Що можна зліпити зі снігу легко. Фігури зі снігу, як зробити своїми руками мавпу до нового року. Як вирізати фігуру зі снігу
Питання це спочатку може здатися наївним. Кожен старанний школяр скаже не замислюючись: вугілля – речовина рослинного походження, «продукт перетворення вищих та нижчих рослин» (Радянський) енциклопедичний словниквсіх видань). В жодному підручнику, в жодній популярній книжці ця істина не піддається сумніву. У школі нас твердо переконували в ланцюжку: «рослини — торф — буре вугілля — кам'яне вугілля — антрацит»... Що ж, розгляньмо хрестоматійну теорію вуглеутворення пильніше.
Отже, в якійсь застійній водоймищі гниє органічна речовина. Поступово із рослинної маси утворюється торф. Поринаючи все глибше, покриваючись наносами, він ущільнюється і в результаті складних хімічних процесів, насичуючись вуглецем, перетворюється на вугілля. На мале навантаження наносів торф практично не реагує, але під потужним тиском, зневоднюючись і ущільнюючись, його об'єм може зменшуватися багаторазово - щось подібне відбувається під час пресування торф'яних брикетів.
Нічого нового, так скрізь і пишуть. Однак тепер звернемо увагу на таку обставину. Торф'яна поклад оточена осадовими породами, які мають ті ж вертикальні навантаження, що й торф. Тільки ступінь їх ущільнення не йде в жодне порівняння зі ступенем ущільнення торфу: піски майже не скорочуються в обсязі, а глини можуть втрачати лише до 20—30 % вихідного обсягу або трохи більше. Тому зрозуміло, що покрівля над торф'яним покладом у міру її ущільнення і перетворення на вугілля прогинатиметься і над пластом «новоспеченого» вугілля утворюється провальна скринькова складка.
Розміри таких складок повинні бути дуже солідними: якщо з метрового пласта торфу виходить десятисантиметровий пласт вугілля, то амплітуда прогину складки складе близько 90 см. Так само прості розрахункипоказують: для вугільних пластів та шарів будь-якої потужності та складу розміри очікуваних складок настільки великі, що не помітити їх було б неможливо – амплітуда провалу завжди перевищуватиме потужність самого пласта. Однак ось невдача: нм не доводилося ні бачити таких складок, ні читати про них у будь-якій науковій публікації, як вітчизняної, так і зарубіжної. Покрівля над вугіллям скрізь лежить спокійно.
Це означає лише одне: материнська речовина вугілля або зовсім не скорочувалася в обсязі, або скорочувалася так само незначно, як і оточуючі його породи. А отже, ця речовина ніяк не могла бути торфом. До речі, до такого висновку призводить і зворотний хід аналізу. Якщо за допомогою олівця та паперу спробувати відновити вихідну позицію розрізів на момент, коли торф ще не перетворився на вугілля, можна переконатись: таке завдання не має рішення, розріз збудувати неможливо. Будь-хто може переконатися: одновікові пласти доведеться розірвати і помістити на різних висотах — при цьому пластів не вистачить, з'являться безглузді вигини та порожнечі, яких насправді не буває і не може бути.
Ніяке, навіть дуже резонне одиничне зауваження чи дослідження не в силах скасувати наукових поглядів, особливо якщо їм не одна сотня років. Тому, поговоримо ще трохи про усадку торфу. Підраховано, що при утворенні бурого вугілля коефіцієнт цієї усадки становить у середньому 5-10, іноді 20, а при утворенні кам'яного вугілля та антрацитів - і того більше. Оскільки на торф діє вертикальне навантаження, пласт ніби сплющується. Ми вже сказали, що з метрового шару торфу може вийти шар бурого вугілля потужністю один дециметр. То що виходить: унікальний вугільний пласт Хет-Крік у Канаді, потужністю близько 450 м, породив торф'яний пласт завтовшки 2 - 4 км?
