1.2. ბიოსფეროს მახასიათებლები და შემადგენლობა პირველად ცნება „ბიოსფერო“ (ბერძნ. bios - სიცოცხლე და sphaira - ბურთი) ბიოლოგიაში XIX საუკუნის დასაწყისში ჯ.ლამარკმა შემოიტანა. მან ხაზგასმით აღნიშნა, რომ ყველა ნივთიერება, რომელიც არის დედამიწის ზედაპირზე და ქმნის მის ქერქს, წარმოიქმნება

უჯრედის ქიმიური ელემენტები

ცოცხალ ორგანიზმებში არ არსებობს ერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც არ მოიძებნება უსულო ბუნების სხეულებში (რაც მიუთითებს ცოცხალ და უსულო ბუნების საერთოობაზე).
სხვადასხვა უჯრედები მოიცავს პრაქტიკულად ერთსა და იმავე ქიმიურ ელემენტებს (რაც ადასტურებს ცოცხალი ბუნების ერთიანობას); და ამავე დროს, ერთი მრავალუჯრედიანი ორგანიზმის უჯრედებიც კი, რომლებიც ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს, შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან ქიმიური შემადგენლობით.
ამჟამად ცნობილი 115-ზე მეტი ელემენტიდან, დაახლოებით 80 გვხვდება უჯრედის შემადგენლობაში.

ყველა ელემენტი ცოცხალ ორგანიზმებში მათი შინაარსის მიხედვით იყოფა სამ ჯგუფად:

1. მაკროელემენტები- რომლის შემცველობა აღემატება სხეულის წონის 0,001%-ს.
   ნებისმიერი უჯრედის მასის 98% მოდის ოთხ ელემენტზე (მათ ზოგჯერ უწოდებენ ორგანოგენები): - ჟანგბადი (O) - 75%, ნახშირბადი (C) - 15%, წყალბადი (H) - 8%, აზოტი (N) - 3%. ეს ელემენტები ქმნიან ორგანულ ნაერთებს (და ჟანგბადი და წყალბადი, გარდა ამისა, წყლის ნაწილია, რომელიც ასევე შეიცავს უჯრედს). უჯრედის მასის დაახლოებით 2% შეადგენს კიდევ რვას მაკროელემენტები: მაგნიუმი (Mg), ნატრიუმი (Na), კალციუმი (Ca), რკინა (Fe), კალიუმი (K), ფოსფორი (P), ქლორი (Cl), გოგირდი (S);
2. დარჩენილი ქიმიური ელემენტები უჯრედში ძალიან მცირე რაოდენობითაა: კვალი ელემენტები- ისინი, რომლებიც შეადგენს 0,000001%-დან 0,001%-მდე - ბორი (B), ნიკელი (Ni), კობალტი (Co), სპილენძი (Cu), მოლიბდენი (Mb), თუთია (Zn) და ა.შ.;
3. ულტრამიკროელემენტები- რომლის შემცველობა არ აღემატება 0,000001%-ს - ურანი (U), რადიუმი (Ra), ოქრო (Au), ვერცხლისწყალი (Hg), ტყვია (Pb), ცეზიუმი (Cs), სელენი (Se) და ა.შ.

ცოცხალ ორგანიზმებს შეუძლიათ გარკვეული ქიმიური ელემენტების დაგროვება. ასე, მაგალითად, ზოგიერთი წყალმცენარე აგროვებს იოდს, პეპლები - ლითიუმი, იხვი - რადიუმი და ა.შ.

უჯრედის ქიმიკატები

ატომების სახით ელემენტები მოლეკულების ნაწილია არაორგანულიდა ორგანულიუჯრედის ნაერთები.

რომ არაორგანული ნაერთებიშეიცავს წყალს და მინერალურ მარილებს.

ორგანული ნაერთებიდამახასიათებელია მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმებისთვის, ხოლო არაორგანული არსებობს უსულო ბუნებაში.

