Воздух. Неожиданные факты о том, без чего нельзя прожить - Наталья Голубева
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Представьте, что это произошло. Воздух – чистейший кислород. Как же хорошо дышится. Только вот подозрительно пахнет гарью. А еще какие-то странные хлопки, взрывы, пожары. Хотели зажечь спичку? Вспыхнул весь коробок, а потом и дом. Да, как-то часто и интенсивно стало всё гореть. Такое чувство, что сам воздух… Погодите. Воздух горит? Такое может быть?!
Кислород не загорается сам по себе, он не горючий газ, но сильнейший окислитель. А процесс горения – это реакция окисления. Вот и получается, что кислород поддерживает и усиливает горение. Если огонь отлично разгорается на нашей планете и сейчас, то представляете, как всё начнет полыхать, если воздух станет чистым кислородом? Большинство веществ в такой атмосфере окажутся настоящей угрозой.
Хорошо, что в реальной жизни его горячий нрав сдерживает азот, который, как вы помните из прошлой главы, наоборот, очень плохо вступает в реакции и обладает изолирующим свойством. Пока комбинация кислород плюс азот составляет практически 99 % состава воздуха, и азот в ней лидирует – мы в безопасности.
Источники кислорода на Земле
История Земли делится на докислородный и кислородный периоды. Цианобактерии один раз очень хорошо постарались и совершили настоящую кислородную революцию, так что хорошо бы не потерять результат их трудов. К счастью, в наши дни запасы O2 находятся в балансе: не только постоянно расходуются, но и пополняются. Главный способ сохранять кислородный состав атмосферы Земли сегодня – это фотосинтез. Растения при помощи воды, углекислого газа и энергии света получают глюкозу. Побочный продукт этого процесса – кислород. Впрочем, кому побочный, а кому и живительный.
Можно ли в таком случае считать леса легкими планеты? Это красивое, но не совсем корректное выражение, потому что леса, в том числе и тропические, хоть и очень важны, но производят всего около 30 % кислорода на Земле. Как вы понимаете, это большой вклад, но далеко не основной. Так происходит потому, что растения, как практически все живые существа, дышат – поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Кислород необходим животным, птицам и другим обитателям леса, а еще для реакций разложения органики, поэтому получается, что большая часть созданного во время фотосинтеза O2 расходуется в том же лесу.
Кто же еще производит кислород на Земле? Вы, наверное, удивитесь, но основные творцы кислорода по-прежнему, как и в доисторическую эпоху, бактерии и микроорганизмы! Находятся они не на суше, а в воде. Зеленые водоросли и фитопланктон также занимаются фотосинтезом и производят огромное количество кислорода. Из-за того, что газы плохо растворяются в жидкостях, он не поглощается Мировым океаном и накапливается в атмосфере.
Кстати, а можно ли существовать без кислорода? Живые организмы делятся на два типа: аэробов – тех, кто нуждается в атмосферном кислороде, и на анаэробов, которые живут себе припеваючи и без него. К анаэробам относятся некоторые простейшие, грибы, водоросли, гельминты. Аэробы – животные, растения, человек. Поэтому да, теоретически без кислорода жить можно, но не всем.
Где применяют кислород?
Везде, где нет или недостаточно воздуха для дыхания: на глубине, в медицине, авиации, космонавтике. Этот газ используют для производства дыхательных смесей. Кроме того, промышленность сильно ценит O2. Чистый кислород увеличивает интенсивность горения, поэтому ему нашли применение в энергетических установках и тепловых станциях при сжигании топлива. Его задействуют в газопламенной резке и сварке металлов. Температура пламени становится такой высокой, что металл поддается обработке. Чаще всего кислород используют в газообразном виде, однако перевозят и хранят его в жидком состоянии. Его температура кипения в условиях нормального атмосферного давления составляет –182,96 ℃.
Кислород пригодился и в космической промышленности. Например, на корабле «Союз» есть отдельный бак с жидким кислородом, а в качестве ракетного топлива выступает керосин. Еще один пример – американский многоразовый космический корабль системы «Спейс Шаттл»: в его внешнем топливном баке содержится горючее – водород и окислитель – кислород. Чистый кислород усиливает горение топлива, что позволяет добиться необходимой скорости и вывести корабль на орбиту.
С этим газом нужно обращаться осторожно. Кислородные производства и установки – зоны повышенной опасности. Также необходимо правильно хранить, транспортировать и эксплуатировать баллоны. Нарушение правил может привести к взрыву и пожару. Одна из катастроф, связанных с неаккуратным применением кислорода, – взрыв космического корабля «Аполлон» во время подготовки к первому полету миссии «Аполлон-1».
В кораблях «Аполлон» для уменьшения веса конструкции использовался чистый кислород при пониженном давлении. Однако есть один важный момент: это хорошо лишь во время полета, но никак не на Земле в ходе подготовки и тренировок. Стенки корабля не были рассчитаны на наружное давление, ведь в открытом космосе оно близко к нулю. На Земле во время испытаний, чтобы нивелировать наружное давление, пришлось увеличить давление внутри корабля, сделать его выше, чем атмосферное. Именно так получилось, что в «Аполлоне» скопился кислород при повышенном давлении. NASA не придало этому значения, а кроме того, основываясь на опыте работы с кислородной средой, не посчитало нужным использовать азотно-кислородную смесь. И это стало первым звеном в цепи трагических последствий.
Второй роковой случайностью послужила возможная неполадка и замыкание в электропроводке. Искра стала причиной сильнейшего возгорания, которое охватило корабль. У астронавтов не было шанса выбраться и открыть люк изнутри из-за его сложной конструкции. Все три члена экипажа: Эдвард Уайт, Вирджил Гриссом, Роджер Чаффи – погибли за считаные секунды после начала пожара. Если бы давление кислорода не было бы таким высоким или же его горячий нрав, как в атмосфере Земли, сдерживал азот, катастрофа, возможно, не случилась бы.
Однако гораздо чаще кислород приносит пользу. В пищевой промышленности он используется как упаковочный газ, чтобы продукты дольше сохраняли товарный вид. Благодаря кислороду на наших прилавках яркое красное мясо, а не пугающие синюшные отрубы, свежие хрустящие фрукты и овощи вместо вялых плодов. В качестве пищевой добавки его обозначают как E948.
Кислород применяют в медицине в качестве смеси для наркоза, а также в экстренных ситуациях, когда человек не может дышать сам.
Еще его используют для оздоровительных и укрепляющих процедур, в косметологии. Один из интересных способов употребления внутрь –