Звичайно, нікому не можна припустити, що в найдавніші часи, коли багато на Землі, як вважають, було «більше», торфовища могли досягати таких гігантських розмірів, проте рішуче жодних даних на користь цього немає. Потужність торфових шарів на практиці вимірюється метрами, але ніколи - десятками, не кажучи вже про сотні. Академік Д. В. Наливкін називав цей феномен загадковим.
Саме велика кількістькопалин вугілля утворилося в кінці палеозойської ери, в так званий пермський період 235 - 285 мільйонів років тому. Для тих, хто вірить у підручники, це дивно, і ось чому. У розкішних чехословацьких подарункових альбомах Аугусти та Буріана можна бачити барвисті картинки, що зображують густі, непрохідні хвощово-папоротеві ліси, що покривали нашу планету в карбонову епоху, що передувала пермській. Навіть термін є: «кам'яновугільний ліс». Однак досі ніхто до ладу не відповів на запитання, чому цей ліс, незважаючи на свою назву, не дав такої кількості вугілля, як посушлива і рослинно-бідна перм.
Спробуємо розвіяти одне подив іншим. У той самий щедрий на вугіллі пермський період у тих самих вугільних регіонах зародилися поклади кам'яних і калійних солей. Там, де багато солі, нічого не росте або росте насилу (згадайте солончаки — різновид пустелі). Тому вугілля та сіль прийнято вважати антиподами, антагоністами. Там, де вугілля, солі робити нічого, її там ніколи не шукають - але... постійно знаходять! Багато великих вугільних родовищ — у Донбасі, Дніпровському басейні, у східній Німеччині — буквально сидять на соляних куполах. У пермський час (і цього ніхто не заперечує) сталося найпотужніше в геологічної історіїЗемлі накопичення кам'яних солей. Прийнято таку схему: спеку, що висушує, випаровується вода лагун і заток, і солі осідають з розсолів, подібно до того, як це відбувається на Кара-Богаз-Голі. Де вже тут взятися з ботанічної пишноти. А вугілля все ж взялися!
Досі неясно, яким чином і за яких умов торф може перетворитися на вугілля. Зазвичай кажуть, що торф, повільно занурюючись у глиб Землі, послідовно потрапляє у сфері зростаючих температур і тисків, де й перетворюється на вугілля: за відносно низьких температур - у буре, за вищих - у кам'яний і антрацити. Однак експерименти в автоклавах були безуспішними: торф нагрівали до: всіляких температур, створювали різні тиски, витримували за цих умов скільки завгодно довго, але ніякого вугілля, навіть бурого, отримати не вдалося.
У зв'язку з цим висловлюють різні припущення: діапазон передбачуваних температур для утворення бурого вугілля коливається, при різній тривалості процесу, від 20 до 300 ° С, а для антрацитів від 190 до 600 ° С. Однак відомо, що при нагріванні торфу і порід, що вміщають його до 300 °С і вище, він перетворився б в кінцевому підсумку не на вугілля, а в зовсім особливі породи - роговики, чого насправді немає, а все викопні вугілля являють собою суміш речовин, не які мають на собі ніяких слідів впливу високих температур. До того ж, за деякими цілком тривіальними ознаками можна з упевненістю стверджувати, що вугілля багатьох родовищ ніколи не знаходилося на великих глибинах. Що ж до тривалості вуглеутворювального процесу, то відомо, що вугілля Підмосков'я, одні з найдавніших у світі, досі залишаються бурими, а серед багатьох молодих родовищ зустрічаються антрацити.
Інший привід для сумнівів. Торф'яні болотаРодоначальники майбутніх вугільних басейнів повинні б виникати на великих рівнинах, розташованих далеко від гір, щоб повільно поточні річки не могли донести сюди уламки гірських порід (їх називають теригенним матеріалом). В іншому випадку торф буде замулений і чистого вугілля з нього аж ніяк не вийде. При цьому обов'язковий і строго стабільний тектонічний режим: дно боліт повинно занурюватися досить повільно і плавно, щоб об'єм, що звільняється, встигав заповнитися органікою.
