Прилагательное «магнетический» происходит от названия греческого города Магнезии, где были найдены первые «магнитные камни».
Как было открыто стекло?
Тысячи лет известно человеку стекло. Долгое время оно использовалось для украшения и изготовления драгоценных вещей. Но по-настоящему стекло стало полезным для всех, когда люди научились использовать главное его качество – прозрачность. Оказалось, что через него можно видеть!
Никто в точности не знает, когда и где было впервые получено стекло, хотя известно, что оно использовалось с древнейших времен. Главные компоненты для изготовления стекла – песок, содовая зола, или поташ и известь, расплавленные вместе при высокой температуре. А так как все эти материалы широко распространены на Земле, секрет изготовления стекла мог быть открыт во многих странах. Поэтому единое мнение на этот счет отсутствует. Согласно одной из существующих версий, честь открытия стекла принадлежит древним финикийцам. Команда какого-то корабля, утверждает легенда, высадилась на берег реки в Сирии. Желая приготовить себе обед на огне, они не нашли больших камней, чтобы поставить на них горшок, и использовали для этой цели крупные куски селитры (соединения натрия) из груза корабля. От сильного жара селитра расплавилась, соединилась с окружающим песком и потекла струей жидкого стекла! Дело читателя – верить этому рассказу или нет, но бесспорно, что Сирия была одним из первых мест изготовления стекла на Земле. А финикийские торговцы продавали изделия из стекла во всех средиземноморских странах.
Другой страной, где изготовление стекла было известно издревле, был Египет. Стеклянные бусы и амулеты находили в гробницах, которые относятся к 7000 году до нашей эры. Впрочем, эти изделия могли попасть туда и из Сирии. Но мы точно знаем, что около 1500 года до нашей эры египтяне делали собственное стекло. Для этого они использовали смесь измельченной кварцевой гальки с песком. Они также обнаружили, что если прибавить к этой смеси кобальт, медь или марганец, то можно получить стекло голубого, зеленого, пурпурного цвета.
После 1200 года до нашей эры египтяне научились отливать стекло в стеклянных формах. Но трубка для выдувания стекла была неизвестна вплоть до начала христианской эры, когда ее изобрели финикийцы.
Большими умельцами по части изготовления стекла были римляне, которые, видимо, первыми начали делать тонкие оконные стекла. Это случилось уже в I веке нашей эры. Для изготовления оконных стекол применяли деревянные формы-рамы. Их предварительно смягчали водой и затем выливали в них горячую стеклянную массу, растягивая ее щипцами до краев рамы. Поэтому края плоских оконных стекол, изготовленных таким способом, закругленные и слегка утолщенные. Обычный размер римского оконного стекла квадратной формы – 30–40 см. Но известны плоские оконные стекла и больших размеров. В Помпеях археологи обнаружили бронзовые оконные рамы с остатками стекла размером почти метр на метр и толщиной стекла в 13 мм. К началу новой эры оконное стекло уже стало предметом повседневного быта!
Когда была изготовлена первая пластмасса?
Слово «пластмасса» означает «вещество, способное к изменению формы». Нагретая пластмасса напоминает пластилин, и из нее можно изготавливать предметы различной формы, которая сохраняется при остывании пластмассы.
При изготовлении пластмассы химики начинают с молекулы. Молекулы определенных веществ заставляют соединяться в цепочки, которые обладают уже другими свойствами по сравнению с обычными молекулами. Когда молекулы соединяются в такие цепочки, это называется полимеризацией. С помощью полимеризации изготавливаются новые материалы.
В 1838 году был полимеризован винилхлорид, в 1839 году – стерин, в 1843 году – акрил, в 1847 году – полиэстер. Но в то время не было большой нужды в этих синтетических материалах.
В 1870 году в поисках заменителя слоновой кости Джон Хайт и его брат Исаак Хайт открыли целлулоид. Это был новый, легко доступный, гибкий материал, не вступающий в соединения со многими химическими веществами. Это подтолкнуло химиков к тому, чтобы поработать над созданием и других синтетических материалов.
