Безжизненный ли азот

Жидкий азот

Без цвета, без запаха, без вкуса. Газ — отшельник. Не поэтому ли в воздухе его особенно много — почти четыре пятых атмосферы. Но ведет он себя так, как будто его там и нет. За одну только необщительность он со дня своего открытия незаслуженно называется азотом, что означает «нет жизни». Действительно, азот не соединяется с другими элементами, огонь в нем гаснет, и жизнь погасла бы в нем так же быстро, хотя считать его ядовитым нет оснований. На самом деле азот — необходимый для жизни элемент. В белке животных и человека содержится 16-17% азота. В организмах плотоядных животных белок образуется за счет потребляемых белковых веществ, имеющихся в организмах травоядных животных и в растениях. Растения синтезируют белок, усваивая содержащиеся в почве азотистые соединения, названные химиками связанным азотом. Своего рода «прирученный азот». Резервуаром же, из которого природа черпает азот для образования азотистых соединений, служит атмосфера. Так что азот — газ что ни на есть жизненный. Но несмотря на свою «жизненность», азот проявляет иногда «нежизненную тенденцию», подтверждающую отчасти его название. Оказывается, что в условиях повышенного давления воздуха (например, при кессонных работах)* у людей возникает состояние, напоминающее алкогольное опьянение, вредное для организма.
Кессон (от французского Caisson — ящик) — ограждающая конструкция для образования под водой или в водонасыщенном грунте рабочей камеры, свободной от воды. Применяется для устройства фундаментов мостов, для погружения в грунт так называемых опускных сооружений — при строительстве насосных станций, водозаборных сооружений, устройстве туннелей, глубоких приямков; для подводных работ, не связанных с необходимостью заглубления в грунт (главным образом ремонтные и восстановительные работы в гидротехническом строительстве).
Азотный наркоз связан с тем, что растворимость азота в крови и тканях увеличивается пропорционально давлению. При быстром возвращении к нормальному давлению азот превращается в мельчайшие пузырьки и закупоривает капиллярные сосуды, вызывая, таким образом, «кессонную болезнь», которая может быть опасна для жизни подводных рабочих и водолазов.

Связанные записи

Роль углекислого газа в жизни

Углекислый газВсем хорошо известно, что при дыхании организмы выделяют углекислый газ и что даже непродолжительное пребывание в нем приводит к гибели. Но в то же время без углекислого газа невозможна сама основа жизни — процесс дыхания. Так называемая группа дыхательных мышц (диафрагма, мышцы грудной клетки) получает импульсы для своей работы от дыхательного центра в мозгу, возбуждаемого углекислым газом, который всегда благодаря дыханию же находится в циркулирующей крови.
«Ядовитость» углекислого газа проявляется лишь тогда, когда содержание его во вдыхаемом воздухе приближается к содержанию во выдыхаемом, т.е. при наличии в атмосфере пяти и более процентов угле кислого газа прекращается диффузное выделение углекислого газа из организма. При 7-8% содержании его в воздухе наступает обморок, а при 10 — 15% — смерть.
В этом смысле содержание углекислот газа в атмосфере не вызывает никаких опасений (всего 0,03%). Однако наблюдающееся в настоящее время медленное и неук лонное увеличение общего количества его в атмосфере не может не беспокоить человечество.
В последние десятилетия в результате сжигания возрастающего количества топлива концентрация С02 в воздухе растет со скоростью 0,2% (от ее общего количества) в год.
Дело в том, что, не поглощая никаких видимых солнечных лучей, углекислый газ атмосферы является барьером для длинно волновых тепловых лучей, направленных от Земли в мировое пространство, и выступает в роли стеклянного покрытия в садовом парнике. Этот парниковый эффект настолько велик, что при полном исчезновении углекислого газа из атмосферы температура вблизи земной поверхности понизилась бы примерно на 20°. Поэтому возможно, что общепризнанный факт потепления климата нашей планеты за последние 30 лет связан с увеличением содержания СО2 в атмосфере. Продолжение роста CO2 может привести к более значительным изменениям климата.