Однак вивчення вугленосних районів показує, що вугільні родовища часто-густо виникали в міжгірських западинах і передгірських прогинах, поблизу фронту гір, що ростуть, у вузьких щілиноподібних долинах — словом, у місцях, де теригенний матеріал накопичується якраз дуже інтенсивно, і де торфовища, слід можуть бути не тільки замулені, але й знищені бурхливими гірськими потоками. Саме в таких маловідповідних (за теорією) умовах зустрічаються потужні вугільні пласти, що досягають 50-80 м-коду.
Мінерали та гірські породи / Опис мінералу ГрафітМісто привид без вугілля. Таким став японський Хасіма. У 1930-ті його визнали найгустонаселенішим.
На крихітному клаптику землі вмістилося 5 000 людей. Усі вони працювали на вугільному виробництві.
Острів виявився буквально складеним із кам'яного джерела енергії. Проте, до 1970-х запаси вугілля виснажилися.
Виїхали всі. Залишився лише переритий острів та споруди на ньому. Туристи та японці звуть Хасіму примарою.
Острів наочно показує важливість кам'яного вугілля, неможливість людства жити без нього Альтернативи немає.
Є лише спроби її знайти. Тому приділимо увагу сучасному герою, а не туманним перспективам.
Опис та властивості кам'яного вугілля
Кам'яне вугілля– це гірська породаорганічного походження. Це означає, що камінь утворений з залишків рослин, що розклалися, тварин.
Щоб вони сформували щільну товщу, потрібне постійне накопичення та спресування. Відповідні умови на дні водойм.
Там, де є родовища кам'яного вугілляколись були моря, озера. Відмерлі організми опускалися на дно, притискалися до товщої води.
Так утворювався торф. Кам'яне вугілля- Наслідок його подальшого стиснення під тиском вже не тільки води, а й нових шарів органіки.
Основні запаси кам'яного вугіллявідносяться до ери Палеозою. З її закінчення минуло 280 000 000 років.
Це епоха гігантських рослин і динозаврів, великої кількості життя планети. Тож не дивно, що саме тоді органічні відкладення накопичувалися особливо активно.
Найчастіше вугілля утворювалося в болотах. У їхніх водах мало кисню, що перешкоджає повному розкладанню органіки.
Зовні поклади кам'яного вугіллянагадують деревину, що обгоріла. за хімічного складупорода є сумішшю вуглецевих ароматичних сполук високомолекулярного типу та летких речовин з водою.
Мінеральні домішки незначні. Співвідношення компонентів не є стабільним.
Залежно від переважання тих чи інших елементів, виділяють види кам'яного вугілля. До основних відноситься бурий та антрацитовий.
Бура різновид кам'яного вугіллянасичена водою, а тому відрізняється низькою теплотою згоряння.
Виходить, як паливо порода не годиться, як кам'яна. І буре вугіллязнайшов інше застосування. Яке?
Цьому буде приділено окрему увагу. Поки що ж, розберемося, чому водонасичену породу звуть бурою. Причина у кольорі.
Вугілля коричневе, без, пухке. З геологічного погляду масу можна назвати молодою. Тобто в ній не завершено процесів «бродіння».
Тому, у каменю низька щільність, при згорянні утворюється багато летких речовин.
Викопне кам'яне вугілляантрацитового типу – повністю сформувався. Він щільніший, твердіший, чорніший, блищить.
Щоб бура порода стала такою, потрібно 40 000 000 років. У антрациті велика частка вуглецю – близько 98%.
Природно, що тепловіддача біля чорного вугілля на висоті, а значить, камінь можна використовувати як паливо.
Бурий вигляд у цій ролі використовують лише для обігріву приватних будинків. Їм не потрібні рекордні показники енергії.
Потрібна лише простота поводження з паливом, а антрацит у цьому плані проблемний. Розпалити кам'яне вугілля непросто.
Виробники, залізничники, пристосувалися. Трудовитрати варті того, адже антрацит не лише енергоємний, а й не спікається.
Кам'яне вугілля – паливо, від згоряння якого залишається зола. З чого вона, якщо органіка перетворюється на енергію?
Пам'ятаєте замітку про мінеральну домішку? Саме неорганічна складова каменю і залишається на дні.