В 1909 году американец бельгийского происхождения, химик Лео Бакеленд открыл фенол-формальдегид. Это был первый вид пластмасс из серии термопластов. Бакеленд пытался изобрести заменитель шеллака. Вместо этого он создал темную смолу, которая затвердевает при нагревании. Новый материал не растворялся в обычных растворителях. Он мог принимать любую форму, не проводил электричество, был недорог.
Бакеленд назвал новый материал бакелитом в честь своего имени. Эта пластмасса была первым полностью синтетическим материалом, производимым в больших количествах. Он открыл дорогу развитию целого мира новых пластмасс.
Как был получен динамит?
Есть много важных событий, которые стали вехами в истории человечества, одним из самых значительных было создание взрывчатых веществ. Традиционно считается, что порох изобрели китайцы еще до начала новой эры. Европейцы начали использовать его лишь в XIV веке. Но именно после этого они смогли распространить свое влияние на весь остальной мир.
Порох старого образца – это смесь калийной соли (селитры), древесного угля и серы. Это было самое распространенное взрывчатое вещество почти до конца XIX века.
В 1845 году немецкий химик Шенбайн обработал хлопковое волокно смесью концентрированных азотной и серной кислот. В результате получился белый волокнистый продукт, похожий на хлопок и известный в настоящее время как нитроцеллюлоза, или пироксилин. Это было скорее взрывчатое вещество, чем порох.
Примерно в это же время итальянец Асканио Собреро экспериментировал с глицерином. Он осторожно, каплю за каплей добавлял его в смесь концентрированных азотной и серной кислот. В результате получилось небольшое количество нитроглицерина, который оказался даже более сильным взрывчатым веществом, чем пироксилин.
Почти 20 лет спустя шведскому химику Альфреду Нобелю случайно удалось получить динамит. Он работал с нитроглицерином, который создавал много проблем, так как часто взрывался при производстве и транспортировке. Хотя Нобель и нашел достаточно безопасный способ получения нитроглицерина, работа с ним все же оставалась чреватой неожиданностями.
Однажды Нобель доставал несколько бидонов с нитроглицерином из коробки с диатомитом (рыхлой породой вулканического происхождения), в которой они находились, и обнаружил, что бидон дал течь. Смесь пролившегося нитроглицерина и диатомита образовала твердую массу. Это сделало взрывчатое вещество намного менее чувствительным к сотрясениям.
Так случай помог открыть динамит!
Что такое моющие средства?
Моющими называются вещества, которые делают вещи чистыми. Мыло – один из видов моющих средств. Но когда мы говорим «мыло», то имеем в виду чистящее вещество, приготовленное из натуральных материалов. А когда мы говорим «моющее средство», то имеем в виду вещество, изготовленное из синтетических материалов.
Синтетические моющие средства производятся путем соединения различных химических веществ. Нефтепродукты, жиры, смолы и другие компоненты входят в сложный состав этих веществ. Они выпускаются на химических заводах со специальным оборудованием. Те составляющие моющих веществ, которые оказывают действительно чистящий эффект, называются поверхностно-активными веществами, сокращенно ПАВ.
Они могут быть изготовлены из разнообразного сырья, например, нефтепродукты, животные и растительные жиры. Химические процессы, которые участвуют в производстве, очень сложные. Например, животные жиры могут обрабатываться различными химическими веществами: спиртом, жидким водородом, серной кислотой, щелочами – для изготовления только одного вида поверхностно-активных веществ.
Поверхностно-активное вещество нужно смешать с другими химическими веществами, которые помогают более тщательно удалять грязь и не позволять ей осаживаться вновь на вещах и предметах, которые моют или стирают. Также могут быть добавлены специальные отбеливатели, красители и пенящиеся вещества.
Синтетические моющие средства стали настолько популярны потому, что они могут пениться в любом типе воды – мягкой и жесткой, холодной и горячей. При этом не возникает осадка, который остается на стенках ванны. Большая часть средств, которыми мы пользуемся при мытье посуды и стирке, – это синтетические моющие вещества.
Из чего изготавливают линолеум?
Линолеум изобрели в конце XIX века, когда инженеры и химики искали новые дешевые строительные материалы. Первоначально линолеум представлял собой грубую ткань, изготавливавшуюся изо льна. Ее пропитывали водозащитным материалом. Благодаря введению наполнителей этой пропитке можно было придать толщину и фактурность.
