Текст книги "Все обо всем. Том 4"

Автор книги: Аркадий Ликум

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 24 страниц)

Что такое камедь?

Камедь (смолистое выделение растений), или гумми, может быть использована для самых разных целей, причем более важных, чем просто снабжение вас жевательной резинкой. И, конечно, существует великое множество видов камеди. Один из этих видов, так называемая «гумми арабик» (арабская камедь), используется для изготовления конфет, медицинских препаратов и клея, а также в производстве шелка. Как большинство натуральных смол, камедь получают из растений в виде густой липкой жидкости, которая затвердевает на воздухе и растворяется в воде. Гуммиарабик выделяют некоторые виды акаций, растущих в Африке, Австралии и Азии. Ее продают в виде прозрачных желтых или красноватых кусков.

Некоторые виды камеди не растворяются в воде, а впитывают ее, образуя мягкую, клейкую, желатинообразную массу. Такая камедь называется «драгон гумми» (драконова камедь), которая используется для производства таблеток от кашля и для обработки ткани. Другой важный вид камеди – вишневая, которая используется для крахмаления соломы в производстве соломенных шляп и других предметов.

Другие виды камеди – сливовая, персиковая, еловая, каучуковая. Каучук получают из камеденосных деревьев и используют для производства обыкновенной жевательной резинки. Все эти типы камеди используются для производства чернил, тканей, бумаги, лекарств. Некоторые, самые высококачественные, сорта используются в медицинских и научных лабораториях для работы с культурами. Чаще всего камедь собирают в сухое время года и привозят на рынок в виде «лапши» или «слез».

Химически камедь состоит из молекул кислоты, соединенных с молекулами сахара. Кроме чистой камеди, о которой мы рассказали, существует еще каменная смола. Она также получается из растений, но отличается от чистой камеди тем, что не растворяется в воде полностью. Два наиболее известных вида такой смолы – ладан и мирр. Это очень душистые вещества и используются для производства духов и эссенций.

Какое дерево самое высокое?

Деревья – это зеленые растения. У них, как и у других зеленых растений, есть корни, стебли, листья и семена. Деревья – самые старые из всех зеленых растений. Некоторым секвойям на северо-западе США более 4000 лет. Это означает, что они уже были взрослыми деревьями, когда Колумб открыл Америку. Деревья также самые большие среди зеленых растений.

Известно, что самыми высокими на земле являются гигантские секвойи в Калифорнии. В Гумбольдтском национальном лесу растет дерево, которое считается самым высоким в мире. Его называют Деревом Основателя, и оно более 110 мв высоту. Некоторые крупные специалисты считают, что много лет назад эвкалиптовое дерево в Австралии было таким же высоким, как эти калифорнийские секвойи, но сейчас они в среднем на 15 м ниже. Еще один вид деревьев, который приближается к секвойям, – это дугласова пихта, многие из которых более 91 м в высоту. Корни деревьев не только поглощают воду и минеральные вещества из почвы, но также удерживают дерево на земле. И чтобы удержать очень большое дерево, необходима сильная корневая система. А вы знаете, что корневая система дерева занимает столько же места в почве, сколько его крона ввоздухе?

Ученые научились считать, сколько лет дереву, по его кольцам на стволе. В поперечном разрезе большинства видов деревьев есть кольца. Слой новой древесины образуется над слоем старой древесины под корой каждый год. Этот слой образует кольцо. Каждое кольцо в стволе дерева свидетельствует об одном годе его жизни. Ствол становится толще и толще, так как добавляются новые кольца, или слои. У деревьев кольца добавляются не только в стволе, но и в ветвях. Ветви вырастают немного в длину каждый год. А так как только концы ветвей растут в высоту, основания деревьев никогда не поднимаются выше от земли, чем были вначале.

Что такое торф?

Торф – это не уголь. Его можно назвать стадией в процессе получения угля. Уголь – это остатки древних деревьев и растений, которые росли в заболоченных джунглях, в теплом, влажном климате сотни миллионов лет назад. Эти деревья и растения со временем попали в болотную воду. В процессе разложения древесины бактериями получались газы, которые улетучились, и образовалась черная смесь, основную часть которой составил углерод. Со временем под давлением грязи и песка жидкость из смеси уходит, а вязкая масса затвердевает, превращаясь в уголь. Этот процесс, от начала до конца, охватывает тысячи лет. Но первые стадии процесса образования угля можно видеть и сейчас.