Чимало золи залишилося і на китайському родовищі у провінції Люхуангоу. Поклади антрациту там горіли майже 130 років.
Пожежу загасили лише 2004-го року. Щороку згоряли 2000000 тонн породи.
Ось і порахуйте, скільки кам'яного вугіллязникло задарма. Сировина могла стати в нагоді не тільки як паливо.
Застосування кам'яного вугілля
Вугілля називають сонячною енергією, укладені в камінь. Енергію можна перетворювати. Вона не обов'язково має бути тепловою.
Енергію, одержувану при згорянні породи, переводять, наприклад, на електрику.
Температура згоряння кам'яного вугіллябурого типу мало не сягає 2 000 градусів. Щоб отримати електрику з антрациту, потрібно вже близько 3000 за шкалою Цельсія.
Якщо ж говорити про паливну роль вугілля, він використовується не лише у чистому вигляді.
У лабораторіях з органічної породи навчилися одержувати рідке та газоподібне паливо, а на металургійних заводах вже давно користуються коксом.
Він утворюється при нагріванні кам'яного вугілля до 1 100 градусів без доступу кисню. Кокс – бездимне паливо.
Важлива для металургів та можливість застосування брикетів у ролі відновників руди. Так, кокс придатний при виливку чавуну.
Кокс застосовують і як розпушувач шихти. Так називають суміш вихідних елементів майбутнього.
Будучи розпушеною коксом, шихта легше переплавляється. До речі, деякі компоненти теж отримують з антрациту.
Як домішки в ньому можуть утримуватися германій і галій - метали рідкісні і мало де зустрічаються.
Кам'яне вугілля купитипрагнуть, як і, виготовлення композиційних матеріалів вуглеграфітового штибу.
Композитами називають маси з кількох складових, з чітким кордоном між ними.
Штучно створені матеріали використовують, наприклад, в авіації. Тут композити збільшують міцність деталей.
Карбонові маси витримують як дуже високі, так і низькі температури, використовуються у стійках опори контактних мереж.
А взагалі, композити міцно увійшли вже до всіх сфер життя. Залізничники вистилають ними нові платформи.
З наномодифікованої сировини роблять опори будівельних конструкцій. У медицині за допомогою композитів пропонують заповнювати сколи на кістках та інші ушкодження, що не підлягають металевому протезування. Ось яке кам'яне вугіллябагатоликий та багатофункціональний.
Хіміки розробили метод одержання з вугілля пластмас. При цьому не пропадають відходи. Низькосортна фракція пресується у брикети.
Вони є паливом, яке підходить, як для приватних будинків, так і виробничих цехів.
У паливних брикетівзалишається мінімум вуглеводнів. Вони, власне, і є самок цінним у вугіллі.
З нього можна отримати чисті бензол, толуол, ксилоли, куморанові смоли. Останні, наприклад, є основою для лакофарбової продукції і такого матеріалу внутрішньої обробкиприміщень, як лінолеум.
Частина ароматичних вуглеводнів. Людям знайомий запах нафталіну. Але, мало хто знає, що виробляють його з кам'яного вугілля.
У хірургії нафталін є антисептиком. У домашньому господарствіречовина бореться із міллю.
Крім того, нафталін здатний захистити від укусів низки комах. Серед них: мухи, оводи, ґедзі.
В цілому, вугілля кам'яне в мішкахзакуповують для виробництва більш ніж 400 видів продукції.
Чимало їх ми – побічні товари, одержувані на коксохімічному виробництві.
Цікаво, що вартість додаткових ліній, як правило, більша, ніж у коксу.
Якщо ж розглядати середню різницю між кам'яним вугіллям та товарами з нього, вона становить 20-25 разів.
Тобто виробництво дуже вигідне, швидко окупається. Тому не дивно, що вчені шукають нові і нові технології переробки осадової породи. На зростаючий попит має бути пропозиція. Ознайомимося із ним.
Видобуток кам'яного вугілля
Родовища вугілля називають басейнами. У світі їх понад 3500. Загальна площа басейнів – близько 15% від суші. Найбільше вугілля США.
