Молекулярно-кинетическая теория — одна из фундаментальных научных теорий, утверждающая древнейшую научную идею — идею о дискретности вещества. Она служит основой для объяснения многих физических, химических, биологических явлений, без неё не может обойтись ни одна из естественных наук.
О значении этой теории образно сказал известный американский физик Р. Фейнман. Он задал вопрос: какое утверждение, состав- ленное из наименьшего количества слов, содержало бы наибольшую информацию для передачи грядущим поколениям, если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными? И сам ответил: это — атомная гипотеза: все тела состоят из атомов — частиц, которые находятся в непрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из тел плотнее прижать к другому. В этой фразе содержится огромная информация о мире.
Уже в VI – VII классах при объяснении большинства физических явлений вы обращались к основным положениям молекулярно-кинетической теории. В VII классе на уроках химии вы применяли основные положения атомно-молекулярного учения к объяснению химических явлений.
А какую роль играет молекулярно-кинетическая теория при объяснении биологических явлений?
Давайте немного поразмышляем об этом, например, у озера. Пройдём через заросли конского щавеля, дербенника, осоки к самой воде, постоим, наслаждаясь запахом цветов и трав. Мы не будем останавливаться на том, что запах от кувшинок, прибрежных цветов распространяется благодаря явлению диффузии, обусловленному непрерывным хаотическим движением частиц — молекул окружающего нас воздуха. Подобный пример в подтверждение существования хаотического движения молекул в газах приводился на уроке физики в VI классе. Посмотрим на озеро.
Вот у самого берега возле стебля тростника повис вниз головой жук-плавунец. Что он высматривает на дне? Возле него расположились какие-то личинки также вниз головой, выставив над водой свои «хвостики».
Кто как дышит? (О роли диффузии в процессах дыхания)
Конечно, ни жук, ни личинки ничего не рассматривают на дне, они запасаются кислородом. Жук высовывает из воды конец брюшка и, приподняв надкрылья, набирает воздух в дыхальца-отверстия в брюшке (у личинок они находятся в «хвостиках»), от них отходят трахеи — трубочки — к каждому органу жука. Благодаря диффузии кислород воздуха из трахей проникает в каждую клетку организма жука, а углекислый газ также благодаря диффузии из клеток проникает в трахеи и выводится наружу.
Совсем близко к берегу подплыла рыбка, вы видите её темную спинку и замечаете, как периодически движутся у неё жаберные крышки — так она прогоняет через жаберные щели воду, которая омывает жаберные лепестки, пронизанные капиллярами (тончайшими сосудами). Через их стенки кислород из воды диффундирует в кровь, а из крови в воду диффундирует углекислый газ.
Возле листьев кувшинки раздался слабый всплеск, над водой появилась голова лягушки. Лягушка пялит на вас глаза, будто в самом деле пытается разглядеть. Присмотритесь и вы к ней. Это очень интересное животное. Хотя бы потому, что живёт в воде и не пьет её, на суше дышит лёгкими и влажной кожей, а в воде — через кожу. Основа этого процесса — та же диффузия.
А как кислород попадает в организм человека? Через лёгкие. Проникновение кислорода из воздуха через мембраны лёгочных пузырьков в кровь, а углекислого газа — из крови в воздух происходит также благодаря диффузии. Альвеолы — мельчайшие ячейки лёгких — оплетены густой сетью капилляров — тончайших кровеносных сосудов. Стенки тех и других очень тонкие, что способствует проникновению через них молекул газа в кровь и обратно. Скорость газообмена зависит от площади поверхности, через которую происходит диффузия газов, и разности парциальных давлений диффундирующих газов (парциальным называется часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси).
Если газы растворены в жидкости, то термину «парциальное давление» соответствует используемый в биологии термин «напряжение». Парциальное давление кислорода в воз- духе лёгочных пузырьков 10 − 11 кПа, а напряжение кислорода в притекающей к лёгким крови около 6 кПа, поэтому кислород интенсивно диффундирует из лёгких в кровь. Напряжение углекислого газа в венозной крови на 700 Па больше, чем его парциальное давление в воздухе, находящемся в лёгких, — углекислый газ диффундирует из крови в лёгкие.
