Мы ежедневно применяем в быту кварц и да­же не задумываемся, что это кварц. Кварц очень широко распространен и имеет огромное приме­нение.
Кварц еще называют кремнеземом. Он состоит из кремния и кислорода, тяжелее стали и про­зрачнее стекла.
Без примесей кварц бесцветный или белый, различные добавки делают его красным, коричне­вым, зеленым, голубым, синим, даже черным. Иногда кварц находят в виде больших прозрач­ных шестиугольных кристаллов с острыми конца­ми,— это «горный хрусталь».
Большинство гор состоят из кварца. Песчаник состоит из частичек кварца, соединенных вместе цементирующим составом. В состав гранита также входит кварц. Белые пески — это чистый кварц. Простой песок также в основном состоит из кварца!
Многие из полудрагоценных камней также яв­ляются кварцем, раскрашенным различными при­месями. Например, агат, аметист, оникс.
Кварц используют при производстве стекла и оптических приборов. Тоненькие пластинки квар­ца используют в радио, чтобы мы могли настро­ить свои приемники на нужную волну.
Если кварц очень сильно разогреть, мы полу­чим плавкий кварц. Это очень нужный продукт. У него очень высокая температура плавления — 1710° С, он очень плохо сжимается и расширяет­ся и прозрачнее стекла!
Ты можешь себе представить, что подобный материал незаменим в лабораториях. Тарелку из плавкого кварца после разогревания докрасна можно опустить в воду — и с ней ничего не слу­чится.
Кварц хорошо пропускает световые и тепло­вые лучи. Кварц также пропускает живительные ультрафиолетовые лучи, которые поглощаются обычным стеклом, поэтому в некоторых санато­риях крыши изготовлены из плавкого кварца. Из него же делают и специальные кварцевые лампы, применяемые в медицине.

Ртуть — очень необычный металл, при комнат­ной температуре находящийся в жидком состоянии.
Ртуть замерзает при минус 39° С и закипает при 357° С. Она в 13,6 раза тяжелее воды. По­верхностное натяжение ртути достаточно велико, поэтому некоторые предметы тонут в ней. Она имеет свойство распадаться на мельчайшие ка­пельки и растекаться.
В природе ртуть содержится в красноватом минерале киноварь. Киноварь входит в состав многих скальных пород, но в основном пород вулканического происхождения.
Ртуть легко испаряется. Для получения чисто­го металла из руды необходимо разогреть эту ру­ду до температуры порядка 482° С. Пары собира­ются и конденсируются, и получается ртуть.
Ртуть в различных видах уже давно использу­ется человеком. До появления письменности ки­новарь служила основой при изготовлении крас­ных красителей. Еще в 415 году до нашей эры ртуть получали из руды и использовали для по­крытия металлических поверхностей и при лече­нии некоторых заболеваний. Алхимики, которые пытались получить драгоценные металлы, счита­ли, что ртуть является волшебным материалом. Они широко использовали ее в своих опытах и ритуалах.
В настоящее время ртуть широко применяется в медицине. Несмотря на то, что ртуть и ее ком­поненты ядовиты, ее добавляют при изготовлении лекарств и дезинфицирующих средств. Примерно третья часть всего производства ртути идет в ме­дицину.
Нам ртуть известна по своему применению в градусниках. Это связано с тем, что ртуть быстро и равномерно реагирует на изменения температу­ры. Сегодня ртуть также используется в красках, стоматологии, при производстве хлора, каустиче­ской соды и электрооборудования.