რომ ორგანული ნაერთებიმოიცავს ნახშირბადის ნაერთებს მოლეკულური მასით 100-დან რამდენიმე ასეულ ათასამდე.
ნახშირბადი არის სიცოცხლის ქიმიური საფუძველი. მას შეუძლია შევიდეს კონტაქტში ბევრ ატომთან და მათ ჯგუფთან, შექმნას ჯაჭვები, რგოლები, რომლებიც ქმნიან ორგანული მოლეკულების ჩონჩხს, რომლებიც განსხვავდება ქიმიური შემადგენლობით, სტრუქტურით, სიგრძით და ფორმით. ისინი ქმნიან რთულ ქიმიურ ნაერთებს, რომლებიც განსხვავდებიან სტრუქტურით და ფუნქციით. ამ ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც ქმნიან ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებს, ე.წ ბიოლოგიური პოლიმერები, ან ბიოპოლიმერები. ისინი შეადგენენ უჯრედის მშრალი ნივთიერების 97%-ზე მეტს.

გასულ საუკუნეში მთავარი საწვავი შეშა იყო. დღესაც ხეს, როგორც საწვავს, კვლავ დიდი მნიშვნელობა აქვს, განსაკუთრებით სოფლად შენობების გასათბობად. ღუმელებში შეშის დაწვისას ძნელი წარმოსადგენია, რომ ჩვენ, ფაქტობრივად, ვიყენებთ მზისგან მიღებულ ენერგიას, რომელიც მდებარეობს დედამიწიდან დაახლოებით 150 მილიონი კილომეტრის მანძილზე. თუმცა, ეს არის ზუსტად ის, რაც ხდება.

როგორ დაგროვდა მზის ენერგია ხეში? რატომ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ როცა შეშას ვწვავთ, მზისგან მიღებულ ენერგიას ვიყენებთ?

გამოჩენილმა რუსმა მეცნიერმა კ.ა.ტიმირიაზევმა მკაფიო პასუხი გასცა დასმულ კითხვებს. გამოდის, რომ თითქმის ყველა მცენარის განვითარება შესაძლებელია მხოლოდ მზის ზემოქმედების ქვეშ. მცენარეთა აბსოლუტური უმრავლესობის სიცოცხლე პატარა ბალახიდან ძლიერ ევკალიპტამდე, რომელიც აღწევს 150 მეტრს სიმაღლეზე და 30 მეტრს ღეროს გარშემოწერილობაზე, დაფუძნებულია მზის შუქის აღქმაზე. მცენარის მწვანე ფოთლები შეიცავს განსაკუთრებულ ნივთიერებას - ქლოროფილს. ეს ნივთიერება მცენარეებს აძლევს მნიშვნელოვან თვისებას: შთანთქას მზის ენერგია, დაშალოს ნახშირორჟანგი, რომელიც ნახშირბადის და ჟანგბადის ნაერთია, მის შემადგენელ ნაწილებად, ანუ ნახშირბადად და ჟანგბადად და მათ ქსოვილებში ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნა. საიდანაც რეალურად შედგება მცენარეების ქსოვილები. გაზვიადების გარეშე, მცენარეთა ამ თვისებას შეიძლება ეწოდოს ღირსშესანიშნავი, რადგან მისი წყალობით მცენარეები ახერხებენ არაორგანული ნივთიერებების ორგანულ ნივთიერებებად გარდაქმნას. გარდა ამისა, მცენარეები შთანთქავენ ნახშირორჟანგს ჰაერიდან, რომელიც არის ცოცხალი არსებების, მრეწველობისა და ვულკანური აქტივობის პროდუქტი და აჯერებენ ჰაერს ჟანგბადით, რომლის გარეშეც, როგორც მოგეხსენებათ, შეუძლებელია სუნთქვისა და წვის პროცესები. ამიტომ, სხვათა შორის, მწვანე სივრცეები აუცილებელია ადამიანის სიცოცხლისთვის.

იმის დადასტურება, რომ მცენარის ფოთლები იღებენ ნახშირორჟანგს და გამოყოფენ მას ნახშირბადად და ჟანგბადად, ადვილია ძალიან მარტივი ექსპერიმენტით. წარმოიდგინეთ, რომ საცდელ მილში არის წყალი მასში გახსნილი ნახშირორჟანგით და რომელიმე ხის ან ბალახის მწვანე ფოთლებით. ნახშირორჟანგის შემცველი წყალი ძალიან გავრცელებულია: ცხელ დღეს სწორედ ეს წყალი, რომელსაც ცქრიალა წყალს უწოდებენ, ძალიან სასიამოვნოა წყურვილის მოსაკლავად.