Множество лёгочных пузырьков и их ячеистое строение обеспечивают большую поверхность, через которую происходит газообмен между воздухом и кровью.
Как растения пьют воду? (Об осмосе и тургоре)
Берег озера зарос цветущими травами, колышущейся под ветром лозой. К каждому побегу, к каждому листу растений через корневые полоски из почвы проникают питательные растворы, основу которых составляет вода. Происходит это благодаря диффузии — хаотическому движению частиц вещества. Оно же обусловливает поступление воды в растения.
Наверное, вы помните опыт, который вам показывали на уроке ботаники в V классе или который вы наблюдали на уроке физики в VI классе. К раствору медного купороса приливали воду и наблюдали выравнивание концентраций раствора по всему объёму, происходящее вследствие диффузии. Но чтобы понять, как вода проникает в корневые волоски и создаёт внутриклеточное давление, опыт следует несколько усложнить. Для этого потребуется мешочек из животного пузыря или из плёнки, прилегающей к скорлупе яйца. Чтобы получить эту плёнку, куриное яйцо опускают в концентрированный раствор уксусной кислоты на 5 − 6 сут , при этом скорлупа растворяется (с уксусной кислотой иметь дело опасно, поэтому надо обратиться за помощью к учителю химии или родителям). После того как мешочек из животного пузыря или плёнки яйца готов, в него наливают концентрированный раствор сахара и края мешочка плотно привязывают к стеклянной трубке, затем опускают его в стакан с водой, лучше дистиллированной. Через несколько минут можно наблюдать, что уровень жидкости в трубке начинает подниматься. Чтобы ускорить этот процесс, нужно мешочек опустить в подогретую воду. Как вам известно, скорость теплового движения частиц вещества зависит от температуры. Эта зависимость выражается формулой: (mU2)/2 = 3/2·k·T, где k — постоянная Больцмана, T — абсолютная температура тела, m — масса частицы, U2 — среднее значение квадрата скорости.
Чем больше скорость молекул воды, тем она быстрее проникает в раствор, который находится в мешочке. Попробуем объяснить это явление. Если бы мешочка, разделяющего раствор и воду, не было, произошло бы постепенное выравнивание концентраций сахара по всему объёму жидкости вследствие диффузии. Но в данном случае воду от раствора сахара отделяет полунепроницаемая перегородка (мембрана), способная пропускать только молекулы воды и не пропускающая молекулы сахара. Поэтому и происходит движение воды через перегородку в одном направлении. Конечно, молекулы воды переходят и из мешочка в окружающую его жидкость, но их число зависит от концентрации сахара в мешочке: чем концентрация сахара больше, тем меньше молекул воды выходит из мешочка по сравнению с тем числом молекул воды, которые проникают в него из стакана за то же самое время. Вода будет наполнять мешочек до тех пор, пока существует различие концентраций раствора в нём и вне его. Если бы концентрация раствора в мешочке была меньше, чем в окружающей его жидкости, то вода из мешочка поступала бы в эту жидкость. Направленное движение низкомолекулярных соединений через полунепроницаемую перегородку называют осмосом. Чем выше концентрация раствора, отделённого перегородкой, тем интенсивнее в него приток воды, тем большее возникает в нём давление, называемое осмотическим. В нашем опыте именно оно заставляет подниматься жидкость по стеклянной трубке.
