Что такое атомная энергия?

Энциклопедии » Всё обо всем
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.
Один из видов урана — уран-235 (его еще на­зывают изотоп урана) при бомбардировке нейтро­нами расщепляется на две части. Ты можешь себе представить, сколько при этом выделяется энер­гии? Один килограмм урана-235 выделяет в мил­лион раз больше энергии, чем выделяется при сгорании одного килограмма угля. Небольшой ку­сочек урана может обеспечить работу целого оке­анского корабля, самолета или генератора. Как видишь, атомная энергия может служить основ­ным источником энергии для человечества в бу­дущем.

Какой величины атом?

Энциклопедии » Всё обо всем
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 гелий?

Энциклопедии » Всё обо всем
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»!

Что такое газ?

Энциклопедии » Всё обо всем
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 смог?

Энциклопедии » Всё обо всем
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 дым?

Энциклопедии » Всё обо всем
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 х>родах 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.

Почему в пустыне нет воды?

Энциклопедии » Всё обо всем
Что такое пустыня? Пустыня — это такой ре­гион, где возможно существование только особых форм жизни. Во всех пустынях ощущается недо­статок влаги, а это значит, что существующие формы жизни должны были приспособиться к то­му, чтобы обходиться без воды.
Размеры осадков определяют объемы и виды растительной жизни в регионе. Леса растут там,
где достаточно осадков. Травяной покров распро­странен, где осадков меньше. Там, где осадков со­всем мало, могут произрастать только отдельные виды растений, характерные для пустынь.
Жаркие пустыни в районе экватора, например Сахара в Африке, расположены в субтропической зоне, там, где опускающийся воздух становится теплее и суше. Земля в этих районах очень су­хая, несмотря на близость океана. То же самое можно сказать о пустынях в северо-западной час­ти Африки и на западе Австралии.
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.

Одинакова ли температура на Северном и Южном полюсе?

Энциклопедии » Всё обо всем
Для большинства из нас районы Северного и Южного полюсов являются загадочными. Мы лишь имеем неясные понятия о том, что они представляют, и думаем, что они, вероятно, очень похожи друг на друга.
Но, что удивительно, различий между Антарк­тикой (район Южного полюса) и Арктикой (рай­он Северного полюса) больше, чем сходства. Рай­он Южного полюса в основном занят континен­том под названием Антарктида. Этот покрытый льдом и снегом континент почти в два раза боль­ше территории Соединенных Штатов. И наобо­рот, район Северного полюса занят Северным Ледовитым океаном, который омывает берега Се­верной Америки, Европы и Азии.
Другим отличием является то, что люди, жи­вотные и растения постепенно продвигались на север, по направлению к Северному полюсу, по­степенно приспосабливаясь к полярным условиям. А в районе Южного полюса, отделенного сотнями километров поверхности океанов от остальных континентов, за исключением Южной Америки, не могут существовать ни животные, ни человек.
Из растительности представлены только лишайни­ки, мхи, травянистые растения и некоторые виды цветов.
Кстати, одной из причин, почему пингвины успешно освоили этот район, является отсутствие здесь врагов.
Каков климат в Антарктиде? Следует отметить две его основные характеристики: низкие темпе­ратуры даже летом и самые сильные в мире вет­ры. А в районе Северного полюса воздушные по­токи, поднимаясь с поверхности окружающего его океана, несколько повышают температуру. В Ан­тарктиде, где основная часть континента покрыта льдом, образуются холодные массы воздуха, име­ющие высокое давление. Поэтому климат здесь более суровый, чем на Северном полюсе.
Даже в летние месяцы средняя температура в Антарктиде ниже точки замерзания! В отдельные дни температура может подниматься выше 4° С, но в середине лета бывают дни с температурой ниже нуля. Зимой средняя температура в районе Южного полюса составляет — 23-35° С.

Почему на экваторе жарко?