თუმცა, დავუბრუნდეთ ჩვენს გამოცდილებას. გარკვეული პერიოდის შემდეგ ფოთლებზე ჩანს პატარა ბუშტები, რომლებიც წარმოქმნისას ამოდის და გროვდება მილის ზედა ნაწილში. თუ ფოთლებზე მიღებულ ამ გაზს ცალკე ჭურჭელში აგროვებენ და შემდეგ მასში ოდნავ დნობის ნამსხვრევი შეჰყავთ, მაშინ ის გაბრწყინდება კაშკაშა ალით. ამ საფუძველზე, ისევე როგორც სხვა რიგზე, შეიძლება დადგინდეს, რომ საქმე გვაქვს ჟანგბადთან. რაც შეეხება ნახშირბადს, ის შეიწოვება ფოთლებით და მისგან წარმოიქმნება ორგანული ნივთიერებები - მცენარეული ქსოვილები, რომელთა ქიმიური ენერგია, რომელიც მზის სხივების გარდაქმნილი ენერგიაა, წვის დროს გამოიყოფა სითბოს სახით.

ჩვენს მოთხრობაში, რომელიც აუცილებლობით ეხება საბუნებისმეტყველო მეცნიერების სხვადასხვა დარგს, კიდევ ერთი ახალი კონცეფცია გვხვდება: ქიმიური ენერგია. აუცილებელია მოკლედ მაინც ავხსნათ რა არის ეს. ნივთიერების (კერძოდ შეშის) ქიმიურ ენერგიას ბევრი საერთო აქვს თერმულ ენერგიასთან. თერმული ენერგია, როგორც მკითხველს ახსოვს, არის სხეულის უმცირესი ნაწილაკების კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის ჯამი: მოლეკულები და ატომები. ამრიგად, სხეულის თერმული ენერგია განისაზღვრება, როგორც მოცემული სხეულის მოლეკულების და ატომების გადამყვანი და ბრუნვითი მოძრაობის ენერგიის ჯამი და მათ შორის მიზიდულობის ან მოგერიების ენერგია. სხეულის ქიმიური ენერგია, თერმული ენერგიისგან განსხვავებით, შედგება მოლეკულების შიგნით დაგროვილი ენერგიისგან. ეს ენერგია შეიძლება განთავისუფლდეს მხოლოდ ქიმიური ტრანსფორმაციის გზით, ქიმიური რეაქციით, სადაც ერთი ან მეტი ნივთიერება გარდაიქმნება სხვა ნივთიერებებად.

ამას ორი მნიშვნელოვანი განმარტება უნდა დაემატოს. მაგრამ ჯერ აუცილებელია მკითხველს შევახსენოთ რამდენიმე დებულება მატერიის აგებულების შესახებ. დიდი ხნის განმავლობაში, მეცნიერები ვარაუდობდნენ, რომ ყველა სხეული შედგება ყველაზე პატარა და შემდგომ განუყოფელი ნაწილაკებისგან - ატომებისგან. ბერძნულად სიტყვა "ატომი" განუყოფელს ნიშნავს. თავის პირველ ნაწილში ეს ვარაუდი დადასტურდა: ყველა სხეული ნამდვილად შედგება ატომებისგან და ამ უკანასკნელის ზომები უკიდურესად მცირეა. წყალბადის ატომის წონა, მაგალითად, არის 0.000000000000000000000000017 გრამი. ატომების ზომა იმდენად მცირეა, რომ მათი დანახვა ყველაზე მძლავრ მიკროსკოპშიც კი შეუძლებელია. თუ შესაძლებელი იყო ატომების დალაგება ისე, როგორც ჭიქაში ჩავასხათ ბარდა, ე.ი. დაუკავშირდით მათ ერთმანეთთან, მაშინ ძალიან მცირე მოცულობაში 1 კუბური მილიმეტრი დაახლოებით 10,000,000,000,000,000,000,000 ატომს მოერგებოდა.

საერთო ჯამში, დაახლოებით ასი ტიპის ატომია ცნობილი. ურანის ატომის წონა - ერთ-ერთი ყველაზე მძიმე ატომია - დაახლოებით 238-ჯერ აღემატება ყველაზე მსუბუქ წყალბადის ატომს. მარტივი ნივთიერებები, ე.ი. იმავე ტიპის ატომებისგან შემდგარ ნივთიერებებს ელემენტებს უწოდებენ.