Обратимся теперь к растительной клетке. В молодом возрасте большую её часть занимает цитоплазма. По мере роста клетки в цитоплазме накапливается клеточный сок, его окружает цитоплазматическая плёнка, образуя вакуоли различной формы и размеров. В старых клетках вакуоли обычно сливаются в одну. Клеточный сок представляет собой водный раствор солей, сахаров и других органических соединений, которые необходимы для жизненных процессов в клетке. Цитоплазматический слой, окружающий вакуоли, является полунепроницаемой мембраной — воду он пропускает значительно лучше, чем высокомолекулярные соединения. Если концентрация веществ в клеточном соке выше, чем в окружающей клетку жидкости, как это обычно и бывает, то вода вследствие осмоса переходит в вакуоль, растягивает её и прижимает цитоплазму к клеточной оболочке, которая под действием внутреннего давления растягивается и приходит в напряжённое состояние. При определённой порции воды в клетке достигается равновесие: давление максимально рас- тянутой оболочки клетки уравновешивается давлением клеточного сока — клетка находится в состоянии тургора (тургором называют давление протопласта — содержимого клетки — на клеточную оболочку). Проникновение воды в клетку зависит не только от осмотического давления, но и от тургорного давления в клетке. В чистой воде тургорное давление 4 в клетке возрастает, в концентрированном растворе соли давление внутри клетки уменьшается. При равенстве осмотического и тургорного давления вода из внешней среды не поступает в клетку, какой бы высокой ни была концентрация клеточного сока по сравнению с концентрацией почвенного раствора. Такое состояние можно наблюдать у растений, если долго идут дожди.
Осмотическое давление играет огромную роль в поглощении воды клетками растений, но это не значит, что только благодаря ему вода поступает в клетки. В этом процессе участвует всё содержимое клетки. Мы же рассматривали физические основы этого процесса и поэтому остановились на осмосе, чтобы подчеркнуть роль одного из положений молекулярно-кинетической теории в его объяснении.
Всасываемая корнем вода движется по живым клеткам корня благодаря осмотическому давлению. Далее она попадает в сосуды, расположенные в стебле растения. У большинства древесных пород эти сосуды представляют собой трубки длиной около 10 см и диаметром 0,2 мм, цитоплазма в них отсутствует — они мёртвые. В таких сосудах водный раствор движется гораздо быстрее, чем в живых клетках. Здесь главную роль играет не явление осмоса, которое протекает сравнительно медленно, а явление капиллярности. От стебля и ветвей к листьям водный раствор движется по живым клеткам. Этому движению способствует также испарение воды с поверхности листьев и тела всего растения. При испарении уменьшается тургорное давление, вследствие чего увеличивается «сосущая сила» клетки (разность между осмотическим и тургорным давлением), и вода интенсивнее поступает от корневой системы к наземной части растения. Поэтому, например, скорость движения водного раствора по сосудам деревьев лиственных пород приблизительно в 4 раза больше, чем по сосудам деревьев хвойных пород.
Из почвенного раствора в корневую систему поступают также неорганические вещества, и в этом процессе диффузия играет большую роль, но не единственную. Советский физиолог Д. А. Сабинин процесс вбирания неорганических веществ растениями разделяет на несколько этапов. Первым этапом он считает процесс обменной адсорбции, который состоит в том, что в корнях, погруженных в почвенный раствор, одни ионы обмениваются на другие. Например, в процессе дыхания растений выделяется угольная кислота, которая в воде диссоциирует на ионы H+ и HCO−. Они меняются местами с соответствующими им по знаку и по значению заряда ионами почвенного раствора K+, NO−, PO3− и др.