Первый толчок к появлению линолеума дал английский химик Макинтош. Он создал на основе натурального каучука водоотталкивающий состав для пропитки тканей. Изготовленные из них плащи назвали макинтошами. Но для других целей состав Макинтоша не подходил. Он не придавал материалу механическую прочность, так как ложился тонким слоем.
Лишь в начале XX века, когда в качестве покрытия стали использовать синтетический каучук, ситуация изменилась. Каучук обладал высокой износостойкостью и эластичностью. Но каучуковый линолеум обладал существенным недостатком: со временем он твердел и начинал трескаться. Поэтому вскоре каучук заменили покрытиями на полимерной основе.
Со временем для изготовления линолеума стали применять пластмассы – поливинилхлорид или пластмассу на основе алкидных смол. Поливинилхлоридный линолеум изготавливается как на тканевой основе, так и без нее. Покрытие отличается высокой степенью прочности. Линолеум нередко делают многослойным, поверх ткани наносят слой специальной пены, улучшающей теплоизоляционные свойства, а потом декоративное поливинилхлоридное покрытие. Многослойный линолеум хорошо удерживает тепло и отличается абсолютной водонепроницаемостью.
Алкидный линолеум используют, когда необходимо добиться высокой износостойкости. Алкидные смолы хуже окрашиваются, но прекрасно противостоят механическим нагрузкам. Они не так быстро вытираются. Их чаще всего укладывают там, где предполагается большое скопление людей. Алкидный линолеум выпускается как в рулонах, так и в виде облицовочных плиток, которые отличаются большей толщиной, их легче укладывать и заменять.
Кто изобрел электричество?
Что касается электричества, то любопытно, что оно изучается в течение многих тысяч лет, а мы до сих пор не знаем точно, что это такое! Сегодня считают, что оно состоит из крошечных заряженных частиц. Электричество, согласно этой теории, движущийся поток электронов или других заряженных частиц.
Слово «электричество» произошло от греческого слова «электрон». А знаешь ли ты, что значит это слово? Оно означает «янтарь». Понимаешь, еще в 600 году до нашей эры греки знали, что если потереть янтарь, то он способен притягивать к себе маленькие кусочки пробки и бумаги.
Большого прогресса в изучении электричества не было достигнуто до 1672 года. В этом году человек по имени Отто фон Геррик, подержав руку у вращающегося шарика из серы, получил более мощный заряд электричества. В 1729 году Стефан Грей обнаружил, что некоторые вещества, в частности металлы, могут проводить ток. Такие вещества стали называться «проводниками». Он обнаружил, что другие вещества, такие, как стекло, сера, янтарь и воск, не проводят ток. Они были названы «изоляторами».
Следующий важный шаг был сделан в 1733 году, когда француз по имени дю Фэй открыл положительные и отрицательные электрические заряды, хотя он думал, что это были два разных вида электричества. Бенджамин Франклин был первым, кто попытался объяснить, что такое электричество. По его мнению, все вещества в природе содержат «электрическую жидкость». Трение между некоторыми веществами забирает часть этой жидкости с одного вещества, добавляя ее к другому. Сегодня мы бы сказали, что эта жидкость состоит из отрицательно заряженных электронов.
В 1800 году Алессандро Вольта изобрел первую батарею и тем самым дал миру первый надежный постоянный источник тока. Вскоре стало известно, что электрический ток может использоваться для выработки тепла, света, поддержания процессов химических реакций, создания магнитных эффектов.
Открытие Вольта о постоянном течении электричества явилось большим шагом вперед. Были разработаны различные типы машин, но они явились лишь очередным толчком в развитии электричества. Открытие Вольта позволило осуществить множество разработок на основе использования электричества.
Сэр Гемфри Дейви обнаружил, что электрические токи разлагают на составные части растворы некоторых веществ в воде. Эти эксперименты дали начало процессам, которые привели к производству дешевого алюминия, чистой меди, хлора, различных кислот и удобрений, и особенно легированных сталей.
Позже стало известно, что электрический ток вызывает магнитные явления. Виток проволоки, через который проходит электрический ток, действует как полосной магнит. Это открытие привело к разработке всех типов электрических устройств, которые производили некоторые виды механической работы.