Связанные записи

Воздух вокруг нас

НебоПредставление о природе Земли не было бы полным, если бы мы ничего не знали о ее газовой оболочке. Если бы не существовало той смеси газов, которая называется атмосферным воздухом, ни животные, ни растения не могли бы существовать. Состояние атмосферы во многом определяет погоду и климат, постоянно и разнообразно влияющие на жизнь человека.
Воздушный океан, в котором мы живем, простирается до высоты более 2000 км. Эта всюду проникающая масса воздуха — настоящий океан. В некоторых местах она стремительно несется, в других чрезвычайно медленно движется.
Люди и животные, живущие в нижнем слое атмосферы, подобно организмам, обитающим на дне океана, испытывают действие значительного давления. На уровне Земли среднее давление воздуха составляет около 1 кг/см, а полное давление на тело человека — около 10 тонн. В атмосфере, как и в море, давление в нижней части больше, чем у верхнего края. Действие же гравитационных сил ведет к тому, что основные массы атмосферы концентрируются ближе к поверхности Земли.
Почти половина атмосферы лежит в нижнем пятикилометровом слое и более 99% — в слое толщиной 40 км. На высоте 100 км атмосфера так разрежена, что представляет почти вакуум.
Хотя процессы в атмосфере необычайно сложны, ее химический состав сравнительно прост. Это смесь газов, среди которых азот и кислород составляют 99%, а другие газы — 1%, в том числе такие важные, как озон и водяной пар. До высоты 100 км состав воздуха остается примерно постоянным. Распределение же озона и водяного пара зависит от времени года, географической широты, высоты и многих других условий.
Озон чаще всего обнаруживается на большой высоте, где он образуется в результате так называемых фотохимических реакций, происходящих под действием света. Под влиянием ультрафиолетовой радиации Солнца происходит разложение молекул кислорода на атомарный кислород (O), который, соединяясь с молекулярным кислородом (O2), образует озон. На высоте 80 км и выше озон легче разрушается, чем образуется, и его там почти нет. На высотах 30-80 км озон быстро образуется и разрушается, его концентрация достигает максимума на высоте около 35 км. В «чистом виде» озон образовал бы слой толщиной всего около 3 см.
Какую же функцию выполняет озон? Оказывается, необычайно велика защитная роль озона. Приток солнечной энергии к верхней границе атмосферы поистине колоссален. Однако менее половины ее достигает поверхности Земли. В верхних слоях атмосферы поглощается опасная для жизни ультрафиолетовая радиация, которая и превращает кислород в озон. Создается так называемый «озоновый экран» защищающий нас от ультрафиолетовых лучей Солнца. Без озонового экрана жизнь на Земле просто не развивалась бы.
Солнце является источником почти всей энергии на Земле. Но даже, несмотря на это, только около одной двухмиллиардной доли энергии, излучаемой Солнцем, приходит к верхней границе атмосферы, остальная же часть теряется в космическом пространстве. Основная масса солнечной энергии проходит через атмосферу, практически не изменяясь, пока не достигнет плотной нижней тропосферы, содержащей водяной пар, облака и пылевые частицы. Здесь солнечные лучи поглощаются, рассеиваются и отражаются обратно в космическое пространство.
Почти полностью пропуская солнечную коротковолновую радиацию и задерживая земную длинноволновую, атмосфера служит как бы «утепляющим» одеялом для нашей планеты. Без атмосферы температурные скачки были бы таковы, что днем наша Земля напоминала бы раскаленную пустыню, а ночью — заснеженные просторы Антарктиды. О существовании сколько-нибудь сложных живых организмов в подобных условиях не могло бы быть и речи.
Атмосфера сглаживает и распределяет эти температурные контрасты так, что большинство людей живут в местах, где десятиградусный мороз — событие, о котором говорят вплоть до следующей зимы.

Связанные записи

Энергия океана

Подводные  электростанцияВ одной из морских лагун близ Калькутты будет построена серия необычных гидроэлектростанций. Предполагается использовать энергию воды Индийского океана, потоки которой через прибрежную плотину будут направлены сперва на лопатки турбин, а затем в долину, расположенную ниже уровня моря. Чтобы низменные участки не превратились в болото, вода будет испаряться с помощью солнечных рефлекторов, установленных на берегах водохранилища.
Мощность экспериментальной ГЭС на морской воде 25 МВт.

Связанные записи