Серебро добывали еще в древние времена. В Европе по количеству серебра судили о состоянии королей. Когда в Испании истощились шахты по добыче серебра, король Испании был несказанно обрадован сообщением об открытии Америки: ведь это означало получение доступа к богатей­шим серебряным рудам Мексики и Перу. В тече­ние 250 лет испанские короли ежегодно получали из рудника Потоси в Перу серебра на сумму в 4 млн. долларов!
Во время золотой лихорадки в Калифорнии старатели ругали «черную землю», которая сопут­ствовала золотоносной породе. И только случай помог определить, что это руда, содержащая се­ребро!
Серебро — один из наиболее распространен­ных металлов. Иногда находят самородки этого металла, а в Норвегии однажды был найден само­родок серебра, весящий три четверти тонны! Но обычно это руда, из которой металл необходимо извлечь.
В такой руде серебро вместе с серой образует сульфид серебра или входит в состав других суль­фидов, таких, как сульфид меди, сульфид свинца и сульфид мышьяка. В США серебро обычно до­бывается в соединении со свинцом. Так как се­ребро образует соединения с различными метал­лами, существует множество способов отделения серебра от побочных элементов.
В настоящее время во всем мире добывают почти 850 500 килограммов чистого серебра в год. Основными производителями являются Мек­сика, США и Канада.
Серебро — это мягкий металл, поэтому зача­стую оно используется в соединении с другими металлами. Серебряные монеты, например, содер­жат 90% серебра и 10% меди. Состав, предназна­ченный для украшений, ювелирных изделий и столовых приборов, содержит 92,5% серебра и 7,5% меди.
Определение «стерлинговое» серебро имеет свою любопытную историю. Оно происходит от семьи Истерлингов, живших в Северной Герма­нии. Эта семья была известна своей честностью, поэтому король Англии Джон дал им поручение в 1215 году изготовить для Англии металлические монеты. Задание было выполнено настолько хо­рошо, что их имя и сегодня означает высшую степень надежности. Стерлинговое серебро имеет специальную маркировку, слово «стерлинг» или определенный знак, в зависимости от страны.
Чистое серебро не темнеет на воздухе. Потем­нение указывает на наличие серы в воздухе — на­пример, при загрязнении воздуха или при нали­чии поблизости нефтедобывающих промыслов. После золота серебро является самым легким по обработке металлом. Из тридцати граммов серебpa можно вытянуть проволоку длиной более 50 км. Это также самый лучший из известных про­водников тепла и электричества.

Минерал — это вещество, которое входит в со­став земной коры и имеет неорганическую осно­ву.
Иногда нефть, уголь и известняк называют
минералами, но так как они произошли от расте­ний и животных, живших на Земле очень давно, то их нельзя отнести к минералам.
Минералы обычно делят на две группы: метал­лические и неметаллические. К металлическим относятся красный железняк (железо), медная ру­да, бокситы (алюминий). К неметаллическим — кварц, асбест, кальциты. Минералы обычно встре­чаются в виде кристаллов.
Минералы и скальные породы легко спутать, но между ними существует разница. Минерал имеет определенное строение. Его химический со­став постоянен независимо от места залегания. Минерал, обнаруженный в любой точке земного шара, будет иметь тот же блеск, твердость (проч­ность) и другие характеристики.
Скальные породы состоят из различных мине­ралов. Например, гранит состоит из кварца, поле­вого шпата, слюды и других минералов. Но гра­нит, найденный в одном месте, может содержать различные объемы этих минералов по сравнению с гранитом, добываемым в другом районе.
Минералы добывают в различных местах. Их можно обнаружить и в горных породах, в песках. Они имеют различную структуру. Многие мине­ралы превратились в кристаллы или затвердели много лет назад из горячей массы, называемой «магмой». Алмазы, слюда и полевой шпат — эти минералы образовались из магмы.
Некоторые минералы из-за своей красоты и редкости обладают высокой стоимостью. Их на­зывают «драгоценные камни». Среди них алмазы, гранаты, топазы и другие.
Другие минералы распространены повсемест­но. Наиболее известен кварц. Известно около 200 разновидностей кварца, который распространен практически во всех частях земного шара.

Нефть приносит огромную пользу человечест­ву. С ее помощью мы получаем свет, тепло, она приводит в движение автомобили, трактора, само­леты и корабли. Без нее все двигатели остановят­ся из-за трения.
Из нефти получают технический спирт, пара­фин, топливо, смазочные масла, технический жир, смолы, асфальт и другие продукты. Что та??ое нефть? Это слово пришло из латинского языка и означает «каменное масло». Как она появилась? Ученые считают, что она образовалась из расте­ний и животных, живших много лет назад в теп­лых водах океанов, покрывавших земную поверх­ность.
Отмирая, животные и растения скапливались на дне. Со временем их укрыли миллионы тонн песка и ила. Под давлением ил и песок преврати­лись в твердые породы. Остатки растений и живо­тных превратились в темную жидкость, собран­ную в порах породы. Перемещение земной коры превратило часть морского дна в сушу. Некоторое количество этой жидкости появилось на земной поверхности, где ее обнаружил человек.
Нефть используется человеком многие тысячи лет. В древности китайцы и египтяне использова­ли ее в качестве лекарства. Задолго до нашей эры в древней Индии нефть использовали для освеще­ния и в качестве топлива.
В древности нефть использовалась для факе­лов, добавлялась при изготовлении кирпича, ею обмазывали корзины и корабельные днища, чтобы они не пропускали воду. Американские индейцы также использовали нефть для различных целей. Когда в Америку прибыли первые белые поселен­цы, они переняли у индейцев способы использо­вания «каменного масла» при лечении некоторых заболеваний.
Нефть, добываемая из скважин, практически нигде не используется. Ее необходимо перерабо­тать. Этот процесс основан на том, что в состав нефти входят твердые, жидкие и газообразные ве­щества.
При нагревании происходит разделение нефти на составляющие ее компоненты, которые были соединены природой воедино. Это стало возмож­ным благодаря тому, что каждый компонент неф­ти кипит и испаряется при различной температу­ре. Вначале выделяется бензин, затем парафин, газ, масла и смазочные материалы