როდესაც გაერთიანებულია, ატომები ქმნიან მოლეკულებს. თუ მოლეკულა შედგება სხვადასხვა სახის ატომებისგან, მაშინ ნივთიერებას ეწოდება რთული. მაგალითად, წყლის მოლეკულა შედგება ორი წყალბადის ატომისა და ერთი ჟანგბადის ატომისგან. ისევე როგორც ატომები, მოლეკულები ძალიან მცირეა. თვალსაჩინო მაგალითი, რომელიც მიუთითებს მოლეკულების მცირე ზომაზე და რამდენად დიდია მათი რიცხვი თუნდაც შედარებით მცირე მოცულობით, არის მაგალითი ინგლისელმა ფიზიკოსმა ტომსონმა. თუ ავიღებთ ჭიქა წყალს და ამ ჭიქის წყლის ყველა მოლეკულას ავიღებთ გარკვეული გზით, შემდეგ კი წყალს ჩავასხამთ ზღვაში და კარგად მოვრევთ, გამოდის, რომ ნებისმიერ ოკეანეში ან ზღვაში, ერთ ჭიქა წყალს ვხატავთ. , ის შეიცავს ასამდე მონიშნულ მოლეკულას.

ყველა სხეული არის ძალიან დიდი რაოდენობის მოლეკულების ან ატომების დაგროვება. აირებში ეს ნაწილაკები ქაოტურ მოძრაობაში არიან, რაც უფრო დიდია ინტენსივობით, მით უფრო მაღალია გაზის ტემპერატურა. სითხეებში ცალკეულ მოლეკულებს შორის შეკრული ძალები გაცილებით მეტია, ვიდრე აირებში. ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ სითხის მოლეკულები ასევე მოძრაობენ, ისინი ვეღარ შორდებიან ერთმანეთს. მყარი ნივთიერებები აგებულია ატომებისგან. მყარი ნივთიერების ატომებს შორის მიზიდულობის ძალები გაცილებით მეტია, არა მხოლოდ აირების მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალებთან შედარებით, არამედ არა სითხის მოლეკულებთან შედარებით. შედეგად, მყარი სხეულის ატომები ასრულებენ მხოლოდ რხევად მოძრაობას მეტ-ნაკლებად უცვლელი წონასწორობის პოზიციების გარშემო. რაც უფრო მაღალია სხეულის ტემპერატურა, მით მეტია ატომებისა და მოლეკულების კინეტიკური ენერგია. მკაცრად რომ ვთქვათ, ეს არის ატომებისა და მოლეკულების კინეტიკური ენერგია, რომელიც განსაზღვრავს ტემპერატურას.

რაც შეეხება ვარაუდს, რომ ატომი განუყოფელია, რომ ის, სავარაუდოდ, მატერიის უმცირესი ნაწილაკია, ეს ვარაუდი შემდგომში უარყვეს. ფიზიკოსებს ახლა აქვთ ერთიანი თვალსაზრისი, რომელიც მდგომარეობს იმაში, რომ ატომი არ არის განუყოფელი, რომ ის შედგება მატერიის კიდევ უფრო მცირე ნაწილაკებისგან. უფრო მეტიც, ფიზიკოსების ეს თვალსაზრისი ახლა დადასტურებულია ექსპერიმენტების დახმარებით. ამრიგად, ატომი, თავის მხრივ, არის რთული ნაწილაკი, რომელიც შედგება პროტონებისგან, ნეიტრონებისა და ელექტრონებისაგან. პროტონები და ნეიტრონები ქმნიან ატომის ბირთვს, რომელიც გარშემორტყმულია ელექტრონული გარსით. ატომის თითქმის მთელი მასა კონცენტრირებულია მის ბირთვში. არსებული ატომური ბირთვებიდან ყველაზე პატარას - წყალბადის ატომის ბირთვს, რომელიც შედგება მხოლოდ ერთი პროტონისაგან - აქვს მასა, რომელიც 1850-ჯერ აღემატება ელექტრონის მასას. პროტონისა და ნეიტრონის მასები დაახლოებით ტოლია ერთმანეთის. ამრიგად, ატომის მასა განისაზღვრება მისი ბირთვის მასით, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობით. პროტონებს აქვთ დადებითი ელექტრული მუხტი, ელექტრონებს აქვთ უარყოფითი ელექტრული მუხტი, ნეიტრონებს კი საერთოდ არ აქვთ ელექტრული მუხტი. ამრიგად, ბირთვული მუხტი ყოველთვის დადებითია და პროტონების რაოდენობის ტოლია. ამ მნიშვნელობას ეწოდება ელემენტის სერიული ნომერი D.I. მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში. ჩვეულებრივ, ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც ქმნიან გარსს, უდრის პროტონების რაოდენობას და რადგან ელექტრონების მუხტი უარყოფითია, ატომი მთლიანობაში ელექტრული ნეიტრალურია.

