Знание-сила, 2007 № 02 (956)

Предположим, что два простых вещества могут участвовать в реакции синтеза (соединяться друг с другом) с образованием того или иного более сложного вещества. Пусть эта реакция происходит с выделением тепла (энергии). Она же при незначительных изменениях внешних условий может протекать и в обратном направлении с поглощением тепла (реакция разложения).

Воспользуемся правилом Ле-Шателье. Согласно нему, если мы хотим в приведенном выше примере сместить равновесие в сторону реакции синтеза, мы должны понизить температуру, что приведет к ответной реакции, а именно к повышению температуры в замкнутой системе. А если нам надо разложить вещество на более простые, то есть сместить равновесие в сторону реакции разложения, мы должны повысить температуру, что приведет к понижению температуры в замкнутой системе.

Теперь вернемся к Юпитеру. По моему мнению, в его атмосфере протекает обратимая химическая реакция. Эффект «горячих теней» связан с тем, что в той части планеты, куда падает тень от ее спутников, происходит понижение температуры, а химическая система отвечает на это снижение температуры смещением равновесия по принципу Ле-Шателье в сторону реакции, которая гасит внешнее воздействие. То есть в итоге в теневой части планеты происходит... повышение температуры!

Одна и та же реакция течет в разных направлениях на освещенной Солнцем стороне и в теневой зоне. Этим и объясняется эффект «горячих теней»!

Но у нас есть еще одна загадка — непонятный источник энергии, поддерживающий среднюю температуру верхних слоев атмосферы Юпитера на уровне выше расчетного. Как вы уже могли догадаться, ключевым является предположение, что температуру на планете поддерживает та же обратимая химическая реакция, протекающая с выделением тепла.

Кто-то из читателей может возразить: «Если бы температура на Юпитере поддерживалась за счет химической реакции, то в скором времени все необходимые для нее вещества прореагировали бы друг с другом, и реакция вскоре прекратилась бы». Но все дело в том, что это не обычная, а именно обратимая реакция. Когда Юпитер подставляет один свой бок Солнцу, в его недрах идет разложение необходимых для реакции веществ, а в другой части планеты, где ночь, происходит синтез этих веществ. Как только на Юпитере всходит Солнце, химическое равновесие тут же смещается в другую сторону и вещества, которые образовались за ночь, разлагаются в течение целого дня. И так до бесконечности.

За счет этого на Юпитере соблюдается удивительное химическое и температурное равновесие. В теневой части планеты синтезируются необходимые для реакции вещества (процесс происходит с повышением температуры), а на солнечной части они же разлагаются с понижением температуры. Один бок планеты, согреваемый Солнцем, охлаждается за счет химической реакции, а другой бок, находящийся в тени, нагревается за счет обратной ей реакции. Быстрое вращение этой планеты вокруг своей оси (напомню, что на полный оборот ей требуется всего 9 часов 50 минут), а также ветры, дующие на Юпитере, способствуют активному перемешиванию газовых слоев. Это перемешивание не позволяет химическим элементам накапливаться в каком-то одном месте планеты. Отсутствие смены времен года на Юпитере также содействует равномерному протеканию химических реакций в ее недрах.

Еще раз подчеркну, что, несмотря на активные химические процессы, на Юпитере поддерживается удивительное равновесие. Именно из-за этого равновесия ученым до сих пор не удалось установить причину «горячих теней». А эта гипотеза объясняет причины явления, опираясь на известные законы химии.

Какие же вещества участвуют в описанной химической реакции? Возможно, что на Юпитере происходит реакция разложения (синтеза) аммиака, который присутствует в атмосфере планеты:

N₂ + ЗН₂ = 2NH₃ — (азот + водород = аммиак).

Хотя это только один из вариантов. Главное то, что на Юпитере, согласно высказанному предположению, идет обратимая химическая реакция, и предложенная гипотеза описывает ее в общем виде.

ПОНЕМНОГУ О МНОГОМ

Играющая ДНК