Вам, наверное, доводилось слышать, что при лечении некоторых заболеваний применяют чистый кислород, который хранится в больницах в баллонах и в кислородных подушках. Больным с ослабленными легкими, которые трудно воспринимают обычный воздух, состоящий на 78 процентов из азота и только на 21 процент из кислорода, дают дышать чистым кислородом, чтобы поддержать жизнедеятельность организма. Но каким образом его добывают и отделяют от азота?
Чистый кислород получают из обычного воздуха. Для этого воздух охлаждают до температуры ниже 180 градусов, и он превращается в жидкость. Теперь стоит только немного повысить температуру, и жидкий воздух начинает кипеть. А как вы знаете, при кипении жидкости наиболее легкие ее соединения испаряются. Так происходит и в данном случае. При кипении воздуха азот, как наиболее легкий газ, испаряется первым, и в резервуаре остается только кислород, который какое-то время пребывает в жидком состоянии, а охлаждаясь, приобретает свою обычную газообразную форму, но уже отделенную от азота.
Хотя кислород из воздуха постоянно забирается живыми существами для дыхания, его запасы тем не менее никогда не иссякают. Растения выделяют его в процессе своего питания, пополняя наши запасы кислорода.
Как только на небо наползает черная, мрачная туча, мы уже знаем, что пойдет дождь. Правда, бывает, что ветер уносит ее в сторону или рассеивает, но все равно туча для нас всегда является предвестником дождя. Откуда же берутся тучи и почему из них идет дождь?
Оказывается, прежде чем пойдет дождь, в природе совершается очень сложный процесс. Горячие лучи солнца разогревают воду на поверхности морей, рек, озер и даже маленьких лужиц. Вода испаряется и превращается в водяной пар, который смешивается с воздухом. Этот процесс называется парообразованием. Но ведь солнце разогревает и землю. Исходящий от нее теплый воздух поднимает водяной пар высоко в небо, в атмосферу, где всегда холодно. Водяной пар там тоже остывает, и из него образуются капельки воды, из которых и состоят облака. Это уже другой процесс. Он называется конденсацией.
Водяной пар поднимается в атмосферу непрерывно, и постепенно там накапливается очень много влаги, которая образует капельки воды. Облака становятся тяжелыми, капельки воды соединяются друг с другом и из-за своей тяжести уже не могут удержаться в воздухе. Тогда они и падают на землю в виде дождя.
Что общего между карандашом и алмазом?
Кому-то этот вопрос может показаться странным. Все знают, что алмаз – это драгоценный камень, самый твердый из существующих на Земле минералов. А карандаш – самый обычный предмет, который мы можем выбросить, даже не исписав до конца. И тем не менее между такими, на первый взгляд, разными предметами есть очень много общего. Правда, не весь целиком карандаш, а его стерженек – черный графит – приходится родным братом сверкающему алмазу. И тот и другой – не что иное, как разные формы самого распространенного на Земле химического элемента – углерода. Углерод – «рождающий уголь», значит, и уголь относится к этой же группе веществ.
Как же ученые установили родство таких непохожих друг на друга элементов? Еще в конце XVII века ученые из Флоренции Аверани и Тарджони попытались сплавить несколько мелких алмазов в один крупный. С помощью увеличительного стекла они нагрели мелкие кусочки алмазов, но те неожиданно исчезли, сгорели на солнце. Тогда ученые не могли объяснить, почему так произошло. И только спустя 100 лет, в 1772 году, французский химик А. Лавуазье, повторив этот опыт, убедился, что кристаллики алмаза сгорают точно так же, как кусочки угля и фосфора. А в 1797 году английский ученый С. Теннант доказал, что уголь, алмаз и графит состоят из одного и того же вещества – углерода, только представляют из себя разные его формы.
Сейчас такие опыты проводятся и в школьных химических лабораториях. Если взять кусочек алмаза и сильно нагреть его в приборе без доступа кислорода, то он превратится в графит – серый мягкий камень, из которого с добавлением глины делают грифели для карандашей. Но, конечно, это только опыты. Графит получают не из алмазов, его и без того много в земле. А если опыты продолжить и сильно нагреть алмаз и графит на воздухе, то они исчезают, превратившись в углекислый газ, в состав которого тоже входит углерод.
