О ТЕЛАХ И ВЕЩЕСТВАХ

Все предметы, которые мы видим вокруг, принято называть телами. Например, солнце, луна, звезды - это небесные тела. Деревья, камни - тела земные. Машины, инструменты - тела, изготовленные человеком.

Сразу же задам тебе вопрос: а откуда они взялись? Про солнце, луну и камни ты, конечно, и сам скажешь, что их Бог создал. Ладно. А вот, например, топор кто создал? Конечно, человек, - скажешь ты и будешь прав, но твой правильный ответ нужно будет дополнить.

Для этого постарайся подумать или вспомнить, как человек изготавливает топор. Если ты живешь или часто бываешь в деревне, то, возможно, видел, как крестьянин берет полено, тщательно его отесывает, а затем насаживает на него железную часть - самый топор. Значит, деревянная рукоятка прежде была деревом. А железную часть отлили и выковали на заводе из железной руды. Таким образом, части топора первоначально взяты от природы: рукоять принесли из леса, а железную часть выкопали из земли.

То, из чего состоят все тела, называется веществом или материалом. Так топор состоит из двух материалов: из древесины и железа. Посмотри и на другие тела, изготовленные человеком, подумай, из чего они сделаны, и ты увидишь то же правило. Изготавливая вещь, человек берет для этого материалы из окружающей природы. Никогда не бывало так, чтобы человек сделал что-нибудь из ничего, или даже хотя бы из неподходящего материала. Топор не сделаешь ни из воздуха, ни из воды.

А теперь подумай, как появились те тела (и те вещества, из которых они состоят), к которым человек не прикасался? Они созданы Богом, но из чего? Предположим, ученые догадаются, из чего образовались камни или почва. Но ведь эти вещества не существовали вечно и не созданы человеком.

КАК ТВОРИТ БОГ И КАК ТВОРИТ ЧЕЛОВЕК

Когда Бог творил мiр, Он не использовал никаких прежде существовавших материалов, потому что таких не было. Все вещества Бог сотворил из ничего. Человек так творить не может. Потому и не совсем верно говорить о человеке, что он что-то сотворил. Человек может лишь видоизменять данные ему Богом предметы и материалы. А сотворением правильнее называть создание из ничего. На это способен только Бог, Которого потому мы и называем Творцом (с большой буквы).

Вот почему не совсем точна фраза: человек создал топор. Человек лишь правильно соединил и составил то, что создал для него Господь.

Впрочем, если человек что-то делает, например тот же топор, или дом, или мост, или машину, то его человеческое творчество немного похоже на Божие. И вот чем: человек сначала непременно продумает, что же у него должно получиться. Топор он может сразу представить себе, как тот должен выглядеть. А мост или машину в голове удержать почти невозможно. И вот прежде, чем их изготовить, инженеры должны тщательно начертить чертежи будущего устройства, должны сделать расчеты, и только после этого браться за само строительство. Иначе ни моста, ни машины у них не получится. Проще сказать, человеческая мысль идет впереди деятельности.

Точно так же и Бог сначала мыслит, и в Своем бесконечном разуме держит устройство всех-всех Своих творений, а потом уже эти мысли превращаются в дела Божии. И мы видим весь сотворенный Богом мiр. Только Богу не нужны ни чертежи, ни расчеты. Ведь Его разум неизмеримо больше разума всех людей вместе взятых. Кроме того, инженеры, когда чертят чертежи или рассчитывают свои расчеты при этом опираются на законы природы. Помнишь, мы уже говорили об этом прошлый раз. Мы должны уважать эти законы, установленные и хранимые для нас Богом. А Бог Сам задумал и установил все законы природы. Над Богом эти законы власти не имеют. Он Сам их устанавливает, когда хочет.

Вот еще один самый простой закон природы: никакую вещь нельзя сделать из ничего. Нужно обязательно взять для нее какой-нибудь материал: для изготовления горшка нужно взять глину, для топора и лопаты - дерево и железо и т.д. Этот закон обязателен для всех нас, но не для Бога, Который Сам же его и установил. А прежде, чем Он установил этот закон, Он создал мiр в нарушение этого закона, то есть из ничего.

Тебе трудно представить себе, как же можно создать и солнце, и землю, и небо, и множество растений и животных и все это - из ничего. Не смущайся, я тоже не могу этого представить, настолько мы привыкли видеть, что природа постоянно подчиняется установленному Богом закону. Просто запомни и понемногу привыкнешь к тому, что Бог выше всех Своих законов, а потому Он творит чудеса. Вся окружающая нас природа, такая сложная, премудрая и прекрасная - разве это не чудо? Такое чудо, что ни в сказке сказать, ни пером описать. Потому в церкви в дни больших праздников по вечерам часто услышишь слова псалмопевца Давида: "Кто бог велий, яко Бог наш, Ты еси Бог творяй чудеса". Постарайся запомнить, как их поют, а смысл этих слов такой: разве есть кто-нибудь более великий, чем Бог наш, творящий чудеса.

