения первых живых организмов.
Какое бы животное или растение мы ни взяли, в него всегда входит вода, как одна из главных составных частей. Обитатели водоёмов, как правило, содержат в себе больше воды, чем жители суши. В теле рыб, например, находится до 70–80 процентов воды, а в медузе — больше 95 процентов. В травянистых растениях суши процент воды доходит до 85. Организмы млекопитающих животных содержат воды меньше. Так, например, средний состав человеческого тела таков: воды 65 процентов, белка 15 процентов, жира 14 процентов, солей 5 процентов, других веществ 1 процент. Если человек весит 60 килограммов, то в его теле содержится около 40 литров воды. Половину веса костей и три четверти веса мышц составляет вода.
Только в семенах и спорах заключено очень мало воды, всего от 7 до 15 процентов. Почти лишённые воды, эти организмы таят жизнь в скрытом, внешне ничем не проявляющемся состоянии. Однако достаточно семена бросить во влажную почву или даже поместить в насыщенный водяными парами воздух, как они набухнут и дадут ростки. Многие обитатели высохших водоёмов (луж) также находятся в подобном состоянии: первый же дождик пробуждает их к жизни.
Какую же роль выполняет в живом организме вода?
Питательные вещества попадают в нашу кровь через стенки пищеварительного канала. Через эти стенки могут проникать только вещества, растворённые в воде, только жидкости. Если бы кусок сахара не растворился в слюне и в желудочном соке, сахар не попал бы в кровь. Белок яйца, крахмал хлеба и картофеля не растворяются в воде, но желудочный и кишечный соки содержат особые вещества — ферменты, которые расщепляют белок и крахмал и переводят в вещества растворимые. Это расщепление идёт только в воде. Кровь, состоящая на четыре пятых из воды, разносит питательные вещества по всему организму. В каждой клетке организма идут свои процессы, и эти процессы неизменно связаны с присутствием в клетке воды. Таким образом вода нужна для нашего организма как растворитель питательных веществ и как среда, в которой протекают различные процессы, связанные с нашей жизнедеятельностью. Выделяясь потовыми железами и испаряясь с поверхности кожи, вода регулирует температуру нашего тела. Кроме того вода необходима для выведения из организма различных вредных веществ, образующихся в результате обмена.
Таким образом мы видим, что вода в живом организме, как и в природе, не находится в покое. Всё новые и новые количества её поступают в организм с пищей и такие же количества выделяются.
То же самое можно сказать и о растениях. Вода доставляет растениям из почвы пищевые вещества и в известной мере регулирует температуру растений, — испаряясь с поверхности листьев, она предохраняет их от перегрева в летний зной. Начиная от момента прорастания семени, растение всё время должно получать влагу. Для одного растения подсолнечника за всё время его роста нужно около 40 литров воды. Крупное дерево поглощает такое же количество воды за один день. Растительность суши, как мощный