Все знают, что человек дышит кислородом. Но ведь он дышит воздухом, который окружает его со всех сторон, где бы он ни был: дома, на прогулке, на работе. Иногда создается обманчивое впечатление, что воздух – это и есть кислород. Но это не так. Чистым кислородом человек долго дышать не может, а воздух состоит не из одного только кислорода, а из смеси различных газов. Причем кислорода в воздухе гораздо меньше, чем азота, всего 21 %, в то время как азота – 78 %. Таким образом, получается, что 99 % воздуха состоит из смеси двух газов – азота и кислорода. Кроме этих двух основных газов, составляющих воздух, в нем присутствует небольшое количество других газов: углекислого газа, аргона, гелия, ксенона и других.
Земной шар со всех сторон окружен воздухом. Но мы уже выясняли, что воздух состоит из газов. Почему же он в таком случае не улетает от Земли в космическое пространство? Оказывается, у воздуха есть вес. Можно проделать простой опыт: взять два воздушных шара, один из них надуть воздухом, а другой оставить как есть. Если после этого положить их на весы, то окажется, что надутый шар весит больше, чем спущенный.
Воздух притягивается к Земле силой своей тяжести, и в то же время он давит на человека. Не замечаем мы этого только потому, что он с одинаковой силой давит на нас со всех сторон и даже изнутри – ведь в организме человека тоже есть воздух. Таким образом, давление воздуха уравновешивается, и мы не ощущаем никаких неудобств.
Где расположен Мировой океан?
Каждый школьник знает, что на земном шаре существует четыре океана: Атлантический, Тихий (его еще называют Великим), Индийский океан и Северный Ледовитый. И тем не менее такое понятие, как Мировой океан, существует, и ученые-океанологи, да и не только они, часто его употребляют. Но увидеть Мировой океан весь полностью могут только космонавты, да и то только те, которые выходят в открытый космос из космического корабля, потому что лишь с такой огромной высоты видно весь земной шар, почти на две трети покрытый водой.
Воды на земном шаре так много, что Землю иногда называют «водяной планетой». И если посмотреть на нее из космоса, то кажется, что океан и моря на Земле представляют собой сплошное водное пространство. А Мировым океаном называют не какой-то отдельный океан, а все моря и океаны, которые существуют на земном шаре.
Вид на океан со спутника
Ученые предполагают, что понятие «Мировой океан» возникло еще в древности и означало беспредельное, без конца и без края, водное пространство. Древние люди боялись водной стихии: ведь в океанах часто случаются штормы, могучие волны захлестывали берега и уносили в глубину все живое. Поэтому люди считали Океан грозным и безжалостным божеством и писали это слово с большой буквы. А к рекам относились по-другому, тепло и ласково, хотя и думали, что они дочери коварного Океана. Реки несли пресную, чистую воду, которую можно было пить. В реках купались и не боялись их.
Когда изобрели суда и мореплаватели отправлялись на них в путешествия, они открывали все новые и новые водные пространства и давали им разные названия. Оказалось, что океан в некоторых местах на многие километры вдается в сушу. Эти участки водного пространства стали называть заливами и бухтами. А те части океана, которые отделены от него грядой островов или сходящимися береговыми линиями, – морями. Однако моря отделяются от океана не сплошной линией. На самом деле все моря и океаны, которые существуют на земном шаре, кроме трех окруженных сушей морей-озер – Каспийского, Аральского и Мертвого – так или иначе соединены между собой проливами.
Так что можно взойти на палубу корабля в Золотой бухте Владивостока и через год-два там же выйти, обогнув по морям и океанам весь земной шар, ни разу не спустившись на берег. В таком случае смело можно говорить, что проплыл весь Мировой океан и теперь знаешь, где он находится.
Почему бывают белые ночи?
Многие люди весной и летом мечтают побывать на севере, когда там наступает время белых ночей. Особенно красиво в это время в Петербурге, дворцы и парки которого становятся еще прекраснее в призрачном, таинственном свете. И все-таки петербургские белые ночи, хотя они и светлые, не похожи на дни. Но чем дальше на север, тем белые ночи длиннее и светлее. В Мурманске они длятся два месяца. И все это время целыми сутками на небе сияет яркое солнце и гулять можно когда захочется. Это время называется полярным днем. На Северном и на Южном полюсах полярные дни длятся еще дольше – три месяца, и только к концу лета день становится короче, солнце время от времени скрывается за горизонтом, и вскоре наступает долгая полярная ночь, которая длится до весны. Ее только изредка оживляют яркие красочные всполохи полярного сияния. Почему же в одних районах земного шара бывают белые ночи, а в других нет? Это зависит от того, в каком положении находится Земля по отношению к Солнцу.