Там зосереджено 23% від світових запасів. Кам'яне вугілля в Росії- Це 13% загальних запасів. у Китаю. У його надрах приховано 11% породи.
Більшість із них – антрацити. У Росії її співвідношення бурого вугілля до чорного приблизно однаково. У переважає бурий вид породи, що знижує значення покладів.
Не дивлячись на велику кількість бурого вугілля, родовища США вражають не тільки обсягами, а й масштабами.
Запаси одного тільки Аппалацького кам'яновугільного басейну становлять 1600 мільярдів тонн.
У найбільшому басейні Росії, порівняння, зберігаються лише 640 мільярдів тонн породи. Мова про Кузнецьке родовище.
Воно знаходиться у Кемеровській області. Ще кілька перспективних басейнів виявлено в Якутії та Тиві. У першому регіоні поклади назвали Ельгінськими, а в другому – Елегенський.
Родовища Якутії та Тиви відносяться до закритого типу. Тобто порода знаходиться не біля поверхні, на глибині.
Потрібно будувати шахти, штольні, стволи. Це піднімає ціну кам'яного вугілля. Проте, масштаби покладів коштують витрат.
Що ж до Кузнецького басейну, у ньому працюють за змішаною системою. Близько 70% сировини витягують із глибин гідравлічним способом.
30% вугілля видобувають відкрито, використовуючи бульдозери. Їх достатньо, якщо порода залягає біля поверхні, а шари, що прикривають, пухкі.
Відкрите вугілля видобувають і у Китаї. Більшість родовищ КНР знаходяться далеко за межами міст.
Однак це не завадило одному з покладів завдати незручності населенню країни. Це сталося 2010-го.
Пекін різко збільшив запити на вугілля із Внутрішньої Монголії. Вона вважається провінцією КНР.
У дорогу вирушило стільки вантажівок із товаром, що 110-те шосе стало майже на 10 днів. Корок розпочався 14-го серпня, а розсмоктався лише 25-го.
Щоправда, не обійшлося і без проведення дорожніх робіт. Вантажівки з вугіллям посилили ситуацію.
110-е шосе відноситься до доріг державного значення. Тож не лише вугілля в дорозі затрималося, а й інші контракти опинилися під загрозою.
Можна знайти ролики, де водії, що їхали в серпні 2010-го по шосе, повідомляють, що 100-кілометровий відрізок долали близько 5-ти днів.
Вугілля пластами залягає під землею, іноді на великій глибині. Щоб дістати його на поверхню, люди копають шахти.
Як утворилося вугілля?
З покладів гігантських дерев, що росли багато мільйонів років тому і притиснуті шарами землі та попелу. Згодом шари спресувалися, і дерева перетворилися на кам'яне вугілля.
Вугілля в наші дні
З вугілля роблять безліч хімічних продуктів, таких як парфуми, барвники, пластмаси. На теплових електростанціях, спалюючи вугілля, виробляють електрику. Як джерело енергії вугілля поступається тільки одному корисному копалині - нафти. Ще 100 років тому вугілля було основним джерелом енергії для людства. Вугільні топки нагрівали воду в паровій машині, і пара обертала колеса паровоза. Також працював і пароплав.
Нафта
Бензин для автомобілів, мазут для центрального опаленнябудинків, бітум для асфальтування доріг, пластмаси для кузова машини – все це отримують із нафти.
Матеріали на тему:
Дари моря
Походження нафти дуже нагадує походження вугілля. У деяких місцях Землі останки рослин і тварин, здавлені шарами землі та каміння, перетворилися на горючу маслянисту рідину чорного кольору. Щоб доставити це паливо на поверхню, треба пробурити глибоку свердловину, іноді навіть на дні моря. Потім нафту закачують у нафтопровід - трубу, що доставляє «чорне золото» до порту або на нафтопереробний завод.
Нафтові родовища зустрічаються дуже рідко, тому, щоб розвезти нафту в різні країни, використовують нафтоналивні судна, які називають танкерами.
