Буравчик лежал дома в своей кровати и сжимал в руке фонарик. Было уже темно, и без фонарика в это время никуда. Буравчик думал о воздушном шарике, который надули на день рождения, а потом он лопнул – «бум!» – и шарика не стало. Или вот дерево – его сначала не было, потом оно выросло из семечка, росло, росло, потом засохло, и его тоже не стало. Зачем и как исчезают разные вещи? Живые и неживые – со звуком «бум» или без звука.
Однажды в Крыму они сидели с мамой и папой на высоком плато над морем. И было уже темно. Папа с мамой пили вино, папа шептал что-то маме на ухо, а Буравчик отщипывал виноград. И тут на темном небе прочертились яркие прямые линии.
– Что это? – спросил Буравчик у папы.
– Это ухо мамы, – ответил папа.
– Нет, на небе.
– А-а-а, так это метеорит сгорел, надо было загадать желание, – сказал папа.
– А почему метеориты сгорают? – не отставал Буравчик.
– Вот домой в Москву вернемся, пойдем в планетарий, и ты все поймешь, – ответил папа.
Но папа забыл, у него работа. А Буравчик все думал о том метеорите, камне из космоса, который прилетел к нам и сгорел. Значит, его совсем не стало?
Мысль эта не давала покоя Буравчику, он тихонечко слез с кровати и достал из рюкзака планшетник. Забрался под одеяло, чтобы мама не видела свет, и нажал кнопку связи с писателем. Экран засветился, на нем открылось окошечко, в котором Буравчик быстренько написал:
Почему метеориты сгорают? —
и нажал «Ввод». Высветилась надпись:
Вопрос получен.
Ответ будет через 9 минут 32 секунды.
Пока почисти зубы
«Дались вам всем мои зубы», – подумал Буравчик и стал ждать.
Ровно через 9 минут 32 секунды высветился ответ.
Буравчик, метеориты не сгорают. Они долетают до Земли, и их потом находят ученые и исследуют. А горение – это совсем другой процесс. Но все по порядку.
Сначала – что такое горение?
Когда вы с папой, мамой и дядей Рабиндранатом ездили на машине в лес жарить сосиски на костре, папа собрал тоненькие веточки, сложил их в кучку, скомкал бумагу и положил под ветки. Потом достал зажигалку и поджег. Бумага разгорелась, занялись и веточки. Получился костер, который сам горит. Вот это и есть настоящее горение.
Что же при этом происходит?
Когда папа щелкает зажигалкой, там пролетает искра. Искра очень горячая, ее температура – 700–800 градусов. Маленькая искра нагревает газ пропан из зажигалки, он соединяется с кислородом из воздуха и исчезает – вместо него образуются другие вещества: углекислый газ и вода. Происходит настоящее волшебное превращение, химическое превращение. И так – пока не кончится пропан в зажигалке. Самоподдерживающийся процесс – горение. Химия, наука о превращении веществ, – удивительная наука, Буравчик, почти магическая.
С бумагой и веточками в костре происходит то же самое, только разогревать их нужно чуть дольше, чем газ пропан. Горячее пламя из зажигалки нагревает тонкую бумагу, кусочки бумаги воспламеняются, и тоже происходит химическое превращение. Исчезает бумага, веточки и кислород, и остаются негорючий газ и зола. Ты видел горячие языки пламени в костре? Это горение, самоподдерживающийся процесс, который будет продолжаться, пока будет чему гореть.
Совсем другое дело с метеорами и метеоритами.
Вот смотри. Летит себе в космосе камень – астероид. Никого не трогает, просто летит. В космосе нет воздуха, там только звезды, планеты и другие небесные тела. Летают они в вакууме, в пространстве, где нет газа.
Так вот. Летит он, летит, и вдруг, что бывает очень редко, встречается ему на пути наша планета, Земля. Где мы с тобой живем. Мы-то с тобой живем уже не в вакууме, вокруг нашей планеты есть воздух, атмосфера, которая состоит из разных газов, в частности из кислорода, которым мы дышим. Без кислорода мы бы умерли.
Астероид на большой скорости сталкивается с молекулами атмосферы Земли, с газом. При этом и астероид, и газ атмосферы нагреваются. Иногда говорят, что падающий метеор (а наш астероид, как только вошел в атмосферу Земли, стал метеором) нагревается от трения о воздух. Можно и так сказать.
И вот наш падающий из космоса камень, метеор, нагревается так сильно, что начинает испаряться. Ты же знаешь, что если лед нагреть, он превратится в воду, если нагреть воду до 100 градусов, то она начнет кипеть и превращаться в газ, в водяной пар. Так и здесь, только камень нужно нагреть до гораздо более высоких температур, чтобы он расплавился, а потом превратился в газ.