В Великом Мрачном Болоте в Вирджинии и Северной Каролине и в тысячах болот северных штатов США и Канады образуется торф. В этих болотах растения находятся в процессе разложения, выделяя большое количество углерода. Через несколько лет такого процесса образуется коричневая смешанная масса веточек, ветвей и листьев. Это и есть торф. Когда воду выкачивают из такого болота, торф можно разрезать на куски, разложить для просушки исжигать. Сушка необходима, так как торф в почве на 3/4 состоит из воды.

В Ирландии, где торфа много, а уголь дорогой, больше половины фермеров пользуются торфом как топливом. Остальные виды угля – это производные от торфа. Если торф оставить там, где он образовался, он постепенно превращается в лигнит, или бурый уголь. Он более твердый, чем торф, но все равно достаточно мягкий и крошится при перевозке на большие расстояния.

Следующий вид угля – это битумный, или мягкий уголь. Он образуется в земле из лигнита при химических изменениях и под давлением за тысячи лет. Это самый важный член угольного семейства. Он легко горит и встречается в больших количествах. Если битумный уголь находится в земле и подвергается достаточному давлению, он постепенно превращается в твердый уголь, или антрацит. Он горит почти без дыма и дольше, чем битумный уголь.

Что такое лигнит?

Одним из наиболее важных исследований, проводимых учеными, является поиск новых источников энергии. Они хотят открыть более дешевый и эффективный источник энергии, потому что естественные источники когда-нибудь в будущем иссякнут. Вы когда-нибудь видели заброшенную угольную шахту? Когда-то оттуда брали уголь для сжигания в огромных печах и отопления зданий. Но и сейчас в ней достаточно угля для добычи. Уголь до сих пор, однако, является самым важным видом топлива, которым владеет человек. В США уголь составляет половину топливных ресурсов.

Давайте изучим различные виды угля. Очевидно, процесс, который длится несколько миллионов лет, не создает один и тот же продукт повсеместно. Торф, например, является самым молодым из углей. Это означает, что растительность, из которой образовался торф, находилась в земле меньше других углей. Торф является наименее ценным из твердых видов топлива. Лигнит иногда называют бурым углем. Он немного старше торфа и более ценен как топливо. Битумный уголь – самое ценное топливо среди твердых его видов. Наконец, есть антрацитный уголь, который является самым твердым и древним по происхождению.

Что такое топливо?

Топливо – это вещество, которое сжигается, чтобы получить тепло и свет, а также чтобы генерировать энергию. Процесс горения это – химическая реакция. Вещество соединяется с кислородом из воздуха и выделяет энергию. Энергия выделяется вформе теплаи света. Энергия в топливе берет начало от солнца. Растения, из которых получают топливо, поглощает энергию солнечных лучей и используют ее для развития своей ткани. Горящая древесина и древесный уголь выделяют энергию, которую накопили растения. Когда мы сжигаем уголь и нефть, мы используем энергию, которую накопили растения, жившие миллионы лет назад.

Существуют разные виды топлива, и в действительности все, что горит, можно назвать топливом. Обычно же топливом называют дерево, уголь, природный газ и бензин. Топливо можно классифицировать на твердое, жидкое и газообразное. Его также можно классифицировать по происхождению на природное, химическое или основанное на металлах. Дерево было первым топливом, которое использовал человек, и оставалось самым главным на многие века. Его было легче достать, и оно было самым дешевым. Но в XVI веке количество древесины в Европе уменьшилось, и его начинают заменять углем. В угле содержится большой процент углерода.

Углерод – самый важный элемент в большинстве видов топлива. Топливо с большим процентом углерода горит ровно и дает жаркое пламя. Твердый уголь, или антрацит, имеет более высокий процент углерода, чем остальные виды угля, он дает меньше дыма и пепла. Наиболее важные жидкие виды топлива получают из нефти. Это керосин, бензин и горящие масла.

Что такое неон?

Когда мы идем ночью по главной улице города, мы видим обилие разноцветных лампочек на магазинахи рекламах. Мы считаем их неоновыми лампами. Но на самом деле не все они действуют на основе газа неона. Другие газы, такие, как гелий, аргон, криптон и ксенон, также используются в лампочках.

