Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

бы моря, а за ними и океаны. Наш прекрасный цвету­щий зеленый мир стад бы сплошной ледяной пустыней, кое-где покрытой тонким слоем талой воды. Чудесной аномалией плотности льда и воды обладает наше уди­вительное вещество.

Сколько существует льдов?

В природе, на нашей Земле — один: обычный лед. Это самый прекрасный из всех минералов. Никакие алмазы не могут сравниться блеском и красотой со снежинками, искрящимися на солнце. Из этого голу­бовато-зеленого камня сложены на Земле не только горы и колоссальные ледники, им покрыты целые материки. Лед — горная порода с необычайными свой­ствами. Он твердый, но течет, как жидкость, и сущест­вуют огромные ледяные реки, медленно стекающие с высоких гор. Лед изменчив — он непрерывно исчезает и образуется вновь. Лед необычайно прочен и долго­вечен — десятки тысячелетий хранит он в себе без изменений тела мамонтов, случайно погибших в лед­никовых трещинах.

В своих лабораториях человек сумел открыть еще, по крайней мере, шесть различных, не менее удиви­тельных льдов. В природе их найти нельзя. Они могут существовать только при очень высоких давлениях. Обычный лед сохраняется до давления в 2115 атм, но при этом давлении он плавится при -22°Ц. Если давление выше, чем 2115 атм, возникает плотный лед — лед-III. Он тяжелее воды и тонет в ней. При более низкой температуре и большем давлении — до 3000 атм — образуется еще более плотный лед-II. Давление сверх 5000 атм превращает лед в лед-V — этот лед можно нагреть почти до 0°, и он не растает, хотя и находится под огромным давлением. При дав­лении около 20 000 атм возникает лед-VI. Это бук­вально горячий лед — он выдерживает, не пла­вясь, температуру +80°Ц. Лед-VII, найденный при давлении 40 000 атм, пожалуй, можно назвать рас­каленным льдом. Это самый плотный и тугоплавкий из известных льдов. Он плавится только при 175° выше нуля. Некоторые ученые подозревают, что существует еще неустойчивый лед-IV, быстро переходящий в лед-V.

Наверно, человек, расширяя свое познание при­роды, сумеет в будущем найти еще не один вид льда.

Что нужно, чтобы лед растаял?

Очень много тепла. Гораздо больше, чем для плав­ления такого же количества любого другого вещества. Исключительно большое значение скрытой теплоты плавления — 80 калорий на грамм льда — также ано­мальное свойство воды. При замерзании воды такое же количество тепла снова выделяется.

Когда наступает зима, образуется лед, выпадает снег и вода отдает обратно тепло, подогревает землю и воздух. Они противостоят холоду и смягчают пере­ход к суровой зиме, к жестоким морозам. Именно бла­годаря этому замечательному свойству воды на нашей планете существуют осень и весна.

Сколько тепла нужно, чтобы нагреть воду?

Очень много. Больше, чем для нагревания равного количества любого другого вещества. Чтобы нагреть грамм воды на один градус, необходима одна калория.

Это больше чем вдвое превышает теплоемкость любого химического соединения.

Вода — вещество, необычайное даже в самых обы­денных для нас свойствах. Конечно, эта особенность воды имеет очень большое значение не только при варке обеда на кухне. Вода — это великий распреде­литель тепла по Земле. Нагретая Солнцем под эквато­ром, она переносит тепло в Мировом океане гигант­скими потоками морских течений в далекие полярные области, где жизнь возможна только благодаря этой удивительной особенности воды.

Как вода попадает в облака?

Очень просто. Солнце нагревает воду. Всюду, где она есть,— в луже, в пруду, в море, в океане. Вода поглощает в своем тонком верхнем слое почти всю энергию попадающих на нее солнечных лучей и испа­ряется. Молекулы воды исключительно просты в своем строении и вместе с тем необычайны, отличны от всех других молекул. Они сильно притягиваются друг к дру­гу благодаря силам межмолекулярного притяжения за счет дополнительных водородных связей. Солнцу приходится затрачивать очень много энергии, чтобы разделить молекулы воды, чтобы превратить ее в пар. Нет ни одного вещества, у которого бы скрытая теп­лота испарения была бы больше, чем у воды. Вода — лучший теплоноситель. Ничто не может сравниться с ней. Ничто не может лучше работать в паровых турбинах электростанций, в цилиндрах паровых дви­гателей.

Вода — гигантский двигатель и в природе. Метео­рологи подсчитали, что Солнце испаряет на Земле за одну минуту миллиард тонн воды. Каждую минуту миллиард тонн водяного пара вместе с восходящими потоками нагретого воздуха поднимается в верхние слои атмосферы. Каждый грамм водяного пара уносит с собой 537 калорий солнечной энергии.

На большой высоте, где давление мало, воздух расширяется, его температура сильно понижается и водяной пар конденсируется, снова превращаясь в воду,— ее мельчайшие капельки образуют облака.

Энергия Солнца, поднятая с водяным паром вверх, неминуемо должна выделиться обратно, когда он прев­ращается в облака. Эта энергия переходит в тепловую, нагревая воздух. Каждую минуту водяной пар отдает атмосфере Земли чудовищно огромное количество энер­гии: 2,2•1018 дж. Столько энергии за то же время могли бы выработать сорок миллионов электростанций, по миллиону киловатт каждая.

Это та энергия, которая переносит сотни миллиар­дов тонн воды по воздуху в облаках и орошает дождями всю поверхность Земли. Это та энергия, за счет кото­рой дуют ветры, возникают бури, рождаются ураганы и штормы. А только один развившийся ураган выде­ляет энергию, эквивалентную энергии тридцати тысяч атомных бомб.

Почему в море вода соленая?

Это, пожалуй, одно из самых важных следствий од­ного из самых удивительных свойств воды. В ее моле­куле центры положительных и отрицательных зарядов сильно смещены относительно друг друга. Поэтому, вода обладает исключительно высоким, аномальным значением диэлектрической проницаемости. Для воды e=80, а для воздуха и вакуума e=1. Это значит, что два

520