იმისდა მიუხედავად, რომ ატომის მოცულობა ძალიან მცირეა, ბირთვი და მის გარშემო მყოფი ელექტრონები ამ მოცულობის მხოლოდ მცირე ნაწილს იკავებენ. მაშასადამე, შეიძლება წარმოვიდგინოთ, რა კოლოსალური სიმკვრივე აქვთ ატომების ბირთვებს. თუ შესაძლებელი იქნებოდა წყალბადის ბირთვების განთავსება ისე, რომ მათ მჭიდროდ შეავსონ მხოლოდ 1 კუბური სანტიმეტრის მოცულობა, მაშინ მათი წონა იქნებოდა დაახლოებით 100 მილიონი ტონა.

მატერიის სტრუქტურის შესახებ ზოგიერთი დებულების მოკლედ ჩამოყალიბების შემდეგ და კიდევ ერთხელ გავიხსენებთ, რომ ქიმიური ენერგია არის მოლეკულების შიგნით დაგროვილი ენერგია, საბოლოოდ შეგვიძლია გადავიდეთ ადრე დაპირებული ორი მნიშვნელოვანი მოსაზრების წარმოდგენაზე, რომლებიც უფრო სრულყოფილად ავლენს ქიმიური ენერგიის არსს.

ზემოთ ვთქვით, რომ სხეულის თერმული ენერგია არის მოლეკულების მთარგმნელობითი და ბრუნვითი მოძრაობების ენერგიის ჯამი და მათ შორის მიზიდულობის ან მოგერიების ენერგიის ჯამი. თერმული ენერგიის ეს განმარტება არ არის მთლად ზუსტი, ან უკეთ რომ ვთქვათ, არც ისე სრული. იმ შემთხვევაში, როდესაც ნივთიერების მოლეკულა (თხევადი ან აირი) შედგება ორი ან მეტი ატომისგან, მაშინ თერმული ენერგიაში უნდა შედიოდეს მოლეკულის შიგნით ატომების ვიბრაციული მოძრაობის ენერგიაც. ეს დასკვნა მიღწეული იქნა შემდეგი მოსაზრებების საფუძველზე. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ თითქმის ყველა ნივთიერების თბოტევადობა იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, 1 კილოგრამი ნივთიერების ტემპერატურის 1 °C-ით ამაღლებისთვის საჭირო სითბოს რაოდენობა, როგორც წესი, რაც უფრო დიდია, მით მეტია ამ ნივთიერების ტემპერატურა. გაზების უმეტესობა ამ წესს იცავს. რა ხსნის ამას? თანამედროვე ფიზიკა ამ კითხვას ასე პასუხობს: ტემპერატურის მატებასთან ერთად გაზის სითბოს სიმძლავრის გაზრდის მთავარი მიზეზი არის ატომების ვიბრაციული ენერგიის სწრაფი ზრდა, რომლებიც ქმნიან გაზის მოლეკულას ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ამ ახსნას ადასტურებს ის ფაქტი, რომ სითბოს სიმძლავრე იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მით მეტი ატომისგან შედგება გაზის მოლეკულა. მონატომური აირების, ანუ გაზების სითბოს სიმძლავრე, რომელთა უმცირესი ნაწილაკები ატომებია, ზოგადად თითქმის არ იცვლება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

მაგრამ თუ მოლეკულის შიგნით ატომების ვიბრაციული მოძრაობის ენერგია იცვლება და თუნდაც ძალიან მნიშვნელოვნად, როდესაც გაზი თბება, რაც ხდება ამ გაზის ქიმიური შემადგენლობის შეცვლის გარეშე, მაშინ, როგორც ჩანს, ეს ენერგია არ შეიძლება ჩაითვალოს ქიმიურ ენერგიად. მაგრამ რაც შეეხება ქიმიური ენერგიის ზემოთ მოცემულ განმარტებას, რომლის მიხედვითაც ეს არის მოლეკულის შიგნით დაგროვილი ენერგია?