Второй этап — проникновение поглощённых ионов в клетку, где органические вещества передают их от одной молекулы к другой. Далее неорганические вещества попадают в вакуоль, здесь они сохраняются и по мере необходимости расходуются клеткой. Мы не вникаем в этот механизм, нам только важно понять, что он был бы невозможен без движения частиц вещества, без взаимодействия этих частиц: невозможны были бы ни растворение неорганических веществ, ни процессы адсорбции, ни перенос неорганических веществ молекулами, ни проникновение их в вакуоли, ни биохимические реакции в клетке. О растворах и химических реакциях в них. Можно с уверенностью сказать, что жизненные процессы в клетке происходят в растворах. Почему природа выбрала именно это состояние вещества для осуществления биохимических реакций? Со времён алхимиков известно утверждение: «Нежидкое не реагирует». Его можно уточнить: нежидкое реагирует не так, как это необходимо для поддержания процессов жизнедеятельности в клетке. Твёрдофазные реакции протекают в тысячи и миллионы раз медленнее, чем жидкофазные, их скорость ограничена медленным процессом диффузии продуктов реакции от поверхности раздела фаз в глубь вещества. Скорость реакций в газовой фазе по сравнению с жидкой также меньше, хотя на первый взгляд это может показаться невероятным. Ведь известно, что скорость химической реакции пропорциональна числу активных соударений молекул реагирующих веществ. В. газовой фазе при равной температуре с жидкой фазой число соударений молекул в единицу времени должно быть больше хотя бы потому, что в растворе соударениям молекул реагирующих веществ будут мешать молекулы растворителя. Различие скоростей протекания реакций в газовой и жидкой фазе можно объяснить, если учесть характер движения молекул в газах и жидкостях. В газах расстояния между молекулами во много раз больше размеров самих молекул, которые движутся с огромными скоростями, изредка сталкиваясь. В жидкостях молекулы расположены почти вплотную друг к другу; каждая молекула находится в тесном окружении других молекул, она не может свободно перемещаться, как молекула газа. Она колеблется около положения равновесия, сталкиваясь с другими, и совершает перескоки из одного положения в другое, попадая из окружения одних молекул в окружение других, как бы вырываясь из одной клетки и попадая в другую. Вырваться из «клетки» молекула может, только затратив некоторую энергию, поэтому время пребывания молекул реагирующих веществ друг около друга в растворах больше, чем в газах, значит, больше вероятность их взаимодействия, а значит, и скорость реакций.
Каким же должен быть «жизненный» растворитель? Любую разновидность химических взаимодействий в растворах можно свести к кислотно-основным взаимодействиям. В сильнокислых или сильноосновных растворителях не может быть того разнообразия химических процессов, которые приводят к образованию живого вещества. Например, писатели-фантасты часто пишут о том, что на других планетах в реках течёт аммиак или плавиковая кислота. Если бы растворителем были эти вещества, то ни о каком разнообразии химических реакций в таких растворах не могло быть и речи: в плавиковой кислоте все вещества вели бы себя как основания, а в аммиаке — как кислоты. В «жизненном» растворителе число кислот должно соответствовать числу оснований, т. е. растворитель должен быть амфотерным. Этому условию хорошо удовлетворяет вода. У воды имеется ещё одно свойство, которым должен обладать «жизненный» растворитель, — большая диэлектрическая проницаемость, благодаря чему она является идеальным растворителем.
Каждый живой организм может рассматриваться как водный раствор, вода — поистине живая. Не захотелось ли вам после наших рассуждений попить воды? Зачерпните воды из озера. Только прежде, чем пить её, вспомните андерсеновскую «Каплю воды»: «Если через увеличительное стекло посмотреть на каплю воды, взятой из пруда, то увидишь тысячи диковинных зверьков, которых вообще никогда не видно в воде, хотя они, без всякого сомнения, там есть». Невидимые нами существа без голов, без глаз, без ртов. Как они едят, пьют?
Диффузия в процессах питания
Питательные вещества, как и вода, в одноклеточные организмы поступают через всю поверхность их тела благодаря явлению диффузии. Без диффузии не обходятся процессы питания и во всех других организмах. Нетрудно прийти к выводу, что без диффузии было бы невозможно проникновение частиц питательных веществ из кишечника в кровь.
Каким вообще был бы мир без диффузии? Прекратись тепловое движение частиц — и вокруг всё станет мёртвым. Превратятся в безжизненные, оледеневшие фигуры растения, животные. Не станет вокруг Земли атмосферы — с прекращением теплового движения молекулы воздуха притянутся к Земле. Вокруг ни звука, ни ветра… На чёрном небе ещё несколько минут будет видно Солнце — столько, сколько времени будут идти от него последние лучи… Какая страшная сказка! Хорошо, что она невозможна даже в мыслях, потому что мы знаем — тепловое движение частиц в окружающем мире вечно.
