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 °C. 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.
Углекислый газ – это вещество, существующее обычно в газообразном состоянии. Он становится твердым при охлаждении.
В воздухе всегда содержится небольшое количество углекислого газа, около 1 литра в 2 560 литрах воздуха. Большая часть углекислого газа поступает в воздух, когда животные и растительные ткани, состоящие из углерода, разлагаются. Топливо, состоящее из углерода, такое, как древесина или каменный уголь, дают большое количество двуокиси углерода при сгорании.
Человеческому организму требуется для существования небольшое количество углекислого газа. Он контролирует скорость биения сердца и некоторые другие функции организма. Но перенасыщение организма углекислым газом может причинить вред и даже стать причиной смерти.
Человек получает кислород из воздуха, которым дышит. Кислород поступает в кровь. Там он соединяется с пищей и превращается в результате химических реакций в углекислый газ. Углекислый газ возвращается в легкие и выдыхается.
Деревья, в свою очередь, испытывают жизненную необходимость в углекислом газе. Зеленые растения поглощают углекислый газ из воздуха через поры в листьях. Он соединяется с водой, а затем с помощью солнечного света углекислый газ и вода превращаются в крахмал и другую пищу для растения. Растение при этом выделяет кислород.
Итак, растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Люди и животные вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Это поддерживает постоянное количество кислорода и углекислого газа в воздухе.
Углекислый газ имеет и промышленное применение, самое из известное из которых – это газирование напитков.
Озон – это форма кислорода. Кислород – это химический элемент, один из наиболее распространенных в природе. Кислород находится повсюду вокруг нас. Он составляет 1/5 воздуха (большую часть оставшегося объема занимает азот).
Молекула обыкновенного кислорода состоит из его двух атомов. Но существует еще одна форма кислорода, называемая озоном, которая состоит из трех атомов.
Большая часть озона образуется в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения. Радиация разбивает на атомы молекулы обыкновенного кислорода. Тогда эти свободные атомы присоединяются к молекулам кислорода, так образуется озон.
Озон составляет слой от 19 до 35 километров над поверхностью Земли. Он называется озоновым слоем и защищает жизнь на Земле от проникновения сильной солнечной радиации. Озон образуется и близко к поверхности Земли во время грозы, при ударе молнии, и в рентгеновском оборудовании. Вы также можете заметить голубые искры, сыплющиеся, когда металл режут кислородом. Эти искры свидетельствуют, что образуется озон.
Озон соединяется с другими веществами значительно быстрее, чем кислород. Озон очень быстро убивает бактерии, по этой причине его используют для очистки воды и уборки общественных мест. Им пользуются для отбеливания многих веществ, таких, как мука, воск, ткани.
Озон имеет сильный «электрический» запах и может повредить ткани легких, если его глубоко вдохнуть.
Человек все больше и больше убеждается, что его повседневная деятельность оказывает влияние на климат, воду и пищу, которые он употребляет, на воздух, которым он дышит, и так далее. Сейчас люди стали беспокоиться, что все выбросы в атмосферу могут губительным образом воздействовать на озоновый слой.
Что такое «озоновый слой» и почему он так важен? Земля окружена толстым покровом воздуха, атмосферой. Атмосфера Земли делает жизнь на ней возможной. Это воздух, которым мы дышим. Она предохраняет нас от опасного солнечного излучения. Атмосфера препятствует излишнему повышению или понижению температуры. Она выполняет еще многие другие функции.
Наша атмосфера разделена на слои, отличающиеся друг от друга. Нижний слой, 16 километров в высоту, – тропосфера. В этом слое формируется погода. Второй слой атмосферы, высотой от 16 до 48 километров, – стратосфера.
Где-то между 19 и 35 километрами, в середине стратосферы, находится озоновый слой. Это слой озона, который является разновидностью кислорода. В этом слое отсутствуют ветры и воздух теплый. Теплым его делает озон.
Этот газ поглощает большую часть солнечного ультрафиолетового излучения. Одним из результатов этого является потепление воздуха в этом слое. Но более важно то, что озон препятствует проникновению на Землю ультрафиолетовых лучей. Часть этих лучей полезна, но значительное количество ультрафиолета губит жизнь на Земле. Поэтому очень важно, чтобы все выбросы в атмосферу не оказывали разрушительного воздействия на озоновый слой.
Земля наша окружена слоем воздуха, образующим атмосферу. Воздух, который мы вдыхаем, содержит кислород, азот, углекислый газ, а также пары воды и микроскопические пылинки, находящиеся в постоянном движении.
Когда солнечный свет проникает сквозь атмосферу, газы, которыми насыщен воздух, разлагают белый свет на его составные части – спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Получается, что среди этих цветов полоса голубого и синего цвета преобладает, поэтому-то небо и кажется голубым.
На Луне атмосферы нет, и небо выглядит черным. Когда космический корабль выходит на орбиту за пределы атмосферы, космонавты видят в черном бархатном небе сверкающие звезды и планеты, отражающие их свет.
Световые, тепловые, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи – все это виды излучения. Длины волн излучения имеют огромный диапазон. Самые длинные – радиоволны, самые короткие – гамма-лучи. Посередине между самыми длинными и самыми короткими по длине волны находятся световые волны, или видимое излучение. Но и сами световые лучи включают в себя большое количество волн разной длины. Каждый цвет – это волна определенной длины. Красный свет – самая длинная волна из видимых человеку. Затем идет оранжевый цвет, за которым следует желтый, зеленый, голубой и фиолетовый, имеющий самую короткую длину волны.
Сразу за длиной волны фиолетового цвета идет излучение, которое ученые называют ультрафиолетовым диапазоном. Эти волны испускает Солнце, а также специально созданные для этого лампы.