Позже Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию. Это и привело к появлению электрических динамомашин и трансформаторов.
Как производится и передается электричество?
Электричество производят на электростанциях с помощью особых машин, которые называются генераторами. Генератор работает так же, как динамо на твоем велосипеде, но отличается от него большими размерами.
Динамо крутится от велосипедного колеса, а генератор приводит в движение специальная машина – турбина. Главная часть турбины – колесо с множеством лопаток. На эти лопатки давит вода или горячий пар, и турбина вращается, а вместе с ней вращается и генератор.
Электростанции, турбины которых приводятся в движение водой, строят на реках и называют гидроэлектростанциями. Чтобы вода вращала турбину быстрее, реку перегораживают плотиной. Вода льется через плотину с большой высоты и вращает турбину с огромной скоростью.
Кроме гидроэлектрических, есть станции, где турбина крутится с помощью горячего пара. Он вырабатывается в специальном котле. По устройству котел похож на обыкновенную печку, только такую большую, что в нее можно войти, как в комнату.
Топят такой котел не дровами, а нефтью, углем или газом. Они подаются в специальные горелки и разогревают воду, которая проходит через множество тонких труб. Вода закипает, превращается в пар, который и поступает в турбину.
Выходящий из турбины пар еще очень горячий, и поэтому его используют также для отопления домов. Вот откуда берется тепло в радиаторе, который установлен в твоей квартире.
Чтобы передать электричество туда, где оно нужно, строят линии электропередач. Ты, конечно, видел за городом высокие столбы – опоры, к которым подвешены провода. По этим проводам электричество от электростанций приходит в разные города и поселки.
Чтобы никто, даже случайно, не мог дотронуться до проводов, их и подвешивают высоко на специальных опорах. А чтобы в провода не ударила молния, над ними вешают специальный провод – громоотвод. Ты можешь увидеть его на самом верху опоры.
Когда электричество по проводам приходит в город, оно попадает на электроподстанцию. Там стоит особая машина – трансформатор. Он понижает напряжение, и дальше электроэнергия передается по кабелям, которые закопаны глубоко под землей.
По кабелям электричество приходит в трансформаторную будку, которая стоит около твоего дома.
Маленький трансформатор, находящийся в ней, еще сильнее понижает напряжение, так что теперь электричество может использоваться в различных приборах, которые находятся в твоем доме.
Как появились первые лампы?
До тех пор пока человек не открыл огонь, единственным источником тепла и света для него было солнце. Он не мог контролировать его, поэтому был совершенно беспомощен в холоде и темноте.
Вероятно, более чем 100 000 лет назад он открыл огонь. Тогда он заметил, что некоторые материалы горят лучше других. Возможно, он заметил, что жир, попавший в костер от жарящегося мяса, горит ярко. Шло время, человек начал собирать материалы, которые при горении дают больше света. Лучины определенных пород деревьев вставлялись в стены и горели медленно.
Сосновые сучья были использованы в качестве факелов. Жир животных помещался в круглые каменные чаши, а мох или другие материалы служили фитилем. Это были первые масляные лампы. Когда точно это произошло, мы не знаем, так как это было во времена, не отмеченные историей.
Первые свечи были сделаны из растопленного жира животных, разлитого в формы, такие, как пустой бамбук. В центре продергивалось волокно так, что когда жир остывал, то внутри находился фитиль. Так были созданы свечи во времена, давно забытые.
Свиной жир использовался в таких лампах в Новой Англии до 1820 года. Потом стали получать для ламп китовый жир. Вообще жир использовали любой, который было легче всего получить. В Средиземноморье много оливковых деревьев. Оливковое масло также годилось в лампы.
Японцы и китайцы получали масло для ламп из орехов различных деревьев. В наши дни для этого мог бы быть использован земляной орех, если бы в недрах Земли не открыли нефть.
Нефть была открыта в 1859 году. Ее нагревают в закрытых сосудах, получают бесцветный продукт, называемый «керосин». Он стал наиболее употребим для ламп. Сначала керосин назывался «угольное масло», потому что люди думали, что нефть связана с углем.