Как видим, законы физики действуют и в живой природе. Однако нужно помнить, что биологический объект — не только физическое тело, но и часть живой природы; он находится на более высоком уровне организации материи.
При помощи только физических законов нам никогда не объяснить, например, явление всасывания питательных веществ в кишечнике, потому что в этом процессе главную роль играет не явление диффузии, а деятельность клеток эпителия, обладающего избирательной проницаемостью для различных веществ. С помощью метода меченых атомов удалось выяснить, что вода из кишечника всасывается в 100 раз быстрее, чем это следует из законов осмоса и диффузии.
Физико-химические процессы в биологических структурах приводят к результатам, которые нельзя полностью объяснить только на основе физических и химических законов.
Воздушный замок (о гидрофильных и гидрофобных связях)
Пока мы размышляли, паук-серебрянка построил себе дом. Как красив этот воздушный замок — настоящий водолазный колокол. В нём паук сможет спокойно провести зиму: кислород, который всегда есть в воде, вследствие диффузии будет проникать через плёнку колокола и таким же путём будет выходить углекислый газ… Ради любопытства не нужно разрушать дом паука — более двух часов он трудился только над тем, чтобы сплести паутину, натянуть её между стеблями трав. Потом много раз поднимался на поверхность, нырял под воду с пузырьками воздуха между волосков на теле и под паутиной снимал их с себя. Вот они собрались под паутиной в один большой пузырь, благодаря выталкивающей силе паутина прогнулась, по- этому форма дома получилась в виде колокола. Наверное, дом показался пауку тесным, и он снова поднялся на поверхность за новой порцией воздуха. Посмотрите, вот паук нырнул под воду, окружённый как бы целлофановым блестящим мешочком… А что, если бы ему действительно приходилось воздух «упаковывать»? Из какого вещества он мог бы образовывать плёнку? Об этом стоит подумать.
Видели ли вы когда-нибудь растекающуюся по поверхности воды камфору или олеиновую кислоту? Эти вещества принадлежат к поверхностно-активным веществам (ПАВ), они способны образовывать плёнки на поверхности воды. Молекулы таких веществ состоят из двух частей: неполярной (например, состоящей из углеводородных радикалов −CH2 ,−CH3) и полярной (например, состоящий из групп −OH, −COOH и др.). «Отношения» полярных и неполярных групп с молекулами воды складываются по-разному, что обусловлено строением молекул воды.
Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Электронные облака атомов водорода в ней смещены к атому кислорода, вследствие чего молекула воды представляет собой систему двух одинаковых по значению и различных по знаку электрических зарядов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, — диполь. Поэтому молекулы воды охотно вступают во взаимодействия с полярными молекулами или полярными группами молекул. Вещества, в которых они преобладают, гидрофильны — «любят воду» («гидро» — вода, «филео» — любить). С неполярными молекулами или неполярными группами молекул молекулы воды контактируют неохотно: молекулы воды сильнее притягиваются друг к другу, чем к неполярным молекулам или группам молекул, последние как бы отталкиваются от молекул воды — «боятся» её. Такие вещества, состоящие из неполярных молекул или молекул, в которых преобладают неполярные группы, гидрофобны («гидро» — вода, «фобос» — страх), вода плохо смачивает их и слабо растворяет.
У поверхностно-активных веществ молекулы состоят из двух частей — гидрофобной и гидрофильной. Гидрофильная часть этих молекул обусловливает распределение веществ по поверхности воды — полярные части молекул вступают в электростатические взаимодействия с молекулами воды, они как бы «купаются» в воде. Гидрофобная часть молекул, «отталкиваясь» от молекул воды, выносит вещество на поверхность — эти части молекул как бы «торчат» над водой. Между частями молекул ПАВ должно быть определённое соотношение, т. е. гидрофобно-гидрофильный баланс. Если гидрофильная часть слабее гидрофобной, то молекулы вещества не будут образовывать на поверхности воды плёнки, а соберутся в капли, подобные каплям жира на поверхности бульона. Если же гидрофильная часть молекулы гораздо сильнее гидрофобной, то вещество будет растворяться в воде, не будет выталкиваться водой на поверхность, т. е. не будет обладать поверхностной активностью.