Каждый газ дает свой цвет света, когда он взаимодействует с раскаленной спиралью электрической лампочки. Цвет света также варьируется в зависимости от температуры, давления и электрического напряжения. Неон дает красно-оранжевый цвет; аргон дает красновато-синий цвет; гелий – белый желтый или иногда фиолетовый; криптон – желтый, зеленый или бледно-фиолетовый; ксенон – или синий, илисине-зеленый.

Когда электричество проходит через неон, атомы газа излучают свет. Энергия электрического тока сдувает электроны с некоторых атомов неона. Когда эти электроны снова присоединяются к атомам неона, выделяется энергия в виде света.

Все газы, о которых мы упомянули, входят в одну семью, называемую инертными газами. Иногда их называют редкими газами, так как их очень мало в приводе. Все эти газы химически неактивны. Это означает, что они не горят и в обычных условиях не образуют химические соединения. Главный источник этих газов – это воздух (исключение составляет гелий, который получают из природного газа).

Газы смешаны в воздухе с кислородом, азотом, двуокисью углерода и другими веществами. Для получения инертных газов воздух охлаждается до очень низких температур и превращается в жидкость. Жидкий воздух запускается в высокие башни и медленно нагревается. Как только определенный газ достигает своей точки кипения, он испаряется и отделяется от жидкого воздуха.

Почему алмаз сверкает?

Представьте, что алмазы были бы не такой редкостью. Представьте, что они стоили бы недорого и каждый мог бы их купить. Оставались бы алмазы такими же ценными? Две вещи могли бы заставить людей по-прежнему стремиться иметь алмазы. Первая – это то, что алмаз – наиболее твердое вещество из известных человеку, поэтому алмазы были бы по прежнему необходимы в промышленности. Вторая – это то, что алмазы были бы так же прекрасны, и поэтому люди наслаждались бы, рассматривая их.

Алмазы – это результат процесса, происходящего в природе. Миллионы лет назад на земле постепенно становилось холоднее. В то время под землей находилась масса горячей расплавленной жидкой горной породы. Эта масса подвергалась сильной жаре и давлению. В результате этого молекулы углерода скреплялись вместе в плотные чистые кристаллы. Алмаз – это просто кристалл чистого углерода. Когда алмаз находят в «грубой» форме, его внешняя поверхность довольно некрасива. Потом человек превращает его в знакомый нам сверкающий драгоценный камень.

Большинство алмазов распиливаются на две части, и каждой половине придают форму круглого алмаза, называемого бриллиантом. Затем на алмазе нарезают небольшие грани. Средний алмаз имеет 58 или более граней. И эти грани делают алмаз сверкающим. Причина этого в том, что у алмаза очень высокая отражающая способность. Это означает, что, когда свет попадает на него, алмаз отражает свет сильнее, чем другие вещества. Свет вместо того, чтобы пройти через алмаз, отражается от него. Поэтому большее количество света возвращается в наши глаза, когда мы смотрим на алмаз, и он выглядит более сверкающим.

Алмаз также разлагает свет на цвета, его составляющие, поэтому говорят, что алмаз «горит». Знаете ли вы, что алмазы не носили в качестве украшений до 1430 года, когда француженка Агнесса Сорель положила начало этому обычаю?

Откуда произошли изумруды?

В древние времена различные драгоценные камни различались лишь по их цветам. Название «рубин» было дано всем камням красного цвета. Все зеленые камни назывались изумрудами. А все голубые назывались сапфирами. Позже заметили, что некоторые драгоценные камни тверже других и дольше сохраняются. Установилось, что ценность драгоценного камня зависит не только от его цвета, блеска и редкости, но также и от твердости.

Все самоцветные камни называются драгоценными. Но, строго говоря, слово «драгоценный» используется только по отношению к четырем наиболее ценным камням – алмазу, рубину, изумруду и сапфиру. Остальные ценные камни называются полудрагоценными.

Изумруд – один из самых мягких драгоценных камней. Он является разновидностью берилла. В своем идеальном виде изумруд богатый, чисто зеленый. Но безупречные камни встречаются редко и поэтому очень дороги.