Энциклопедии » Всё обо всем
Каждый раз, когда мы изучаем карту или гло­бус, экватор кажется нам такой значительной де­талью, что просто трудно поверить, что это вооб­ражаемая линия. Ее можно пересекать много раз и не замечать этого.
Этим можно объяснить приверженность моря­ков отмечать «пересечение линии», как они назы­вают это, отмечая данное событие. Слово «экватор» происходит от латинского термина, означаю­щего «уравновешивать». Что и делает экватор. Он делит земной шар на Северное и Южное полуша­рие. Эта воображаемая линия проходит по повер­хности Земли на равном удалении от Северного и Южного полюсов.
Воображаемые линии, проведенные по поверх­ности Земли параллельно экватору, называются параллелями. Экватор — это нулевая линия, а по линиям выше и ниже него определяют широту при нахождении местоположения какой-то точки на земной поверхности.
Поверхность Земли разделена на картах на ре­гионы. Начиная с севера это Арктика, северный умеренный пояс, зона тропиков, южный умерен­ный пояс и Антарктика.
Зона тропиков, или экваториальная зона, про­стирается от экватора до 23,5 градусов северной и южной широты. В этом регионе солнечные лучи падают отвесно, поэтому здесь всегда жарко.
Посмотрим, с чем это связано: как известно, ось Земли наклонена к ее орбите вокруг Солнца. Поэтому экватор также наклонен к орбите Земли, и этот угол составляет точно 23,5 градуса. Вслед­ствие этого наклона при вращении Земли вокруг Солнца прямые солнечные лучи попадают на по­верхность Земли или к северу от экватора, или на экватор, или к югу от экватора. Лучи Солнца могут освещать поверхность Земли отвесно толь­ко до широты 23,5 градуса.
Этим объясняется, почему только в экватори­альной зоне лучи Солнца могут падать отвесно. Теперь тебе ясно, что из-за того, что это проис­ходит круглый год, на экваторе очень жарко!

Что такое радуга?

Энциклопедии » Всё обо всем
Радуга — одно из самых красивых явлений природы, и люди уже давно задумывались над ее природой. Даже Аристотель, древнегреческий фи­лософ, пытался объяснить причину радуги.
Солнечный луч или обычный луч белого света в действительности является сочетанием всех цве­тов. Ты, наверное, замечал, что происходит, ког­да луч света попадает на скошенный краешек зеркала или на поверхность мыльного пузыря. Белый луч распадается на различные цвета. Мы увидим красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый цвета.
Предмет, который может разложить луч света на его составляющие, называется «призмой». Об­разуемые цвета создают полоску из цветных со­четающихся линий, которая называется «спектр».
Радуга и есть большой изогнутый спектр, или полоса цветных линий, образовавшихся в резуль­тате разложения луча света, проходящего через
капельки дождя. В данном случае капли дождя выполняют роль призмы.
Радуга появляется только во время ливня, ког­да идет дождь и одновременно светит солнце. На­ходиться необходимо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед тобой). Иначе радуги не увидеть! Солнце посылает свои лучи,' которые, попадая на капель­ки дождя, создают спектр. Солнце, ваши глаза и центр радуги должны находиться на одной линии!
Если солнце высоко в небе, провести такую прямую линию невозможно. Вот почему радугу можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру. Утренняя радуга означает, что солнце на­ходится на востоке, а дождь идет на западе. При послеобеденной радуге солнце расположено на за­паде, а дождь — на востоке.
Суеверные люди считали, что радуга является плохим предзнаменованием. Они считали, что ду­ши умерших переходят в потусторонний мир по радуге, и если появилась радуга, это означает чью-то близкую кончину.

Почему молнию сопровождает гром?