Многие обитатели озёр приспособлены к использованию гидрофобности или гидрофильности веществ. Утка, сколько бы ни ныряла за кормом, остаётся сухой — она регулярно смазывает перья гидрофобным веществом — жиром. Шустрые водомерки и береговые пауки обуты в гидрофобные «башмачки» — их ноги не прокалывают воду, а только прогибают её.
Как привольно обитателям озера летом! А что будет с ними зимой, когда вместо цветочной пыльцы над озером будут летать снежинки? Многие из них спрячутся на дне и впадут в зимнюю спячку. Хорошо ещё, что озеро покроется льдом. А если бы вода, как большинство тел, при охлаждении сжималась, и лёд не плавал?
Почему лёд плавает? (О водородных связях, о тепловых свойствах воды)
Как будто бы детский вопрос, а ответить на него не так просто. Можно сказать, что плотность льда меньше, чем воды. Но почему? Выясним, как расположены молекулы воды и льда. Со строением молекул воды мы уже знакомились. Обратим внимание на то, что связи H − O в молекуле воды поляризованы и что угол между ними около 105 °С, так что молекулу воды можно представить в виде треугольника. Вследствие того что электронные облака атомов водорода в молекуле воды оттянуты к атому кислорода, ядра атомов водорода способны взаимодействовать с неподелёнными парами электронов атомов кислорода соседних молекул воды — между молекулами воды образуются водородные связи. Каждая молекула воды имеет два атома водорода и две неподелённые пары электронов, значит, она может образовывать водородные связи с четырьмя соседними молекулами воды. Именно такова структура воды в состоянии льда. Из-за относительной длины связей H − O структура льда неплотная, в ней имеются пустоты, соизмеримые с размерами молекул воды. При плавлении льда его кристаллическая решётка разрушается не до от- дельных молекул, образуются их ассоциаты. Это явление состоит в том, что молекулы вещества соединяются в удвоенные, утроенные и т. д. ассоциированные молекулы. При этом, конечно, могут быть и отдельные молекулы. Они заполняют пустоты, которые имелись в кристаллической структуре льда, поэтому плотность воды при повышении температуры от 0 до 4 ℃ увеличивается. Дальнейшее повышение температуры приводит к увеличению расстояния между молекулами и ассоциатами, а также размеров молекул вследствие увеличения интенсивности колебаний атомов в молекулах — плотность воды уменьшается.
Как мы уже говорили, в жидком состоянии вода состоит из отдельных молекул и ассоциатов типа (H2O)𝑥. При повышении температуры водородные связи в них разрываются, на что затрачивается значительная энергия. Поэтому вода среди самых распространённых в природе жидкостей имеет наибольшую удельную теплоёмкость. Это свойство и обусловливает её большую роль в природе. Так, благодаря большой теплоёмкости Мирового океана сглаживается резкость температурных переходов от зимы к лету и наоборот, что позволяет живым организмам постепенно приспосабливаться к новым сезонным условиям. Вода стоит на первом месте среди веществ, которые входят в состав клетки (её масса составляет почти 80 % массы клетки), что способствует поддержанию стабильности температуры тела организмов. Наверное, вы слышали, как о ком-нибудь говорят: «Да он же золотой человек!» А если бы человек на самом деле был бы из «золота», в частности, если бы удельная теплоёмкость его тела была такой же, как у золота? Такое даже вообразить страшно: от стакана горячего чая его температура повышалась бы на 8 − 10 ℃, а ведь мы чувствуем себя больными при повышении температуры нашего тела даже на доли градуса.