Метеор летит, летит к Земле, его поверхность разогревается все сильнее, камень постепенно замедляет свою скорость, испаряется и уменьшается в размерах. Если он весь испарится в атмосфере, иногда делая «бум!», на землю ничего не попадет. Если же не весь – тогда на землю упадут оплавленные остатки астероида из космоса, они-то и называются метеоритами. Так как и сам падающий метеор, и газ вокруг нагреваются очень сильно, мы видим свечение. Именно такой светящийся след в небе ты и наблюдал в Крыму.
Почему же мы слышим иногда «бум»? Это не такой простой вопрос. Во-первых, метеор влетает в атмосферу Земли на очень большой скорости, десятки километров в секунду. Это гораздо больше, чем скорость звука в воздухе (примерно 300 метров в секунду). То есть метеор летит быстрее скорости звука, как сверхзвуковой самолет, только еще быстрее. А когда что-то летит быстрее скорости звука, образуется ударная волна. Вот она и бьет нас по ушам, если мы не очень далеко от метеора. Она нас бьет, даже если метеор не взорвался. Но метеор может так сильно нагреться, что уже никак не может оставаться целым. Тогда он может взорваться. Что такое взрыв? Это когда какое-то тело разлетается на кусочки, летящие очень быстро в разные стороны. Чаще всего это сопровождается еще и выбросом энергии. Так вот, после взрыва твердые кусочки, расплавленные капли и раскаленный газ разлетаются во все стороны опять быстрее скорости звука (чаще всего). И опять образуется ударная волна, уже не так далеко от поверхности земли. Вот ее-то мы и слышим. Это она нас ударяет в ухо и делает «бум». А в космосе воздуха нет. И звуков тоже никаких нет. Там космическая тишина. Но давай опять вспомним про горение метеорита.
Теперь ты видишь, какие это разные процессы – горение костра и падение метеорита? Костер горит сам по себе, это – самоподдерживающийся процесс. А про метеор хоть и говорят: «сгорел в атмосфере», но он там не сгорел… он там просто испарился. Горение – это совсем другой процесс.
Буравчик дочитал ответ. Глаза Буравчика слипались. Он подумал: «Как все сложно устроено в мире! Задашь один вопрос, а из него возникают еще десять». И решил, что завтра, даже если папа будет очень занят, попросит его помочь во всем этом разобраться.
С этой мыслью Буравчик и уснул.
А папа еще не спал. Он тоже думал о Крыме, но не о метеоре, а об ухе.
(изготовление и сжигание «метеора» делается вместе с кем-то из взрослых)
Пойди в лес и соскреби щепочкой (не пальцами!) выступившую на стволе смолу в железную баночку – шарик или колбаску смолы сантиметра два в диаметре.
После этого присядь, отдохни, поищи папу с мамой, они где-то рядом.
Насыпь в железную баночку со смолой мелких щепочек, земли, маленьких кусочков мха, песка. Не бойся переборщить. Все это тщательно перемешай палочкой. У тебя должна получиться густая черно-бурая масса.
Теперь самое сложное – скатай шарик из этой массы. Лучше всего было бы взять из дома резиновые перчатки. Но если у тебя их нет, выскреби эту массу из баночки на землю, можно даже в песок или пыль, ничего, что шарик получится грязным.
Насади шарик на металлический прутик – например, от бенгальского огня, но подойдет и любая сырая ветка. Слегка помаши веткой, только чтобы шарик не свалился, – видишь, с ним ничего не происходит, как с астероидом, который летит к Земле в вакууме. Представь, что твой шарик – уже метеор, он летит в атмосфере Земли к ее поверхности.
Большую скорость движения мы создать не сможем, но зато мы можем повысить температуру. Попроси кого-то из взрослых разжечь костер. И медленно подноси свой шарик на палочке к огню, не обожгись. Постепенно он нагреется, возможно, загорится смола. И от шарика в огонь начнут падать маленькие кусочки. Шарик начнет уменьшаться в размерах. То же происходит и с метеором. Он разогревается от трения о воздух, от него начинают отваливаться куски. Чаще всего он совсем испаряется, разваливается в атмосфере и исчезает. Но если повезет, до земли долетит кусочек, камень или металл – метеорит. Как твоя палочка или железный прутик, они не успеют сгореть в огне.
Ты поставил настоящий эксперимент – показал, как разваливаются метеоры в воздухе, в атмосфере, при подлете к Земле.