Що таке пар?
З курсу шкільної фізики будь-якій людині відомо, що у води є кілька агрегатних станів: тверде (лід), рідке (власне, вода) і газоподібне, тобто пар. Пара утворюється в такий спосіб. Коли молекули води набувають додаткову енергію, вони починають долати поверхневий натяг і вириваються назовні, утворюючи легкі клуби пара. Таке явище будь-яка людина щодня спостерігає на власній кухні, коли кип'ятить воду для чаю або кави.
В принципі, вода «ширяє» навіть в ті моменти, коли не береться нагрівання. Випаровування йде завжди, правда, залишили рідина молекул так мало, що ми не можемо спостерігати їх неозброєним поглядом.
У фізиці вважається, що пар - це будь-яка речовина, яке перейшло в стан газу. Процес, в результаті якого з'являється пар, носить назву пароутворення, а зворотний процес позначається терміном «конденсація». До речі, конденсацію води ми теж можемо спостерігати на власні очі: якщо на вулиці стоїть холодна погода, а на плиті кипить чайник, то на шибках з'являються маленькі крапельки води. Це молекули пара, зіткнувшись з перешкодою, віддали частину своєї енергії, отриманої в результаті нагрівання, і знову перетворилися в рідину.
Приблизно за таким же принципом утворюються дощові краплі: коли пар з поверхні землі піднімається на висоту, де температура досить низька, він конденсується і випадає у вигляді опадів. Точно так же з'являються і сніжинки, правда, пар в цьому випадку встигає охолодитися до такої міри, що перетворюється не в рідину, а в твердий кристал. Нарешті, роса теж є сконцентрованим водяною парою.
Пар і промисловий розвиток людства
Цікаво, що саме завдяки пару людство стало на шлях промислової революції. Коли вода переходить в стан газу, її обсяг сильно збільшується. Саме це і дало поштовх розвитку науки і техніки. Спочатку з'явилися перші парові двигуни, потім паровози: можна сказати, що завдяки властивостям пара людям вдалося досягти нових, досі небачених швидкостей.
Вода є відмінним теплоносієм, використовуваним в системах охолодження. В результаті роботи цих систем також з'являється пар. Пара використовується навіть на атомних електростанціях, де з його допомогою обертаються гігантські турбіни електрогенераторів.
На жаль, технічний прогрес має безліч підводних каменів і може представляти для людства величезну небезпеку. Пов'язано це з тим, що в результаті роботи численних заводів, електростанцій і виробничих комбінатів в атмосферу щодня викидаються тонни шкідливих речовин. Труба, з якої в небо піднімається чорний, зловісний дим стала чи не головним символом шкоди, принесеного людиною природі. Що ж являє собою дим і чому він може бути настільки небезпечним?
Що таке дим?
Дим являє собою результат неповного згоряння палива: якби дрова чи вугілля згорали повністю, в процесі горіння не виділявся б дим. Для того щоб паливо згорали повністю, воно повинно окислюватися при надвисокої температурі. Досягти цього досить складно, тому невід'ємним супутником будь-якого виробництва, що вимагає великих енергетичних витрат, є дим. Складається дим з мікроскопічних частинок твердих речовин і газу, які виділяються в процесі горіння, а також водяної пари.
У будь-якому великому місті повітря повне дрібних часточок, які з'явилися в результаті горіння палива на великих підприємствах. Якби не рух атмосферних мас, то димний сірий туман стояв би над містами постійно. Під впливом гравітаційних сил частинки повільно осідають вниз і осідають на дахах будинків, грунті і листі рослин.
Шкода і користь диму
Якщо диму занадто багато, що часто спостерігається у великих промислових регіонах, то він починає заважати проходженню ультрафіолету. який дуже важливий як для рослин, так і для здоров'я людини. Іноді містяться в димі речовини вступають в хімічну реакцію з водою, в результаті чого утворюються кислоти, які є справжньою отрутою для всього живого. За статистикою, в містах, над якими багато диму, підвищується смертність від серцево-судинних захворювань, а також від хвороб дихальної системи.
Якщо в димі містяться важкі метали, наприклад, свинець, то у людей можуть виникати хвороби крові, а у дітей, які народжуються в неблагополучних регіонів, спостерігаються відставання в розвитку. Деякі компоненти промислового диму є небезпечними канцерогенами.
Правда, дим не завжди небезпечний: іноді він застосовується на благо людини. Наприклад, дими пестицидів використовуються для боротьби з сільськогосподарськими шкідниками. Крім того, дим знаходить застосування у військовій справі: димові завіси можуть надійно захистити від атаки противника. Димом можна навіть загасити пожежу: існує технологія аерозольного пожежогасіння.
Дим і пара схожі між собою, проте мають кардинальні відмінності. Якщо пар - це газоподібний стан будь-якої речовини, то дим являє собою суміш пара і дрібнодисперсних частинок, що утворюється в процесі горіння.