В древние времена все изумруды добывали в шахтах Египта. Эти шахты работают по сей день. Но количество добываемых изумрудов невелико. Лучшие изумруды в наше время добываются в шахтах около столицы Колумбии – Боготы. Есть залежи изумрудов на Урале в России и в Зальцбургских Альпах. Несколько прекрасных изумрудов было найдено в Северной Каролине. А более недавние находки изумрудов были сделаны в Трансваале (Южная Африка).

Существует много легенд об изумрудах. Одна из них говорит о том, что чаша Грааля, из которой пил Христос в последнюю вечерню, была вырезана из огромного изумруда. Считалось, что изумруд имеет лечебную силу – вылечивает эпилепсию. Согласно другой старой легенде, изумруд наделял своего хозяина даром предсказания будущего. Говорили, что, всматриваясь в зеленую глубину, вы можете увидеть вещи, которые произойдут с вами. Самый большой известный не распиленный изумруд имеет 5 см в длину и 5 см в диаметре.

Что такое жадеит?

Жадеит – это полупрозрачный драгоценный камень. Человек ценит его уже тысячи лет. В китайском языке слова «жадеит» и «драгоценный камень» – одно и то же. Английское слово «жадеит» произошло от испанского выражения, которое означает «камень-колика». Испанцы называли его так, потому что они верили, что жадеит излечивает желудочные боли.

Жадеит – это, собственно говоря, один из двух минералов – жадеит или нефрит. Они настолько похожи друг на друга, что только эксперт сможет различить их. Жадеит немного тверже нефрита. Он также имеет полупрозрачный блеск и обладает большей цветовой гаммой. Жадеит в своем чистом виде – белого цвета, но в нем достаточно много минеральных примесей, которые делают жадеит ярко-желтым, красным или одним из многих оттенков зеленого. Наиболее желаемый оттенок – это изумрудно-зеленый (или «императорский») жадеит, который может быть почти прозрачным. Эта разновидность была найдена в Бирме. Из-за того, что жадеит жесткий и твердый камень, первобытные люди использовали его для изготовления топоров, молотков, ножей и других полезных инструментов.

Позже люди использовали его для изготовления чаш, резных украшений, драгоценностей и амулетов. Жадеит настолько твердый, что его трудно обрабатывать: стальные резцы не возьмут, поэтому используются песчаные материалы, которые трут поверхность, пока она не стирается. На изготовление простой вазы может потребоваться 2–3 года работы. В Мексике были найдены обработанные кусочки жадеита, которым по крайней мере 3500 лет.

Первые люди в Центральной Америке использовали некоторые жадеиты как инструменты, но использовали этот камень большей частью для религиозных целей. Ацтеки считали, что жадеит стоит во много раз дороже своего веса в золоте. Китай – страна, где жадеит имеет большую важность.

3000 лет китайцы делают прекрасную резьбу по жадеиту. Китайцы восхищаются жадеитом так сильно, что те, кто могут себе это позволить, всегда носят маленькие кусочки с собой. Они верят, что, когда жадеит перебирают пальцами, некоторые его скрытые силы стираются.

Как находят золото?

Вероятно, первым металлом, который узнал человек, было золото. По тому, как оно встречается в природе, человек узнал о нем и оценил его задолго до исторических времен. Как же находят золото? Хотя золото считается ценным и редким, его много в природе. Беда в том, что в большинстве случаев месторождение золота невыгодно для разработки, потому что в нем недостаточно металла. Например, морская вода содержит небольшое количество золота. Но его так мало, что никто не знает, как выделить золото из воды. Но в океанах так много воды, что общее количество золота в них могло бы составить десять миллиардов тонн.

Золото встречается в двух формах: самородное, что означает, что оно не имеет примесей других минералов; и соединенное с рудами других металлов. Самородное золото чаще всего встречается в кварцевых жилах или в пластах железного колчедана. Иногда кварц или колчедан подвергаются действию воды и ветра. Частички камней, окружающие крупинки золота, отмываются, раскрывая крупинки и самородки чистого золота. Самородки постепенно вымываются на дно долин и смешиваются с песком и гравием. Такое золото называется «наносным» или «рассыпным».

Когда человек впервые обнаружил золото, оно было рассыпным. Частички золота имеют разную величину – от крошечных пылинок до больших самородков, таких, как найденный в Австралии самородок «Желанный незнакомец», имеющий вес около 70 кг. Золото часто находят в рудах других металлов. Серебро почти всегда содержит частички золота. Медные руды тоже часто находятся всоединении с золотом.