Особенностью строения молекул воды, их способностью образовывать водородные связи объясняются и другие удивительные свойства воды, которые делают её жидкостью, незаменимой в живой природе. Например, в живой природе большое значение имеет тот факт, что вода обладает большой удельной теплотой парообразования (обусловлено это тем, что перед переходом воды из жидкого состояния в газообразное необходимо разрушить водородные связи в ассоциатах воды, на что затрачивается гораздо большая энергия, чем на разрыв межмолекулярных связей, например, эфира или спирта). Благодаря испар нию воды с поверхности организмов регулируется их температура. Даже в жару листья растений кажутся прохладными — с них всё время испаряется вода, а как вы знаете, при испарении воды массой 1 г тело теряет 2430 Дж энергии. Например, одно растение кукурузы или подсолнечника испаряет за время своего существования около 200 кг воды.
Представьте теперь, что у воды такая же удельная теплота парообразования, как у эфира (для воды она равна 2,26∙106 Дж⁄кг, для эфира — 3,5∙105 Дж⁄кг). «Эфироподоб- ной» воды испарялось бы почти в 6 раз больше. Что за туман стоял бы над кукурузным полем или в берёзовой роще! Даже на размерах живых организмов отразилось бы изменение этого свойства воды.
Известно, что за целый день тяжёлой физической работы (например, при колке дров) человек теряет до 10 л пота. Удельная теплота парообразования пота несколько больше, чем воды (2,436∙106 Дж⁄кг).
Если бы пот во время работы не выделялся и не испарялся, то тело не охлаждалось бы, и человек мог бы перегреться. Несложные расчёты показывают, что за день такой работы человек «нагрелся бы» до 100 ℃. Основой пота является вода, именно она обусловливает большую удельную теплоту парообразования пота.
А если бы основой пота была «эфироподобная» вода? В таком случае при тяжёлой работе в организме человека должно было бы выделиться в 6 раз больше пота, человеку пришлось бы во столько же раз больше выпить жидкости. А так как вода к каждой клетке при- носится с кровью, то сердцу за это же время пришлось бы перекачать в 6 раз больше крови. Представьте, как должны были бы измениться размеры сердца человека, да и не только сердца — всех органов. И у всех животных… Изменись хоть одна характеристика воды, и мир станет другим. Скажем, если бы удельная теплота плавления льда стала такой же, как, например, удельная теплота плавления свинца. Тогда затрачивалось бы в несколько раз меньшее количество теплоты, чтобы расплавить весной снег и лёд, быстрое таяние снегов и льдов вызывало бы большие наводнения, талая вода сбегала бы с полей, лесов и лугов, не успев напоить молодые растения, вёсны стали бы совершенно другими…
Можно долго фантазировать на эту тему. Но вода — самая удивительная жидкость на Земле — по своим свойствам превосходит всякую фантазию. Благодаря им вода является основой крови, лимфы, слюны, желчи, желудочного сока, растительных соков.
В каждой капле воды — множество жизней. Здесь обитают представители всех типов низших растений, большинства типов беспозвоночных животных и почти всех классов позвоночных. В воде животные и растения прошли долгий путь развития, а уже потом, когда появились высокоорганизованные формы, некоторые из них вышли на сушу. Мелкие микроскопические организмы, находящиеся во взвешенном состоянии в толще воды, составляют планктон — основной трансформатор солнечной энергии в водной среде. В этом смысле вода — живая. «Вода!.. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь!..» — писал Антуан де Сент-Экзюпери. Чтобы на Земле продолжалась жизнь, необходимо беречь природные водоёмы. Ведь их обитатели очень чувствительны ко всему чужеродному. Например, караси ощущают растворённые в воде вещества в концентрации 10−14 г⁄см3.
Если в воду попадут инородные, отравляющие вещества, то экологическая система, которая слагалась и поддерживалась на протяжении тысячелетий, будет нарушена. Бездушность или бездумность людей за короткое время может уничтожить то, что создавалось в природе веками. Каждый из живущих на Земле должен беречь жизнь рек и озёр. Ведь это и твоя жизнь, и жизнь тех, кто будет после тебя.
