Пътят на веществата

Водата и храната в растението

Растението има два вида тръби. Съдовете в стъблото носят водата и минералните соли от корена нагоре към листата и другите части. Ситовидните цеви носят хранителните вещества, които листата правят, към корена, плода и върха на стъблото. Водата върви само нагоре, а храната тръгва от листата.

Растението няма сърце, но водата стига до върха на дървета, високи над 100 m. Листата изпаряват вода през малки дупчици и така я издърпват нагоре. Почти цялата вода се изпарява: от 1000 mL, които коренът поема, около 980 mL излизат като пара, а около 20 mL остават. Голям дъб изпарява около 411 L вода на денонощие.

Откъде е масата на дървото

Листото на светлина прави храна от въглероден диоксид и вода и отделя кислород. На везната: 264 g въглероден диоксид и 108 g вода дават 180 g захар и 192 g кислород. Масата не изчезва: 372 g отляво са равни на 372 g отдясно. Растението взема масата си най-вече от въздуха, не от почвата.

Дишането обаче върви винаги, и денем, и нощем. То е обратното: захарта и кислородът дават въглероден диоксид, вода и енергия.

Кръвта превозва всичко

В тялото кръвта е общият превозвач. Тя носи кислорода от дихателните органи до клетките, храната от храносмилателните органи до клетките, въглеродния диоксид от клетките до дихателните органи и отпадните вещества от клетките до отделителните органи. Веществото никога не прескача направо от органа в клетката: пътува по кръвоносните съдове, а сърцето е помпата.

При 70 удара в минута сърцето изпомпва около 4,9 L кръв за минута (всеки удар е 70 mL). Цялата кръв, около 5 L, минава през сърцето за около 1 минута. За денонощие сърцето бие около 100 800 пъти. Ако кръвта спре, клетките остават без кислород и без храна, а отпадните вещества се трупат.

Горене и горива

При горенето веществото се съединява с кислорода и отделя топлина. Горивото трябва само да се запали, а после топлината идва от самото горене. Топлината на един килограм гориво: водород 141,79 MJ, природен газ 55,52 MJ, въглища около 32,5 MJ, дърва около 15 MJ (MJ се чете мегаджаул).

Въглищата и природният газ дават въглероден диоксид, а водородът дава само вода. За една и съща топлина въглищата дават около 2,3 пъти повече въглероден диоксид от природния газ.

Когато въздухът е малко, горенето е непълно: появява се отровният въглероден оксид, а при още по-малко въздух и сажди. 12 g въглерод с достатъчно въздух дават 44 g въглероден диоксид. С три четвърти от нужния въздух се получават 22 g въглероден диоксид и 14 g въглероден оксид.

Замърсителите причиняват различни проблеми: серният диоксид води до киселинен дъжд, въглеродният диоксид засилва парниковия ефект, а въглеродният оксид отравя хората. Озоновата дупка не идва от горенето на тези горива.

Ръжда

Желязото ръждясва, когато има и вода, и въздух и няма покритие. Само вода или само въздух не стигат. Солта ускорява ръждясването, а боята и мазнината го спират, защото не пускат водата и кислорода до желязото. Ръждясалият пирон тежи повече: на всеки 7 g желязо се прибавят 3 g кислород и ръждата е 10 g.

Желязо, чугун и стомана

Желязото се получава в пещ от руда: от 1000 kg железен оксид се получават 700 kg желязо. Сплавта с повече въглерод — над 2 части от всеки 100 — е чугун: твърд е, крехък и лесно се отлива, затова от него са тръби и тежки съдове. Сплавта с по-малко въглерод е стомана: здрава е и жилава, кове се и се огъва, затова от нея са релси, греди и инструменти.

Бързо и бавно, топло и студено

Химичните процеси са с различна скорост: експлозията е мигновена, горенето на природен газ трае минути, на дърва — часове, а ръждясването — седмици и години. Повечето отделят топлина, но не всички: разлагането на варовика в пещта поглъща топлина, а гасенето на негасена вар с вода я отделя. Фотосинтезата поглъща светлинна енергия.

Движат се и растенията

Живите организми отговарят на дразнители. Растенията също се движат: стъблото на стайното цвете се извива към прозореца, а мимозата свива листата си при допир. Те го правят най-често бавно, чрез растеж и промяна в клетките, без мускули. Животните се движат с мускули и нервна система, обикновено бързо.

Безопасност

• Въглеродният оксид няма цвят и мирис и е отровен: печка или камина се ползва само с отворен комин и проветрена стая.
• Опитите с огън прави само учителят.
• Негасената вар с вода силно се нагрява: само при учителя, с очила.
• Ръждясал пирон може да нарани: пипай го внимателно.