Все обо всем. Том 1

Пустыни, расположенные вдали от экватора, образовались из-за их удаленности от океанов и их влажных ветров и из-за наличия гор между пустыней и морем. Такие горные хребты задерживают дождь на своих склонах, обращенных к морю, а их обратные склоны остаются засушливыми.

Это явление называют эффектом «дождевого барьера». Пустыни Центральной Азии расположены за барьером Гималайских гор и Тибета.

Пустыни Большого Бассейна, в западной части США, закрыты от дождей горными хребтами, такими, как Сьерра-Невада.

Пустыни очень различаются по внешнему виду. Там, где достаточно песка, ветры создают песчаные холмы, или дюны. Существуют песчаные пустыни. Скалистые пустыни состоят в основном из скального грунта, скал, образующих фантастические обрывы и возвышенности, а также неровные равнины. Другие пустыни, например в юго-западной части США, характеризуются наличием бесплодных скал и безводных равнин. Ветры выветривают мельчайшие частицы почвы, и гравий, который остается на поверхности, называют «мостовой пустыни».

В большинстве пустынь существуют различные виды растений и животных. У растений, произрастающих в пустынях, практически отсутствуют листья для уменьшения испарения влаги из растения. Они могут быть снабжены колючками или шипами, чтобы отпугивать животных. Животные, обитающие в пустынях, могут длительное время обходиться без воды и получать воду из растений или в виде росы.

Что такое дым?

Дым – это результат неполного сгорания отдельных видов топлива. Это означает, что, если бы все топливо сгорало полностью, дыма не было бы вообще.

Большинство видов топлива состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, небольшого количества серы и минеральной золы. Если бы все это сгорало полностью, продуктами отходов являлись бы двуокись углерода, водяные пары и свободный азот, и все они безвредны. При наличии в топливе серы, также остается незначительное количество двуокиси серы. Когда она соединяется с воздухом и влагой, образуется кислота, подвергающая металл коррозии.

Для полного сгорания топлива необходимо достаточное количество кислорода для окисления при высокой температуре. Этого сложно достичь, особенно с твердым топливом, и в результате появляется дым.

Антрацит и кокс сгорают без дыма, так как они не содержат летучих веществ.

Битумные угли разлагаются при низких температурах, при этом выделяются газы и деготь. Соединяясь с пылью и золой, они образуют дым.

Воздух в любом городе полон взвешенных твердых частиц, но не все они являются дымом. В дыме могут содержаться пыль, частички растительности и другие вещества. Под влиянием сил гравитации они постепенно опускаются вниз. В небольших городах или пригородах от 70 до 90 тонн этих частичек оседает на каждом квадратном километре ежегодно. А в больших промышленных городах эта цифра может быть в 10 раз больше!

Дым может наделать много вреда. Он приносит ущерб здоровью, строениям, растительности. В больших городах дым препятствует прохождению солнечного света, особенно ультрафиолетовых лучей, очень важных для здоровья человека.

Если бы ветер не разгонял дым, туман стоял бы в городах целый день. Там, где часты дымные туманы, повышается смертность от легочных и сердечных заболеваний.

Особенно опасно влияние дыма на растительность. Он мешает «дыханию» растений и лишает их солнечного света. Зачастую кислоты, содержащиеся в дыме, непосредственно убивают растения!

В настоящее время во многих городах проводится активная борьба с дымом и его вредными воздействиями.

Что такое смог?

В Англии значительные усилия были направлены на борьбу с дымом, особенно с тем, который идет из бытовых котельных и фабричных труб. В некоторых местностях угольные котельные запрещены.

В некоторых городах смесь различных промышленных газов, выпускаемых в атмосферу, образует туман, который называют «смог». При попадании в легкие он вызывает кашель. При наличии в смоге отдельных газов и мельчайших частиц такой смог становится ядовитым.