ეს კითხვა საკმაოდ მიზანშეწონილია. ქიმიური ენერგიის ზემოაღნიშნული განმარტება ჯერ უნდა დაზუსტდეს: ქიმიური ენერგია არ მოიცავს მოლეკულის შიგნით დაგროვილ მთელ ენერგიას, არამედ მხოლოდ მის ნაწილს, რომელიც შეიძლება შეიცვალოს მხოლოდ ქიმიური გარდაქმნების გზით.

მეორე მოსაზრება, რომელიც ეხება ქიმიური ენერგიის არსს, შემდეგია. მოლეკულის შიგნით დაგროვილი მთელი ენერგია არ შეიძლება განთავისუფლდეს ქიმიური რეაქციის შედეგად. ენერგიის ნაწილი და თანაც ძალიან დიდი, არანაირად არ იცვლება ქიმიური პროცესის შედეგად. ეს არის ენერგია, რომელიც შეიცავს ატომს, უფრო ზუსტად, ატომის ბირთვში. მას ატომურ ან ბირთვულ ენერგიას უწოდებენ. მკაცრად რომ ვთქვათ, ეს გასაკვირი არ არის. შესაძლოა, ყოველივე ზემოთ თქმულის საფუძველზეც კი შეიძლებოდა ეს გარემოება განჭვრეტა. მართლაც, ნებისმიერი ქიმიური რეაქციის დახმარებით შეუძლებელია ერთი ელემენტის მეორეში გადაქცევა, ერთი სახის ატომების სხვა სახის ატომებად. წარსულში ალქიმიკოსები საკუთარ თავს აყენებდნენ ასეთ ამოცანას, ყველა ფასად ცდილობდნენ სხვა ლითონები, როგორიცაა ვერცხლისწყალი, ოქროდ გადაექციათ. ალქიმიკოსებმა ამ საკითხში წარმატებას ვერ მიაღწიეს. მაგრამ თუ ქიმიური რეაქციის დახმარებით შეუძლებელი იყო ერთი ელემენტის მეორეში გადაქცევა, ერთი ტიპის ატომები სხვა ტიპის ატომებად, მაშინ ეს ნიშნავს, რომ თავად ატომები, უფრო სწორად მათი ძირითადი ნაწილები - ბირთვები - უცვლელი რჩება დროს. ქიმიური რეაქცია. მაშასადამე, შეუძლებელია იმ ძალიან დიდი ენერგიის გათავისუფლება, რომელიც ატომების ბირთვებშია დაგროვილი. და ეს ენერგია მართლაც ძალიან დიდია. ამჟამად ფიზიკოსებმა ისწავლეს როგორ გაათავისუფლონ ურანის ატომების და სხვა ელემენტების ბირთვული ენერგია. ეს ნიშნავს, რომ შესაძლებელი გახდა ერთი ელემენტის მეორეში გადაქცევა. ურანის ატომების გამოყოფა, მიღებული მხოლოდ 1 გრამი რაოდენობით, გამოყოფს დაახლოებით 10 მილიონ კალორიას სითბოს. ასეთი რაოდენობის სითბოს მისაღებად საჭირო იქნებოდა დაახლოებით ერთნახევარი ტონა კარგი ნახშირის დაწვა. შეიძლება წარმოიდგინოთ, რა დიდი შესაძლებლობებია ბირთვული (ატომური) ენერგიის გამოყენებაში.

ვინაიდან ერთი ტიპის ატომების სხვა ტიპის ატომებად გადაქცევა და ასეთ ტრანსფორმაციასთან დაკავშირებული ბირთვული ენერგიის განთავისუფლება აღარ არის ქიმიის ამოცანის ნაწილი, ბირთვული ენერგია არ შედის მატერიის ქიმიური ენერგიის შემადგენლობაში.

