§ 22. Горючие полезные ископаемые. Каменный уголь

Определения и обозначения

Полезное ископаемое — природное вещество, которое добывают из недр Земли и используют в хозяйстве. К полезным ископаемым относятся уголь, нефть, газ, песок и гранит. Это понятие помогает отличать природные богатства, нужные людям, от обычных частей природы.

Горючее полезное ископаемое — полезное ископаемое, которое может гореть и выделять тепло. Тепло используют для обогрева помещений, работы печей и получения электричества. Поэтому горючие ископаемые называют топливом.

Каменный уголь — твёрдое горючее полезное ископаемое чёрного цвета, образовавшееся из остатков древних растений. Он горит и даёт много тепла. Это определение показывает одновременно внешний вид угля, его происхождение и главное свойство.

Угольный пласт — слой каменного угля в земной коре, пригодный для добычи. Пласт может находиться близко к поверхности или глубоко под землёй. От его расположения зависит способ добычи угля.

Как это устроено

Много миллионов лет назад растения росли на заболоченных местах и после отмирания попадали в воду. Там остатки плохо соприкасались с воздухом, поэтому разлагались не полностью и постепенно накапливались слоями. Сверху их закрывали новые отложения, а давление и температура медленно превращали растительное вещество в уголь.

Каменный уголь относится к горючим ископаемым, потому что в нём сохранилось много веществ, способных вступать в реакцию с кислородом. При горении энергия этих веществ превращается в тепло и свет. Уголь выделяет много тепла, поэтому его удобно использовать как топливо на крупных предприятиях.

Торф образуется раньше всего, поэтому он рыхлый, влажный и обычно бурый или тёмно-коричневый. Бурый уголь образован сильнее, он плотнее торфа, но уступает каменному углю по плотности и количеству тепла. Каменный уголь чёрный, более плотный и лучше горит, потому что дольше находился под давлением и воздействием температуры.

В земной коре уголь залегает не отдельными камнями, а пластами между другими слоями пород. Если пласт расположен глубоко, к нему прокладывают шахты и подземные ходы. При близком к поверхности залегании верхние породы снимают, а уголь добывают открытым способом в карьере.

На электростанциях уголь сжигают, чтобы нагреть воду и получить пар, который приводит в движение машины для выработки электричества. На заводах уголь используют как топливо и сырьё, а в быту им могут топить печи. При сжигании образуются дым, зола и вредные вещества, поэтому нужны фильтры, правильное хранение отходов и экономное использование топлива.

Горючие полезные ископаемые

В таблице сравниваются основные горючие полезные ископаемые. Сначала рассмотрите внешний вид и состояние вещества, затем его происхождение и применение. Такое сравнение помогает увидеть, что все эти ископаемые дают энергию, но отличаются свойствами и способом использования.

Разбор задач

Задача 1

Распределите названия по группам: гранит, каменный уголь, нефть, песок, природный газ. Назовите горючие полезные ископаемые. Нужно проверить не только, является ли вещество полезным ископаемым, но и умеет ли оно гореть с выделением тепла.

1. Гранит и песок используют в строительстве, но они не горят.
2. Каменный уголь горит, нефть горит после поджигания, природный газ тоже является топливом.
3. Значит, к горючим полезным ископаемым относятся каменный уголь, нефть и природный газ.

Ответ: горючие полезные ископаемые — каменный уголь, нефть, природный газ; гранит и песок к этой группе не относятся.

Задача 2

Сравните торф, бурый уголь и каменный уголь. Какое из этих полезных ископаемых обычно плотнее и даёт больше тепла при горении? Для ответа нужно расположить вещества по степени превращения растительных остатков.

1. Торф образовался на первой стадии, поэтому он рыхлый и содержит много влаги.
2. Бурый уголь образовался сильнее торфа и стал плотнее.
3. Каменный уголь прошёл более длительное превращение, поэтому он обычно самый плотный и выделяет больше тепла.

Ответ: обычно плотнее и теплотворнее каменный уголь; затем идёт бурый уголь, а после него торф.

Задача 3

Объясните, почему каменный уголь добывают в шахтах или карьерах, а затем используют на электростанциях. Составьте цепочку: добыча — перевозка — использование. Сначала нужно связать способ добычи с глубиной залегания пласта, а затем показать путь угля к месту работы.

1. Глубокий пласт разрабатывают в шахте, а близкий к поверхности — открытым способом в карьере.
2. Добытый уголь грузят и перевозят железной дорогой, судами или автомобилями.
3. На электростанции его сжигают, получают тепло, пар и электрическую энергию.

Ответ: цепочка выглядит так: добыча в шахте или карьере — перевозка — сжигание на электростанции — получение электричества.

Типичные ошибки

Считать каменный уголь обычным камнем неправильно, потому что он действительно твёрдый, но имеет органическое происхождение и горит. Проверить себя можно вопросом: выделяет ли это вещество тепло при горении и образовалось ли оно из остатков растений?

Иногда каменный уголь путают с торфом и бурым углём. Ошибку помогает исправить сравнение: каменный уголь обычно чёрный, более плотный и даёт больше тепла, чем два других вещества.

Нельзя утверждать, что все полезные ископаемые добывают одинаково. Способ зависит от глубины пласта: глубокий уголь добывают в шахте, а расположенный у поверхности — в карьере.

Неверно считать сжигание угля полностью безопасным для природы. Дым и вредные вещества загрязняют воздух, поэтому нужно помнить об очистке выбросов, золе и бережном расходовании топлива.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать о природных богатствах Земли, горных породах, почве, растениях и их разложении. Эти знания помогают понять происхождение угля и его место среди полезных ископаемых.

Тема пригодится при изучении полезных ископаемых России, промышленности, электростанций и охраны окружающей среды. В жизни она помогает безопаснее обращаться с огнём, понимать происхождение топлива и экономить энергоресурсы.

Что запомнить

• Горючие полезные ископаемые горят и выделяют тепло.
• К ним относятся торф, уголь, нефть и природный газ.
• Каменный уголь образовался из остатков древних растений.
• Каменный уголь залегает в земной коре пластами.
• Каменный уголь добывают в шахтах и карьерах.
• Уголь используют как топливо на электростанциях, заводах и в быту.
• При сжигании угля необходимо защищать воздух и окружающую природу от загрязнения.