Уголь образовывался в различные периоды развития Земли. Самым длительным периодом, когда образовывался уголь, считается Пенсиль-ванский период, который начался примерно 250 000 000 лет назад и продолжался около 35 000 000 лет. Остальная часть угля сформиро­валась в период от одного до ста миллионов лет назад.
Что происходило в то время и как образовался уголь? Уголь располагается в земной коре в виде пластов длиной до нескольких километров и тол­щиной до трех метров между скальными порода­ми. Уголь представляет собой остатки древнейших деревьев и растений, которые росли в болотистых джунглях в теплом влажном климате сотни мил­лионов лет назад.
В таких болотах преобладали быстрорастущие тростники и папоротники гигантских размеров. Со временем они отмирали и падали в болото. Это спасало их от гниения. Бактерии перерабаты­вали некоторые части деревьев, превращая их в газ, который улетучивался. Оставалась черная масса, состоящая в основном из углерода. В даль­нейшем она превращалась в пласт угля.
Буйная растительность постепенно наращивала этот пласт до толщины в несколько метров. В конце концов этот процесс останавливался, когда данный участок покрывался водой. В результате пласты угля покрывались слоями донных отложе­ний и песка.
Со временем давление верхних слоев вытесня­ло жидкость, оставляя пастообразную массу, ко­торая, медленно застывая, превращалась в уголь. В некоторых местах этот процесс повторялся не­сколько раз. Образовавшийся слой осадков по­крывался водой, на этом месте заново образовы­валось болото. Опять появлялся слой раститель­ности, и снова он затоплялся. Таким образом создавались слои угля, разделенные между собой илом и песком, со временем затвердевшими.
Для превращения дерева в уголь требуются многие тысячи лет. Легко видеть подтверждение того, что уголь произошел от дерева. Изредка в угле находят хорошо сохранившиеся отпечатки папоротника, коры деревьев, а также окаменелые куски стволов и пни.

С самого рождения ты видел асфальт — бегал по асфальтовым тротуарам, катался на велосипеде и автомобиле по асфальтовым дорогам. А извест­но ли тебе, что асфальтом еще пользовались в древности? Благодаря своим водостойким свойст­вам асфальт был известен еще в Вавилоне под на­званием «смола», позже о нем узнали в древнем Риме, назвав его «битум». Они обмазывали резер­вуары и плавательные бассейны асфальтом, чтобы те не протекали.
Асфальт — это минеральное вещество темно-коричневого или черного цвета. В земле он нахо­дится в жидком и твердом виде. Он также входит в состав сырой нефти. При нагревании он размягчается, превращается затем в жидкость и снова застывает при охлаждении. В состав асфальта входят водород и углерод.
Существуют два вида асфальта — естественный и нефтяной. Естественный асфальт располагается в виде залежей у поверхности земли. Нефтяной асфальт добывают на современных нефтеперераба­тывающих заводах при переработке сырой нефти.
Естественный асфальт образовался из нефти, которая через песок и скальный грунт поднима­лась вверх. Чистый асфальт и битум задерживался в скалах.
На острове Тринидад существует самое боль­шое в мире озеро асфальта. Оно занимает около 40 гектаров и имеет глубину более 30 м. Когда в 1876 году улицы города Вашингтон — столицы США покрывали асфальтом, основная часть его была получена из Тринидада.
Для современных мостовых используют асфальто-цемент. Он скрепляет камень и песок, а также задерживает воду. Он пластичен и под большим весом прогибается, а не ломается. При строительстве взлетных полос используется особо прочный асфальт — ведь вес некоторых самолетов превышает 140 тонн. Такой же асфальт применя­ют и при сооружении автомобильных дорог, по которым ездят грузовики весом более 45 тонн

