У варана сильные костистые лапы и мощные челюсти. Он очень драчлив и отважен. Жизненной энергии, по-видимому, у варана хоть отбавляй. Словом, он достаточно «темпераментен», и, может быть, поэтому аллергия сделала его своим избранником?
И это тоже (которая по счету?) одна из причуд и загадок аллергии.
Глава XI
Вечная слава воде!
Царица водица
Когда мы учимся говорить, первое наше слово «мама», когда, познавая науку, знакомимся с химией, первое, что мы слышим: «аш-два-о». Н2O — научное имя воды.
На гербе водяного царства можно написать девиз: Cedo nulli, что по-латыни значит: «Никому не уступлю». Смысл девиза — великая роль воды в жизни Земли. Ни на одной планете нет столько воды, как на Земле.
Вода повсюду. Она и вокруг нас: в океанах и морях, реках и озерах, в дожде и снеге, в льдинах и водопроводных трубах, в питье и еде. Она и в нас самих: мы на две трети «сделаны» из воды.
Вода вылепила лицо нашей планеты. Вся земная жизнь рождена водой и не может без нее существовать. Мы дети воды. Недаром в сказках «живая вода» воскрешает даже мертвых.
Мы так привыкли к воде, что ее странности не удивляют нас.
Что же такое вода?
Сестра-тихоня сильнейшей взрывчатки — гремучего газа! И гремучий газ-разрушитель и созидающая жизнь вода состоят из водорода и кислорода. Но первый лишь простая смесь этих элементов. А в воде и водород и кислород объединены в молекулы.
Ровно 162 года назад Гумбольдт и Гей-Люссак доказали, что два атома водорода и атом кислорода, соединяясь в молекулы, рождают воду.
Но какой водород и какой кислород? Ведь у водорода три изотопа — легкий, тяжелый и сверхтяжелый. И кислородов тоже три: у одного молекулярный вес — 16, у другого — 17, у третьего — 18.
Так вот, вода, оказывается, смесь сорока двух веществ — соединений трех разных водородов с тремя разными кислородами. В основном состоит она из воды легкой, но в ней всегда есть немного и тяжелой, и полутяжелой, и сверхтяжелой.
Вода — минерал[71], минерал самый подлинный и самый удивительный. Ее, как и другие минералы, породила Земля на заре своей жизни, когда была раскалена как огонь. Сроднясь с расплавленными породами, вода застыла позднее в гранитах и базальтах. И поэтому из раскаленного гранита с шипеньем вырываются пары воды. А когда вулканы извергают из недр Земли расплавленные лавы, то немало с ними выбрасывают и воды — 40 миллионов тонн каждый год. Эта вода никогда прежде не была на поверхности: потому и называют ее ювенильной — молодой.
А «немолодой» воды, с давних пор «поселившейся» на поверхности Земли, очень много вокруг. Она то жидкая течет в реках и океанах, то паром стремится в облака, то льдами застывает в стужу. Вода — оборотень, единый в трех лицах.
Аномалии, которые спасли жизнь
Вода — поразительная жидкость: у нее есть аномалии!
Такая обычная, такая повседневная, домашняя! Мы привыкли к ней и не замечаем ее необыкновенных, удивительных, совершенно особенных свойств. Для воды будто законы не писаны: это своенравный аутсайдер в мире веществ. В природе и в опытах она ведет себя не совсем так, как другие вещества. Но благодаря ее капризам жизнь смогла развиться и существовать в воде.
Первая аномалия: воде положено по ее химической структуре и классу веществ, к которому она принадлежит, плавиться и кипеть при температурах более низких, которых на Земле не бывает. Не было бы, значит, на Земле ни жидкой, ни твердой воды — только пар ее в небе, если бы не эта аномалия, рожденная особыми связями молекул воды.
Вторая аномалия: высокая теплоемкость. У воды она в десять раз больше, чем у железа. Вода нагревается впятеро медленнее песка. А чтобы нагреть на один градус литр воды, тепла потребуется в 3300 раз больше, чем для нагрева литра воздуха. Зато, когда вода остывает, она отдает столько же тепла, сколько забрала, нагреваясь.