Энциклопедии » Всё обо всем
Молния и гром, вероятно, были первыми явле­ниями природы, которые пугали и завораживали первобытных людей. Когда они наблюдали зигза­ги молний и слышали раскаты грома, они счита­ли, что это гнев богов, один из способов наказа­ния первобытного человека.
Для того, чтобы понять, что в действительно­сти представляют собой гром и молния, давай вспомним, что мы знаем об электричестве. Мы знаем, что некоторые вещи заряжаются электри­чески, положительно или отрицательно. Положи­тельный заряд притягивается отрицательным.
Возрастает величина заряда — увеличивается сила притяжения.
Наступает такой момент, когда силы, сдерживающие их раздельно, становятся слишком вели­ки. Любое сопротивление, которое их сдерживает например, воздух, стекло или другой изолятор, преодолевается, или «пробивается». Происходит разряд — и электрические заряды двух тел стано­вятся равными.
То же самое происходит и в случае с молнией. Облако, содержащее несметное число капелек во­ды, может нести электрический заряд, противопо­ложный заряду другого облака или Земли. Когда электрическое напряжение между ними способно преодолеть изоляцию воздуха, происходит разряд молнии. Электрический разряд движется по пути наименьшего сопротивления. Вот почему молния часто зигзагообразна.
Электропроводность воздуха зависит от его температуры, плотности и влажности. Сухой воз­дух является хорошим изолятором, влажный воз­дух проводит электричество. Вот почему зача­стую молнии прекращаются с началом дождей. Влажный воздух становится проводником, по ко­торому электрические заряды перемещаются бес­шумно и незаметно.
А что же гром? При электрическом разряде воздух быстро расширяется, а затем сжимается. При расширении и сжатии происходит быстрое перемещение потоков воздуха. Резкие соприкос­новения таких потоков воздуха мы слышим как гром. А дальние раскаты грома происходят отто­го, что звуковые волны отражаются от одного об­лака к другому.
Так как скорость света составляет 299 795 км/сек, а скорость распространения звука в воз­духе около 335 м/сек, мы всегда вначале наблю­даем вспышку молнии, а затем слышим гром.

Что такое буря?

Энциклопедии » Всё обо всем
Человек превратился в могущественное созда­ние, способное укрощать грозные силы, однако и у него пробуждается ужас, когда он становится свидетелем бури! Что такое буря?
Все, что происходит в природе и по характеру является грозным, жестоким, можно считать бу­рей. В море буря может быть в виде сильного ветра или шторма. На суше буря — это сильные дожди, гроза, сильные ветры.
На широте Соединенных Штатов буря может охватывать территорию площадью более сотни квадратных километров. Образуются вращающие­ся потоки воздуха вокруг участков с низким дав­лением.
Подобные бури зарождаются там, где холод­ные массы арктического воздуха, движущиеся на юг, встречают теплый влажный воздух, направля­ющийся на север из тропиков. В каком-то месте большие потоки теплого воздуха вклиниваются в холодный воздух. Вершина этого потока создает зону пониженного давления, куда направляются ветры и вокруг которой образуется буря.
При соприкосновении происходит незначи­тельное соединение теплого и холодного воздуха. Более легкий теплый воздух поднимается над хо­лодным, охлаждается, сгущается. Образуются об­лака, и в результате выпадает дождь или снег.
В Северном полушарии из-за вращения Земли движение воздуха смещается вправо, поэтому в вихрях потоки воздуха движутся по часовой стрелке. Это напоминает смерч огромного разме­ра.
Тайфуны и ураганы к северу от экватора наиболее часты в конце лета или осенью, зарождаясь над теплыми тропическими водами. Они движутся в западном и северо-западном направлении, по­степенно отклоняясь вправо. Торнадо — это очень сильный вихрь. Его предвестником является появ­ление облака в виде воронки, а также грозовых туч. Основание такой воронки достигает всего лишь сотни метров в диаметре, но она разрушает все, что встречается на пути. Разрушающей мощью обладают огромная сила ветра и сильное падение давления. Рушатся стены домов, разру­шаются здания! Торнадо несут такие разрушения, что в тех районах, где они наиболее часты, жите­ли строят специальные укрытия, где прячутся при приближении торнадо.