Искра вряд ли возникнет во влажный день, поскольку влага, содержащаяся в воздухе, быстро отводит заряд и с водителя, и с автомобиля. А вот в сухой день оператору нужно выждать пару десятков секунд, прежде чем прикоснуться к протянутым деньгам, чтобы и с машины стек заряд, и индуцированный заряд на водителе уменьшился. Однако если водитель ждет в очереди, то к тому времени, как он подъедет к терминалу, заряд, возможно, уже исчезнет.

Раньше пожары при заливании бензина в бак на заправочных станциях иногда возникали из-за неудачной конструкции входной горловины топливных баков, сейчас их конструкция улучшена. Неприятность состоит в том, что, когда бензин течет через трубу, он заряжается. Слой бензина, непосредственно граничащий со стенками, так называемый пограничный слой, не двигается. Когда остальной бензин движется относительно пограничного слоя, электроны из него переходят в движущуюся часть жидкости. В результате пограничный слой становится положительно заряженным, а в топливный бак течет отрицательно заряженный бензин.

Если топливный бак сделан из пластмассы, то есть не является проводником, эти отрицательные заряды собираются на внутренней поверхности бака и отталкивают электроны, находящиеся на любой ближайшей проводящей поверхности автомобиля. Эти отвергнутые электроны уходят подальше от бака, и некоторые из них могут закончить свой путь на участке корпуса автомобиля вблизи бензинового шланга. В этом случае между двумя поверхностями может проскочить искра и поджечь пары бензина, образующиеся при протекании горючего по шлангу. Чтобы исправить проблему, автомобиль заземляется с помощью шланга, и тогда заряд не будет собираться на корпусе автомобиля вблизи шланга.

Водитель автомобиля может оказаться заряженным, даже если автомобиль не движется, поскольку к переносу зарядов может привести контакт между одеждой водителя и материалом сиденья автомобиля. Предположим, водитель начинает заправлять бак топливом, нажав на рукоятке пистолета кнопку автоматического режима заправки, а потом зачем-то садится обратно в автомобиль. После того как он поерзает на сиденье, а потом вернется к бензонасосу, он уже будет нести на себе значительный заряд. Если между заправочным пистолетом и водителем проскочит искра, она может поджечь пары бензина и вызвать пожар. Водитель может избежать этой опасности, если не будет садиться в машину во время заправки или же, прежде чем браться за шланг, прикоснется к металлической заземленной конструкции.

Гоночные автомобили останавливаются для заправки после того, как проехали по трассе на огромной скорости и, соответственно, набрали большой заряд при контакте шин с покрытием трассы. Обычно механики начинают заливку топлива сразу после остановки либо с помощью шланга, либо из канистры. При этом вблизи входного отверстия топливного бака быстро накапливаются пары бензина. Чтобы в парах не пробежала искра, автомобиль либо заземляют сразу после остановки (к металлическому корпусу автомобиля приставляется длинный проводящий шест), либо на колеса автомобиля надеваются хорошо проводящие шины, через которые заряд быстро уходит в землю. Однако последнее решение не всегда желательно, поскольку проводящие шины (содержащие технический углерод) изнашиваются быстрее, чем непроводящие (содержащие диоксид кремния).

Вот история, описанная в одном физическом журнале за 1953 год. Некий профессор ехал на своей машине с небольшой скоростью, а двое его друзей в другой машине пристроились сбоку и ехали с той же скоростью. Друг, сидящий во второй машине на пассажирском месте, на ходу протянул руку с пачкой жевательной резинки профессору. Когда расстояние между их руками уменьшилось до нескольких сантиметров, между ними произошел «разряд чудовищной силы», на мгновение вырубив обоих. К счастью, профессор не врезался во вторую машину за то время, что не контролировал себя и свой автомобиль.

Искра проскочила потому, что при движении автомобилей профессор и его друг приобрели разное количество зарядов, возможно, даже заряды разноименных знаков. Когда их руки сблизились, электроны с одной руки начали через воздух перескакивать на другую, стремясь уменьшить разницу в количестве зарядов.

Этот трюк опасен, не советую его повторять.

Почему так опасна электростатическая искра в среде, где в воздухе распылен порошок, например на угольной шахте или на мукомольной мельнице?

ОТВЕТ • Порошок в массе может быть совершенно негорючим, но когда он распылен в воздухе, каждую его частичку окружают со всех сторон молекулы воздуха. Горение — поверхностная реакция, а у мелкого порошка очень большая суммарная площадь поверхности. И если горение начинается в одной точке объема, в котором распылен порошок, тепловая энергия передается от одной частички порошка к другой так быстро, что пыль взрывается. Это значит, что большое количество энергии высвобождается неконтролируемым образом, при этом температура и давление в среде быстро повышаются. В силосной башне такой взрыв может разрушить всю постройку, а в угольной шахте — убить шахтеров. Несмотря на предосторожности, которые в настоящее время предпринимаются, такие взрывы все еще случаются.

В некоторых ситуациях взрыв может спровоцировать искра электрического разряда, если она имеет достаточную энергию. Такая искра может возникнуть в неисправных электрических приборах, но чаще — при разряде между двумя заряженными объектами, разряжающимися друг на друга, или же между заряженным объектом и землей.

Например, в 1970-х годах случился взрыв шоколадного порошка, когда его ссыпали через пластиковую трубу в бункер. При пролете через систему пластиковых труб крупинки порошка терлись друг о друга и о стенки труб и от этого заряжались. Когда они вылетали из последней трубы в бункер, между частичками порошка и заземленной поверхностью бункера проскочила искра. Искра могла возникнуть на частичках порошка, находящихся в воздухе во время их падения на уже образовавшуюся раньше в бункере кучу порошка. По другой версии, искра могла возникнуть на вершине конической кучи, когда частички порошка соскальзывали с ее склонов. Электрическое поле имело наибольшее значение на вершине кучи и недалеко от нее, так что искрообразование, возникающее, когда сильное электрическое поле ионизует молекулы воздуха, скорее всего, могло начаться именно там.

В действительности в силосных башнях и бункерах искры, по-видимому, возникают часто, но у них обычно недостаточно энергии, чтобы поджечь мелкие частички. Взрыв происходит тогда, когда случайно энергия искры (или, возможно, комбинации нескольких почти одновременно образовавшихся искр) превысит некоторое минимальное необходимое для взрыва значение. Инженеры не могут полностью исключить образование статических зарядов и искр при производстве порошков, но стараются, чтобы энергия искр оставалась меньше той, при которой уже возможен взрыв.

Распыленный сухой порошок или жидкий спрей из баллона с аэрозолем может загасить открытый огонь, например пожар на кухне. Как же тогда аэрозольный баллончик сам может превратиться в «огнемет»? Никогда не распыляйте ничего вблизи открытого огня, иначе вы можете сжечь и себя, и дом. Причем некоторые баллончики со спреем брызгаются огнем даже вдали от открытого огня — почему?