Из-за исключительной способности воды поглощать тепло температура ее при нагревании и охлаждении изменяется незначительно, поэтому морским обитателям никогда не угрожают ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение.
Аномалия третья и четвертая тесно связаны с первой: у воды очень высокая скрытая теплота испарения и скрытая теплота плавления. Чтобы выпарить воду из чайника, тепла потребуется в пять с половиной раз больше, чем для того, чтобы вскипятить его.
Если бы не это ее свойство — даже в жару медленно испаряться, — многие озера и реки летом быстро бы пересыхали до дна и вся жизнь в них погибала.
Замерзая, вода тоже отдает много тепла. Один литр воды, превращаясь в лед, может подогреть (на один градус) 250 тысяч литров воздуха. Вот почему в холодные ночи зимой в теплицы ставят бочки с водой: замерзая, она выделяет тепло и согревает воздух.
Аномалия пятая: замерзая, вода (как висмут и серебро — другие оригиналы) расширяется. На 9 процентов по отношению к прежнему объему. Поэтому лед всегда легче незамерзшей воды и всплывает вверх и поэтому редкий водоем промерзает до дна[72]. Покрывающий его сверху лед — хороший теплоизолятор: ведь теплопроводность льда, как и воды, очень мала. Под такой «шубой», говорит известный наш океанолог профессор В. Г. Богоров, даже зимой в Арктике морским животным не очень холодно.
Правда, это расширение льда может оказаться роковым для водопровода, автомобильного радиатора и живых клеток, которые всегда наполнены водой. Но все-таки пользы от него больше, чем вреда. Укутывая зимой ледяной шубой воду, природа сохраняет ее и теплой и жидкой. Не дает затвердеть. Ведь твердая вода для жизни не пригодна.
Шестая аномалия самая странная.
Все вещества, когда нагревают их, расширяются, а при охлаждении сжимаются. Истина эта всем известна. А один нерадивый школьник усвоил ее даже чересчур хорошо.
— Почему зимой дни короче? — спросил его учитель.
— Потому, — ответил ученик, — что зимой холодно, а все от холода сжимается.
Вода тоже сжимается от холода. Но… В этом «но» все дело. Сжимается, сжимается, пока температура падает, но при 4 градусах тепла наступает предел. Тут она снова вдруг начинает расширяться, хотя температура и понижается. Поэтому вода самая плотная и тяжелая при 4 градусах тепла. И поэтому зимой, охладившись до 4 градусов, она опускается на дно и здесь сохраняется в течение всей зимы (в пресноводных водоемах, так как морские соли усложняют картину циркуляции воды). Охладившиеся еще больше слои воды ложатся поверх четырехградусных, ведь их плотность, а следовательно и вес, меньше. Вот почему зимой на дне пруда или реки сравнительно тепло.
Эта удивительная аномалия спасает жизнь всем пресноводным животным, зимующим в наших реках, прудах и озерах.
Седьмая аномалия: из всех жидкостей, кроме ртути, у воды самое большое поверхностное натяжение.
Что это такое? Некомпенсированные силы сцепления между молекулами. Внутри жидкости притяжение молекул друг к другу уравновешено. А на поверхности нет. Молекулы воды, которые лежат глубже, тянут вниз самые верхние молекулы (вверх их ничто так сильно не тянет, так как там нет воды, а только воздух).
Поэтому капля воды стремится затянуть себя в узелок. Стягивают ее силы поверхностного натяжения. Капля воды как бы упакована в свою поверхностную пленку, которая очень прочна.
Итак, поверхность воды всегда затянута тончайшей пленкой из молекул. Чтобы разорвать ее, нужна сила, и сила немалая. По этой пленке, как по паркету, бегают насекомые — вертячки и водомерки. За нее цепляются, повиснув вниз головой, личинки комаров, и даже улитки с массивными раковинами ползают по ней. Они тяжелее воды, но не проваливаются: пленка поддерживает их. Бегают по воде и не тонут даже ящерицы! И большие ящерицы — василиски (они живут в тропиках Америки).
71
72
Шестигранные кристаллы природного льда связаны рыхло, и между ними много пустот. Оттого лед и легче воды.