ასე რომ, მცენარეების ქიმიური ენერგია, რომელიც, როგორც ეს იყო, მზის დაკონსერვებული ენერგია, შეიძლება გამოთავისუფლდეს და გამოიყენოთ ჩვენი შეხედულებისამებრ. ნივთიერების ქიმიური ენერგიის გასათავისუფლებლად, ნაწილობრივ მაინც გარდაქმნის სხვა სახის ენერგიად, აუცილებელია ისეთი ქიმიური პროცესის ორგანიზება, რის შედეგადაც მიიღება ისეთი ნივთიერებები, რომელთა ქიმიური ენერგია იქნება. თავდაპირველად მიღებული ნივთიერებების ქიმიურ ენერგიაზე ნაკლები. ამ შემთხვევაში ქიმიური ენერგიის ნაწილი შეიძლება გარდაიქმნას სითბოდ და ეს უკანასკნელი გამოიყენება თბოელექტროსადგურში, საბოლოო მიზანი ელექტროენერგიის მიღების მიზნით.

რაც შეეხება შეშას - მცენარეულ საწვავს - ასეთი შესაფერისი ქიმიური პროცესია წვის პროცესი. მკითხველი, რა თქმა უნდა, იცნობს მას. ამიტომ, მხოლოდ მოკლედ გავიხსენებთ, რომ ნივთიერების წვა ან დაჟანგვა არის ამ ნივთიერების ჟანგბადთან შერწყმის ქიმიური პროცესი. დამწვარი ნივთიერების ჟანგბადთან შერწყმის შედეგად გამოიყოფა ქიმიური ენერგიის მნიშვნელოვანი რაოდენობა – გამოიყოფა სითბო. სითბო გამოიყოფა არა მხოლოდ შეშის წვის დროს, არამედ ნებისმიერი სხვა წვის ან დაჟანგვის პროცესში. კარგად ცნობილია, მაგალითად, რამდენი სითბო გამოიყოფა ჩალის ან ნახშირის წვის დროს. ჩვენს სხეულშიც მიმდინარეობს დაჟანგვის ნელი პროცესი და, შესაბამისად, სხეულის შიგნით ტემპერატურა ოდნავ აღემატება იმ გარემოს ტემპერატურას, რომელიც ჩვეულებრივ გარშემორტყმულია. რკინის დაჟანგვა ასევე ჟანგვის პროცესია. აქ სითბოც გამოიყოფა, მაგრამ მხოლოდ ეს პროცესი მიმდინარეობს ისე ნელა, რომ პრაქტიკულად ვერ ვამჩნევთ გათბობას.

ამჟამად შეშა მრეწველობაში თითქმის არ გამოიყენება. ტყეები ძალიან მნიშვნელოვანია ადამიანის სიცოცხლისთვის, რათა შეძლოს შეშის დაწვა ორთქლის ქვაბების ღუმელებში ქარხნებში, ქარხნებში და ელექტროსადგურებში. და არც ისე დიდი ხნის განმავლობაში საკმარისი იქნებოდა დედამიწაზე არსებული ყველა ტყის რესურსი, თუ ისინი გადაწყვეტდნენ მათ ამ მიზნით გამოყენებას. ჩვენთან სულ სხვა სამუშაო მიმდინარეობს: ტერიტორიის კლიმატური პირობების გასაუმჯობესებლად ქარსაფარი ზოლებისა და ტყის ტრასების მასობრივი გაშენება მიმდინარეობს.

თუმცა, ყველაფერი, რაც ზემოთ იყო ნათქვამი მზის ენერგიის გამო მცენარეული ქსოვილების წარმოქმნის შესახებ და მცენარეთა ქსოვილების ქიმიური ენერგიის გამოყენების შესახებ სითბოს წარმოებისთვის, ყველაზე პირდაპირ კავშირშია იმ საწვავებთან, რომლებიც ჩვენს დროში ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში და, კერძოდ, თბოელექტროსადგურებზე. ეს საწვავი ძირითადად მოიცავს: ტორფს, ყავისფერ ნახშირს და ნახშირს. ყველა ეს საწვავი არის მკვდარი მცენარეების დაშლის პროდუქტები, უმეტეს შემთხვევაში ჰაერის წვდომის გარეშე ან ჰაერის მცირე წვდომით. ასეთი პირობები მცენარეთა მომაკვდავი ნაწილებისთვის იქმნება წყალში, წყლის ნალექის ფენის ქვეშ. აქედან გამომდინარე, ამ საწვავის ფორმირება ყველაზე ხშირად ხდებოდა ჭაობებში, ხშირად დატბორილ დაბლობებში, ზედაპირულ ან მთლიანად შრება მდინარეებსა და ტბებში.