ВЕЩЕСТВА СОСТОЯТ ИЗ ЧАСТИЦ

Бог создал мiр богатым и многообразным. Вещества, из которых состоят все тела, очень различны. Особенно это относится к телам растений и животных. Разнообразие веществ, практически бесконечно. Чем же оно объясняется?

Все вещества состоят из очень мелких частиц, которые называются молекулами. Свойства вещества определяются размером и строением его молекул. Например, вода состоит из одних молекул, керосин из других, уголь из третьих.

Молекулы чрезвычайно малы. Если бы они были в десять тысяч раз больше, чем они есть, их можно было бы еле-еле разглядеть в самый сильный микроскоп. Потому все вещества и кажутся нам непрерывными и легко делимыми на сколь угодно мелкие части, которые всегда будут больше размера молекул. Если ты смотришь на кирпичный дом с очень далекого расстояния, стена будет казаться тебе равномерной и одноцветной. И лишь когда ты подойдешь поближе, тогда только увидишь и отдельные кирпичи и цементные швы между ними.

Вещества бывают чистыми, но чаще встречаются смеси веществ. Чистые вещества состоят только из одного рода молекул. Такие вещества получить очень непросто. Например, чтобы получить чистую воду, ее нужно долго очищать разными способами. А в природной воде, даже в родниковой, всегда растворено немного соли или других веществ. Это значит, что молекулы других веществ смешались с молекулами воды, как бы спрятались среди них. Это происходит от того, что частицы всех веществ непрерывно движутся.

Ты уже знаешь, как делится природа на живую и неживую. Вещества, из которых состоят живые организмы (т.е. растения, животные, люди), называются органическими. Молекулы этих веществ очень сложны и разнообразны. Поэтому сами растения и животные так сильно отличаются друг от друга. Впрочем, в состав живых существ входят и неорганические вещества: вода, соль, воздух.

МОЛЕКУЛЫ И ТРИ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА.

Движение частиц вещества бывает разным: быстрым, энергичным, или медленным, спокойным. Когда холодно, молекулы движутся медленно, а при нагревании начинают ускоряться. Характер движения молекул определяет и состояние вещества.

Возьмем, к примеру, вещество в твердом состоянии - лед. Лед - это та же вода, только замерзшая. При замерзании частицы воды нисколько не меняются, потому мы и говорим, что это то же самое вещество.

В куске льда холодно. Частицы воды движутся лениво. Они связываются друг с другом довольно крепко, как дети в хороводе, взявшиеся за руки. На месте они не стоят, но и связи друг с другом не теряют. Потому- то твердые тела не текут, а многие из них довольно прочны. Частицы в них крепко держатся друг за друга.

Если теперь мы нагреем лед, то его молекулы станут двигаться настолько быстро, что уже не смогут держаться в прежнем порядке. "Хоровод" молекул распадется, движение их будет напоминать толпу людей где-нибудь в метро или на базаре. Так движутся молекулы в обычной воде и в любой другой жидкости. Жидкости текучи, их можно переливать из одного сосуда в другой и они всегда примут форму того сосуда, в который налиты. Это происходит оттого, что их молекулы в жидком состонии не связаны друг с другом крепко в одном порядке.

Если же продолжать нагревать воду, то самые быстродвижущиеся из ее молекул будут вырываться из "толпы" и двигаться свободно, лишь иногда сталкиваясь с другими подобными же молекулами. Это будет уже водяной пар, или газообразное состояние воды. Оно напоминает движение редких прохожих по широкой площади в разных направлениях. В газах и парах все молекулы находятся друг от друга значительно дальше, чем в жидкостях и в твердых телах, потому пар намного легче своей жидкости. Интересно, что при переходе из одного состояния в другое вещества могут очищаться. Если выпарить соленую и грязную воду, то соли и грязь не попадут в пар, и он будет чистым. Или если мы с тобой попробуем заморозить соленую воду, так чтобы только часть воды замерзла, то ледяная корка окажется пресной, чистой. Когда мы будем говорить о воде особо и подробно, ты узнаешь, насколько важно такое свойство воды для всех нас. Бог не случайно создал вещества так, чтобы они бывали в трех разных состояниях. Иначе жизнь была бы невозможна.

Большинство окружающих нас веществ также меняют свои состояния при нагревании или охлаждении. Возможно, ты слышал, что почти все металлы получаются выплавлением, то есть бывают в очень горячем жидком состоянии. Потому и сталевары получили название своей профессии, что они варят сталь, а варить можно только что-то жидкое. Можно привести и другие примеры перехода веществ из одних состояний в другие, но ты лучше подумай об этом сам. Вспомни для начала обычную церковную свечу, почему иногда она капает.

ПРЕВРАЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВ ДРУГ В ДРУГА

Итак, при изменении своего состояния вещество остается самим собою, поскольку молекулы его не изменяются, а только начинают двигаться иначе, чем прежде.

Но бывают в природе и превращения одних веществ в другие. Куда, например, девается горящая свеча, или масло в лампаде, или дрова в печке? Они все сгорают. Что это значит?

Это значит, что воск, масло или древесина превратились в иные вещества - в пары воды и углекислый газ, которые рассеялись в воздухе. Но это не значит, что сгоревшее вещество исчезло бесследно. Ученые проводили специальные опыты и сумели определить вес продуктов горения, который оказался равен весу исходных продуктов и воздуха, участвовавшего в горении.

Что же происходит с веществами при их превращениях? Этим вопросом занимается особая наука - химия, которую ты будешь изучать в старших классах. Пока же поясню тебе очень кратко, если ты такой любознательный.

Дело в том, что молекулы строятся из более мелких частиц - атомов, разновидностей которых меньше, чем молекул. Молекулы отличаются друг от друга тем, какие атомы и в каком количестве входят в их состав. В пламени свечи, например, молекулы воска, сначала, распадаются на атомы, а те соединяются с молекулами кислорода, содержащегося в воздухе и в итоге получаются молекулы новых веществ.

Если ты это понял - хорошо, а если не понял - пока не страшно. Мы просто немного забежали с тобою вперед.

ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ТЕЛ

Как ты думаешь, на чем основана работа обычного градусника или термометра? Когда окружающий воздух нагревается, столбик термометра движется вверх, точно отслеживая температуру. Это объясняется движением молекул. Быстро движущиеся в горячем теле молекулы "расталкивают" друг друга, им требуется больший объем, потому тело и расширяется. Этот закон относится и к твердым, и к жидким, и к газообразным веществам. И что интересно: хотя молекулы движутся беспорядочно, но по величине расширения можно очень точно узнать температуру. Точно так же, как и по удлинению пружины, мы с тобою точно определяли вес подвешенных грузов. И здесь столбик термометра "знает" температуру гораздо лучше нас с тобою. Значит, и для беспорядочного движения молекул поставлен Богом свой особый премудрый и постоянный порядок.

МОЛЕКУЛЫ И ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА

Помнишь, мы говорили с тобою о том, что тепло это не какое-то особое вещество, как думали люди раньше. Но что же такое тепло и как оно передается?

Молекулы вещества в любом его состоянии движутся. Если они движутся быстро, то при соударении с молекулами соседнего тела, они заставляют и их двигаться быстрее. Если быстро катящийся мяч заденет другой неподвижный мяч, то второй обязательно покатится. Вот и представь себе огромное множество быстрых "мячиков" - молекул одного тела постоянно ударяются о медленные молекулы другого. В конце концов, и молекулы другого тела начнут двигаться быстрее, то есть второе тело нагреется. Это и значит, что тепло перешло от горячего тела к холодному.

Мы рассмотрели самый простой случай двух соприкасающихся тел - горячего и холодного. Точно также быстрые молекулы горячего твердого тела (например, домашней плиты) могут "ускорить" молекулы воздуха, касающегося плиты и тем нагреть его. Здесь тоже происходит передача тепла от горячей плиты к холодному воздуху. Может быть и наоборот: горячий воздух способен нагреть холодное твердое тело. Так пламя и дым от горящих дров нагревают дымоходы в печке.

Но в любом случае: переходит ли тепло от твердого тела к твердому или к жидкому, или к газу, или наоборот, важно, что при этом горячее тело остывает, а холодное нагревается. Никогда не бывает так, чтобы холодное тело остыло еще больше, а горячее еще больше нагрелось. Этот простой, но важный закон природы, тебе, вероятно, понятен сам собою. Постарайся запомнить его, он еще понадобится нам в дальнейшем.

Точно такое же правило наблюдается и в смесях веществ, например, в растворах. Предположим, ты положил в стакан с чаем одну ложку сахара и размешал его. А я положу в свой стакан три ложки. Если мы выльем оба наши стакана в один чайник, а затем опять разольем по стаканам, то насколько сладким будет наш чай? Правильно, он будет таким, как будто каждый из нас положил по две ложки. Это ты легко можешь проверить, даже если не сообразил сразу. Но скажи: можно ли, как-то смешивая чай из двух наших стаканов, получить и вовсе несладкий чай, то есть чай без сахара? - Конечно же, нет.

Видишь, какой интересный закон природы. Сами собою все горячие тела стремятся остыть, все холодные стремятся нагреться, а все чистые вещества стремятся смешаться или загрязниться. Хочешь сохранять свой чай долго горячим? - наливай его в термос. Хочешь сохранить воду чистою? - Закрывай ее плотнее. Впрочем, о передаче тепла и об очистке веществ нам еще предстоит интересный разговор.