Сегодня золото добывается теми же способами, что и другие металлы. Глубокая яма, называемая шахтой, прорывается вглубь земли к залежам золота. Она может быть больше километра в глубину! Затем руда взрывается, грузится на тележки, подвозится к стволу шахты и поднимается на поверхность. Она измельчается до мелкого песка, называемого пульпой, и далее химическим воздействием золото отделяется от другого вещества. Три основные золотодобывающие страны мира – это Южная Африка, Россия и Соединенные Штаты.

Почему золото дорогое?

Есть три причины, почему люди всегда ценили золото: красота, химическая инертность и редкость. Если бы железо было бы таким редким, как золото, оно, вероятно, ценилось бы так же высоко. Золото – мягкий, желтый металл. Это один из самых тяжелых химических элементов. 200 см ³этого металла весит более 540 кг. Золото – один из наиболее легкообрабатываемых металлов. Золото легко приобретает любую форму: один грамм золота можно превратить в пластинку площадью почти 2 м ². В отличие от других металлов, золото не тускнеет на воздухе. (Вы знаете, что происходит с серебром, например, когда оно долго лежит открытым.) Золото остается ярким и не теряет свой блеск. И, вероятно, это первая причина, почему люди высоко ценили золото. Золото также является одним из наименее химически активных металлов. Оно вступает реакцию лишь с несколькими кислотами.

Золото всегда использовали в качестве денег. Хотя чеканились монеты и из других металлов, их ценность всегда была под сомнением, а ценность золотых монет – никогда. До 1914 года золотом измеряли почти всю валюту в мире. Это означает, что доллары США, франки Франции, марки Германии и т. д. имели установленную цену в соотношении к золоту. В любое время валюту можно было поменять на золото. Эту систему называли золотой стандарт, и хотя она уже не используется, но золото до сих пор играет важную роль в международной торговле. Золото используется как резерв, который обеспечивает внешнюю торговлю страны.

Золото используется повсеместно. Около 10 процентов золота, производимого каждый год, используется ювелирами. Золото используется в стоматологии. Так как золото хорошо проводит электричество, оно используется вопределенных типах электрических контактов. Редкость золота поддерживает его цену. Сегодня чуть больше половины добываемого золота идет из Южной Африки. Самые богатые месторождения золота в мире обнаружены там в 1886 году.

Что такое уран?

Уран – это металл с таинственными свойствами. Он дает человеку ключ, который открывает потрясающую энергию атома. Природная радиоактивность урана лежит в основе широкого, порой удивительного использования его в медицине, сельском хозяйстве, промышленности и биологии.

Кусочек чистого урана выглядит так же, как кусок серебра или стали. Но он удивительно тяжел для своего размера. 0,3 м ³урана весит больше полутонны. Уран – самый тяжелый элемент, найденный в природе. Уран имеет две необычные особенности. Это радиоактивность, которая означает, что его атомы медленно разрушаются, выделяя энергию в виде радиации. Некоторые из его атомов способны к ядерному распаду, то есть они могут взрываться и делиться на две части, выделяя огромное количество энергии. Расщепление урана – это основа атомных станций и ядерного оружия.

Химически уран очень активен. Кусочек урана, подвергнутый действию воздуха, быстро приобретает черноватую оболочку. Эта оболочка – соединение урана и кислорода воздуха. Уран также образует важные соединения с многими другими элементами. Уран широко распространен в маленьких количествах, но ни разу не обнаружен в природе в чистом виде. Выделение урана из руд – очень долгий и сложный процесс. Заводы обрабатывают сотни тонн руды в день, но из каждой тонны получают лишь несколько килограммов урана. Вначале руду измельчают и просеивают. Затем ее подвергают воздействию различных химикатов, чтобы очистить от загрязнения. Затем руда проходит через много очищающих процессов, пока не останется яркое, похожее на глину вещество, называемое «желтый торт». Эта хорошо очищенная форма урана подвергается дальнейшей очистке, чтобы только маленькая фракция природного урана могла расщепляться.

Килограмм урана содержит столько же энергии, сколько ее содержит 3 миллиона килограммов угля! В ядерных реакторах разрушаемые атомы урана выделяют огромное количество тепла, так как происходит цепная реакция. Это тепло может быть использовано для вращения турбины, которая управляет электрическим генератором.