Итак, пыль присутствует в воздухе постоянно. Пыль – это мельчайшие частицы, которые находятся в воздухе во взвешенном состоянии. Пыль образуется при эрозии почвы, при извержении вулканов, от выхлопных газов и отходов промышленного производства. Последнее можно наблюдать, когда смотришь на дымящие фабричные трубы.

Трудно представить себе объем пыли, находящейся в воздухе. Полагают, что ежегодно над территорией США находится около 39 000 000 тонн пыли! 28 000 000 тонн из этой массы приходится на пыль из естественных источников, следовательно, около 11 000 000 тонн пыли – это результат деятельности человека!

Естественно, больше всего пыли в промышленных городах. Например, вот сколько пыли оседает на каждом квадратном километре в крупных городах США: Детройт – 65 тонны, Нью-Йорк – 55 тонн, Чикаго – 55 тонн, Питсбург – 42 тонны, Лос-Анджелес – 30 тонн. В городе с наличием большого количества промышленных предприятий ежемесячно может выпадать до 180 тонн пыли.

Это очень серьезная проблема для здоровья человека, поэтому многие города проводят активные мероприятия по сокращению загрязнения воздуха. Оборудование, выделяющее много пыли, оборудуется пылеуловителями. Используются также вентиляционные системы и электрические приборы. В некоторых случаях используют влажное бурение и водяное опрыскивание. Однако проблема опасного загрязнения воздуха – проблема смога – еще не решена.

Что такое газ?

Много веков тому назад в местечке Дельфы в Греции один пастух заметил, что из земли что-то выделялось такое, что заставляло овец вести себя странно, а люди от этого пьянели, речь их путалась. Греки решили, что это был дух какого-то бога, и построили на этом месте храм. «Дух» этот был природным газом.

Сегодня известны три вида газов: природный газ, каменноугольный газ и водяной газ. Месторождения газа расположены во многих районах Земли. Он концентрируется в подземных хранилищах, которые образовались в результате формирования земной коры. Длинные газопроводы переносят газ под давлением в города на расстояния в тысячи километров, где он в основном используется, на металлургических заводах и электростанциях.

Каменноугольный газ получают из измельченного угля, который разогревают в больших вакуумных установках. Когда температура разогрева достигает определенного уровня, уголь начинает плавиться, и выделяется газ, который выводится по трубам.

Газ собирается в большую емкость, где он очищается от примесей. Затем его пропускают по охлаждающим трубам и направляют в «очиститель», где удаляются оставшиеся примеси. И, наконец, очищенный газ через счетчик, который определяет его количество, поступает в емкости-хранилища, откуда уже по трубопроводам он доходит до жилых домов и предприятий.

Густой черный битум, образующийся при очистке газа, содержит много ценных продуктов, которые используются в производстве духов, красителей лекарств и масел. Вещество, которое остается в газовой печи, называется «кокс».

В настоящее время газ практически не используют для освещения. Более 80% получаемого газа используется при приготовлении пищи и отопления жилых помещений и промышленных предприятий. Газ относится к чистым видам топлива, поэтому он очень широко используется. Он легко управляем, не требует расходов на складирование и уничтожение отходов сгорания.

Сейчас при обжаривании зерен кофе, приготовлении пищи, выпечке хлеба мы пользуемся газом. Есть даже холодильники, работающие на газовом топливе. В современных прачечных для получения пара также применяется газ. Использование газового топлива – это один из способов обеспечения относительной чистоты воздуха в городах.

Что такое гелий?

Открытие гелия похоже на научный детектив! В 1886 году английский ученый сэр Норман Локиер с помощью прибора «спектроскопа» изучал Солнце. Этот прибор позволяет выявлять наличие отдельных элементов, так как каждому химическому элементу соответствует определенная линия спектра.

В спектре появилась неизвестна линия, и она могла соответствовать только новому элементу, неизвестному до сих пор на Земле! Новый элемент назвали «гелий» – от греческого слова «Гелиос», что значит Солнце.