ТРЕНИЕ И ТЕПЛО

Быть может, ты видел на рисунках или слышал о том, как древние люди получали огонь, не имея ни спичек, ни зажигалок. Для зажигания им требовалось сильно нагреть хотя бы маленький кусочек растопки. Ты сам, наверное, наблюдал, что если потереть два куска дерева друг об друга, то они нагреются. Этим свойством и пользовались древние люди. Для того, чтобы нагреть дерево посильнее они использовали разные подходящие приспособления, вроде показанного на рисунке.

Что же происходит при трении, почему выделяется тепло? Когда ты толкаешь, предположим, брусок вдоль доски, то молекулы бруска ты разгоняешь дополнительно своей рукой. На поверхности соприкосновения этот дополнительный разгон передается молекулам доски, они начинают двигаться быстрее, и доска, поэтому, нагревается. Движение молекул направленное и упорядоченное переходит в движение тепловое, беспорядочное.

Люди заметили и проверили опытом, что если быстро и с усилием двигать трущиеся поверхности, то нагрев будет сильнее. Посмотри, сколько сил затрачивают мужчины на раскручивание ворота для получения огня на рисунке. Еще может быть, ты видел, как точат ножи и другие инструменты. Если ты просто поводишь лезвием ножа по ручному бруску, то уже заметишь, что нож нагрелся. А если ты попробуешь заточить ножик на вращающемся точильном камне, то не советую тебе сразу трогать его пальцем - будет горячо, хотя ножик очень быстро остывает. Кроме того, при заточке на таком мощном вращающемся точиле сыплются целые снопы горячих светящихся искр. Это мелкие-мелкие крошечки точильного камня и самого затачиваемого лезвия, раскалившиеся до высокой температуры.

Если у точильного станка выключить двигатель, то камень будет еще очень долго вращаться. Если же сразу после выключения ты приставишь к камню нож для заточки, то остановка камня произойдет гораздо быстрее, а нож, как обычно, нагреется.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Какой мы можем сделать вывод из этих наблюдений? Движение тел может переходить в тепло благодаря наличию трения. Притом мера движения соответствует и мере полученного тепла. Эта мера движения называется энергией. Она может быть посчитана, и в старших классах ты узнаешь, как это делается. Может быть измеренным и подсчитанным получаемое в опытах тепло, которое есть не что иное, как энергия движения молекул. Оказывается, что энергия движения тел (например, вращение точильного камня) в точности равна прибавке к энергии движения молекул (камня и ножа), то есть выделенному теплу. Это очень важный закон природы, свидетельствующий о том, что никакое движение в природе не может возникнуть из ничего или пропасть бесследно. Все движение вложено в мир Господом при его сотворении и с тех пор остается в общей сложности неизменным.

В Библии сказано, что, сотворив мiр, Господь почил от всех дел творения, то есть больше не создавал из ничего движения, а просто повелел разным видам энергии переходить друг в друга.

Этот же закон имеет прямое отношение к твоему телу. Ты можешь шевелить руками и ногами, можешь приводить в движение разные предметы: носить воду, копать землю, класть поклоны на молитве. Не раз, вероятно, ты слышал о проворных сверстниках или о себе самом: ишь, как они бегают, сколько в них ЭНЕРГИИ! А откуда берется энергия твоих телесных движений?

Ты, наверное, догадался. Силы приносит нам пища. Если ты пробовал поститься вместе со взрослыми, то знаешь, что если человек долго не ест, то слабеет. (Для внимательной молитвы и богомыслия это очень даже полезно). В нашей пище тайно скрыта, а правильнее сказать, химически связана, энергия. Когда ты движешься или работаешь, эта энергия выделяется в твоих движениях. А куда она потом девается?

Попробуй покрутить гантели или побегать. Ты сразу почувствуешь, что тебе станет теплее. Энергия твоих движений, точнее, энергия твоей пищи, перейдет в тепло твоего тела и окружающего воздуха. Воздух немного нагреется, но поскольку его много и он движется, и сам переносит тепло другим предметам, ты никогда не заметишь его нагревания от своих движений.

Постарайся теперь сам ответить на вопросы:

- Если выключить электроточило на полном ходу, но сам камень не тормозить, то спустя довольно продолжительное время камень остановится. Куда девается энергия его вращения?

- Ты положил книгу со стола на полку повыше. Пришлось ли тебе затратить энергию? Может ли эта энергия еще быть использована? В какой вид перейдет эта энергия, если книга вдруг упадет обратно на стол? А если ты осторожно снимешь ее и положишь на стол?

Если пока затрудняешься ответить, то подожди до конца книги. Нам еще придется поговорить о превращениях энергии в разных природных явлениях и тогда ты, быть может, легко одолеешь эти вопросы.