Под воздействием ветра, дождя, мороза горы разрушаются, превращаясь в маленькие камешки и частички; вот такие частички размером от 0,05 мм до 2,5 мм в диаметре и называются «песком».
Песок получается из маленьких частичек ми­нералов, входящих в состав горных пород, поэто­му в песке можно обнаружить различные минера­лы. В основном в песке находят кварц, так как он прочный и его много в природе. Иногда песок на 99% состоит из кварца. Из других минералов в песке имеется полевой шпат, кальциты, слюда, железная руда, а также в небольших количествах гранат, турмалин и топаз.
Песок образуется там, где горные породы под­вержены разрушению. Одним из основных мест, где происходит образование песка, является мор­ской берег. Воздействие волн на скалы, песка, приносимого ветром, на горные породы, и мор­ской воды на некоторые минералы — все это спо­собствует образованию песка.Песок с берега переносится ветром в глубь су­ши. Иногда перемещается столько песка, что це­лый лес может быть покрыт песчаными дюнами.
А что же песок в пустынях? В основном его сюда принес ветер. В некоторых случаях песок пустыни образовался в результате разрушения горных массивов. В некоторых случаях на месте пу­стыни в свое время находилось море, которое, от­ступив тысячи лет назад, оставило здесь песок.
Песок является очень полезным материалом. Очень много его используется в строительстве. В соединении с цементом и водой песок образует густую, липкую пасту — «раствор», который при застывании превращается в «бетон». Песок также применяют при изготовлении стекла, наждачной бумаги, в фильтрах при очистке воды.

Если бы поверхность нашей Земли не была бы покрыта почвой, человек не смог бы на ней су­ществовать. Без почвы не было бы растительно­сти, и человек и другие животные не смогли бы добыть себе пищу.
Почва — это легкий, порошкообразный по­кров, в котором произрастает растительность. В ее состав входят мелкие камни, остатки расти­тельности и животных организмов. Мелкие камни в свое время были большими скалами, остатки растений и животных принадлежали живым расте­ниям и живым существам.
Самые твердые скалы со временем разруша­ются. Постоянно происходит процесс «выветрива­ния» — разрушения скальных пород. Ледники при­носят массы горных пород, разрушая скалы и горы.
В сочетании с химическими элементами вода растворяет и вымывает некоторые виды горных пород. Смена температур способствует разруше­нию гор. От нагревания и охлаждения на поверх­ности скал образуются трещины. Туда попадает вода, которая при замерзании еще больше разру­шает горы. Даже корни растений разрушают ска­лы. В трещины в горных породах попадают семе­на деревьев, они дают побеги и своими корнями также содействуют разрушению горных пород. Довершает разрушительную работу ветер, кото­рый приносит песок.
Но это только начало образования почвы. Для образования настоящей почвы в песок или в мельчайшие частички скальных пород необходимо добавить «гумус». Гумус — это органическая мас­са, получаемая из растений и остатков животных.
В результате деятельности бактерий остатки почти всех растений и животных превращаются в почву. Бактерии разлагают их и повышают плодоро­дие почвы. Земляные черви и другие насекомые также обогащают почву. Самым плодородным яв­ляется верхний слой почвы, называемый «пахот­ный слой». В нем больше всего гумуса. Следую­щий за ним слой — подпочва, которая в основном состоит из остатков скальных пород. Еще ниже расположена коренная подстилающая порода.