Затем ученые принялись искать этот элемент на Земле. Со временем в результате многих экспериментов обнаружилось, что в нашей атмосфере присутствует гелий. Но его количество столь мало, что на 247 350 кубических метра воздуха приходится всего лишь один кубический метр гелия!

В результате других опытов было определено, что гелий выделяется из радия и что при выделении различных частиц образуются так называемые «альфа-частицы» – атомы гелия, имеющие большую скорость движения.

Гелий оказался очень полезным газом. Он очень легок и обладает большой подъемной силой. Так как он не огнеопасен, его очень выгодно использовать в дирижаблях, как военных, так и гражданских, в метеорологических зондах и т д.

Понимая значение гелия, правительство США занялось поисками естественных источников гелия. В некоторых районах США, например в штатах Техас, Нью-Мексико и Канзас, добывают природный газ. Оказалось, что этот газ содержит 1-2% гелия.

Так как не было других источников для производства гелия, США являются единственной страной в мире, которая имеет достаточно гелия! Вначале стоимость одного кубометра этого газа составляла 70 000 долларов, сегодня эта цена во много раз меньше.

А тебе известно, что гелий используется и в медицине? Он помогает больным астмой. Кроме того, водолазам и работающим на больших глубинах, дают дыхательную смесь, состоящую из гелия и кислорода, чтобы избежать заболевания «кессонной болезнью»!

Какой величины атом?

Давай начнем с того, что наши знания об атоме сегодня могут завтра измениться. С появлением синхрофазотронов ученые постоянно получают все больше информации об атоме.

Интересно, что слово «атом» в греческом языке означал «неделимый». Древние греки считали атом мельчайшей составной частью любой материи.

Сегодня открыто более 20 различных частиц, составляющих атом! Как считают ученые, атом состоит из электронов, протонов, нейтронов, позитронов, нейтрино, мезонов и гиперонов. Электроны – это отрицательно заряженные частицы. Протон, который примерно в 1836 раз тяжелее электрона, заряжен положительно. Более тяжелая частица, нейтрон, нейтрален. Позитрон, примерно равный электрону, также заряжен положительно. Нейтрино примерно в две тысячи раз меньше электрона и не имеет заряда. Мезоны могут быть заряжены положительно или отрицательно. Гипероны больше протонов.

Каким образом все эти частицы, или заряды, располагаются все вместе, до сих пор неизвестно. Из таких атомов состоят различные химические элементы. Некоторые различаются весом, поэтому химические элементы объединяют по атомному весу. Например, водород имеет номер 1 в такой таблице, а железо – номер 55. Это значит, что атом железа в 55 раз тяжелее атома водорода. Однако их вес чрезвычайно мал. Один атом водорода весит всего одну миллион-миллион-миллион-миллионную долю грамма! Чтобы представить, насколько малы атомы, подумай, сколько содержится атомов в одном грамме водорода – это цифра «шесть» с 23 нулями. Если начать их пересчитывать – по одному в секунду – потребуется десять тысяч миллион-миллионов лет, чтобы пересчитать все атомы в одном грамме водорода!

Что такое атомная энергия?

Атомная энергия – это энергия, получаемая из атома. Каждый атом состоит из частичек энергии. Эта энергия объединяет все частицы атома вместе. Поэтому в атомной энергии ядро атома является источником энергии. Эта энергия выделяется при расщеплении атома.

В действительности существует два способа получения энергии из атома. Первый – это реакция синтеза, другой – реакция деления. При реакции синтеза два атома сливаются вместе и образуют единый атом. При соединении атомов выделяется огромная энергия в виде тепла. Большая часть солнечной энергии получается в результате реакции синтеза, происходящей на Солнце. Это один из видов атомной энергии.

Второй способ – это реакция деления, или расщепления. Расщепление происходит при делении одного атома на два. Это происходит при бомбардировке атомов частицами атомов, например нейтронами (он входит в состав атома).

Не всякая бомбардировка атома приводит к его расщеплению. Большинство атомов расщепить невозможно. Но атомы урана и плутония при соответствующих условиях распадаются.