ზემოთ ჩამოთვლილი სამი საწვავიდან, ტორფი წარმოშობის ყველაზე ახალგაზრდაა. იგი შეიცავს დიდი რაოდენობით მცენარის ნაწილებს. კონკრეტული საწვავის ხარისხი დიდწილად ხასიათდება მისი კალორიული ღირებულებით. კალორიული ღირებულება ან კალორიული ღირებულება არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც იზომება კალორიებში, რომელიც გამოიყოფა 1 კილოგრამი საწვავის წვის დროს. ჩვენ ხელთ რომ გვქონდეს მშრალი ტორფი, რომელიც არ შეიცავს ტენიანობას, მაშინ მისი კალორიულობა ოდნავ აღემატება შეშის კალორიულობას: მშრალ ტორფს აქვს კალორიული ღირებულება დაახლოებით 5500 კალორიას 1 კილოგრამზე, ხოლო შეშა - დაახლოებით 4500. ჩვეულებრივ შეიცავს საკმაოდ დიდ ტენიანობას და ამიტომ აქვს უფრო დაბალი კალორიული ღირებულება. ტორფის გამოყენება რუსულ ელექტროსადგურებში დაიწყო 1914 წელს, როდესაც აშენდა ელექტროსადგური, რომელსაც ერქვა გამოჩენილი რუსი ინჟინრის R. E. Klasson, ტორფის მოპოვების ახალი მეთოდის, ე.წ. ჰიდრავლიკური მეთოდის დამფუძნებელი. დიდი ოქტომბრის სოციალისტური რევოლუციის შემდეგ, ტორფის გამოყენება ელექტროსადგურებში ფართოდ გავრცელდა. რუსმა ინჟინერებმა შეიმუშავეს ყველაზე რაციონალური მეთოდები ამ იაფფასიანი საწვავის მოპოვებისა და დაწვისთვის, რომლის საბადოები რუსეთში ძალიან მნიშვნელოვანია, ასევე საჰაერო მილების წარმოება.

მცენარეული ქსოვილების დაშლის უფრო ძველი პროდუქტი, ვიდრე ტორფი, არის ე.წ. თუმცა, ყავისფერი ქვანახშირი კვლავ შეიცავს მცენარეთა უჯრედებს და მცენარეების ნაწილებს. მშრალ ყავისფერ ნახშირს არაწვადი მინარევების დაბალი შემცველობით - ნაცარი - აქვს 6000 კალორიაზე მეტი კალორიული ღირებულება 1 კილოგრამზე, ანუ უფრო მაღალია, ვიდრე შეშა და მშრალი ტორფი. სინამდვილეში, ყავისფერი ქვანახშირი არის საწვავი, რომელსაც აქვს გაცილებით დაბალი კალორიული ღირებულება მნიშვნელოვანი ტენიანობის და ხშირად ნაცრის მაღალი შემცველობის გამო. ამჟამად, ყავისფერი ქვანახშირი არის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული საწვავი. მისი საბადოები ჩვენს ქვეყანაში ძალიან დიდია.

რაც შეეხება ისეთ ღირებულ საწვავს, როგორიცაა ნავთობი და ბუნებრივი აირი, ისინი თითქმის არასოდეს გამოიყენება. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჩვენს ქვეყანაში საწვავის მარაგის გამოყენება ხორციელდება ყველა დარგის ინტერესების გათვალისწინებით, გეგმიური და ეკონომიურად. დასავლეთის ქვეყნებისგან განსხვავებით, რუსეთში ელექტროსადგურები იწვიან ძირითადად დაბალი ხარისხის საწვავს, რომელიც არც თუ ისე შესაფერისია სხვა მიზნებისთვის. ამასთან, ელექტროსადგურები, როგორც წესი, შენდება საწვავის მოპოვების ადგილებში, რაც გამორიცხავს მის შორ მანძილზე გადაზიდვას. საბჭოთა ენერგეტიკოსებს დიდი შრომა მოუწიათ საწვავის დასაწვავად ასეთი მოწყობილობების - ღუმელების ასაშენებლად, რომლებიც დაბალი ხარისხის, სველი საწვავის გამოყენების საშუალებას იძლევიან.