Когда ученые пытаются найти жизнь на других планетах, они часто задают вопрос: «А есть ли там вода?» Как мы знаем, без воды жизнь суще­ствовать не может.
Вода — это жидкость без вкуса, запаха, цвета, которая входит в состав всех живых существ. Она имеется в почве и в воздухе.
Живые организмы потребляют только ту пи­щу, которая растворена в воде. Живые ткани в основном состоят из воды. Что входит в состав воды? Это простое соединение двух газов: очень легкого газа водорода и более тяжелого, активно­го газа кислорода.
При сгорании водорода в кислороде образует­ся вода. Но по своим характеристикам вода не похожа на составляющие ее элементы. Она обла­дает своими свойствами.
Вода имеет, как и многие другие вещества, три основных состояния: жидкое (ее обычное), твер­дое, называемое «лед», и газообразное, или «водя­ные пары». Состояние воды зависит от ее темпе­ратуры.
При 0° С вода из жидкого переходит в твердое состояние, или замерзает. При температуре 100° С вода из жидкого переходит в газообразное состояние. Такой переход из видимого в невиди­мое состояние называется «испарение».
Если принести в теплую комнату кусок льда, он начинает таять. Если в комнате достаточно тепло, лужица воды, оставшаяся ото льда, вскоре исчезнет. Жидкость превратилась в пары воды. При охлаждении вода увеличивается в объеме.
Вода в природе никогда не бывает чистой в прямом смысле этого понятия. Она содержит рас­творенные минеральные соли, газы, частицы мик­роорганизмов.

Часто нам приходится читать о чем-нибудь, без чего «человек не может жить». Но уж без че­го действительно не может жить человек, так это без кислорода. Без кислорода человек может вы­держать всего несколько минут.
Кислород — это химический элемент, самый распространенный во Вселенной. Почти половину земной коры составляет кислород, а в воздухе его более одной пятой всего объема. Попадая в лег­кие, он с помощью красных кровяных телец до­стигает всех клеток организма. В организме он сжигает пищу, вырабатывая тепло, необходимое для деятельности человека.
Кислород очень хорошо соединяется с другими элементами. Такая реакция называется «окисле­нием». При быстром окислении происходит горе­ние. Почти при любом окислении выделяется теп­ло. При горении тепло выделяется очень быстро, резко повышается температура, и появляется пла­мя.
Итак, с одной стороны, мы имеем дело с горе­нием — быстрым окислением, в результате кото­рого появляется огонь, а с другой — с окислени­ем, которое перерабатывает пищу в организме че­ловека и поддерживает процесс жизнеобеспече­ния. Мы встречаем медленное окисление повсю­ду. Ржавеет металл, высыхает краска, алкоголь превращается в уксус — все это окисление.
Воздух, которым мы дышим, — смесь азота и кислорода. Поэтому чистый кислород можно по­лучить из воздуха. Воздух охлаждают до очень низких температур, при которых он становится жидким. Это температура ниже минус 180° С. Когда температура жидкого воздуха начинает не­много повышаться, воздух начинает кипеть. Вна­чале испаряется азот, а кислород остается. Было спасено много жизней больных со слабыми легки­ми, когда им давали для дыхания чистый кисло­род.

Когда была опубликована эта теория, счита­лось, что во всем мире ее смогут понять не боль­ше десятка ученых! Вот почему мы и не будем стараться представить ее технические особенно
сти. Однако будет полезно понять, чем занимался Эйнштейн, какие исследовал проблемы.
Мы знаем, что любое движение «относитель­но». Это означает, что его можно измерить по от­ношению к чему-то. Например, мы находимся в вагоне поезда и смотрим в окно. Наблюдая за мелькающими за окном предметами, мы знаем, что поезд движется. Но по отношению к пассажиру, сидящему напротив вас, вы остаетесь на месте!
Поэтому наличие движения можно определить по отношению к чему-то неподвижному. Это пер­вая часть теории Эйнштейна. Мы можем сформу­лировать его следующим образом: движение тела с постоянной скоростью в космическом простран­стве невозможно зафиксировать безотносительно к другим объектам.
Вторым основным положением теории Эйнш­тейна является то, что единственно неизменным во Вселенной является скорость света. Нам изве­стна его скорость — около 300 000 км/сек. Но нам трудно даже представить, что это неизменная величина. И вот почему: если автомобиль движет­ся со скоростью 100 км/час, это означает, что его скорость по отношению к неподвижно стоящему наблюдателю, составляет 100 км/час. Если пер­вый автомобиль обгоняет второй, движущийся со скоростью 60 км/час, это значит, что скорость первого на 40 км/час выше, чем второго. А если второй автомобиль едет навстречу, их суммарная скорость в точке встречи составит 160 км/час.
Итак, согласно теории Эйнштейна, если изме­рять скорость движения луча света таким же об­разом (например, мы движемся в одном направ­лении, а луч света — в противоположном), его скорость останется неизменной — порядка 300 тыс. км/сек. Это дает только общее представле­ние о теории относительности Эйнштейна. Кроме этого, он исследовал вопросы, связанные с массой и энергией, способами перехода одного состояния в другое.