Каменный уголь — твёрдое полезное ископаемое органического происхождения, которое образовалось из остатков древних растений. Он относится к горючим ископаемым и служит топливом: горит, выделяя много тепла, потому что в нём высокое содержание углерода.

Каменный уголь: как образуется и чем отличается от других видов

Как образуется каменный уголь

Уголь возникает из растительных остатков — стеблей, листьев, древесины древних папоротников, хвощей и других растений, которые росли миллионы лет назад. Растения отмирали, падали в болотистую почву и оказывались под слоем воды, песка или глины. Без доступа воздуха бактерии и грибы, которые обычно разлагают органику, работать не могли — кислорода не хватало.

Дальше растительная масса медленно превращалась под действием давления верхних слоёв земли и температуры. Этот процесс называется углефикацией. Он растянут не на годы и не на века — на миллионы лет. Чем дольше и сильнее сдавливались растительные остатки, тем выше степень углефикации и тем больше в итоговом веществе углерода.

Читайте по теме: Каменный век: этапы, даты и признаки эпохи и Камень преткновения — что значит фразеологизм и когда его употребляют.

Именно от степени углефикации зависит, какой вид угля получится: чуть «недозрелый» — бурый, более плотный и насыщенный углеродом — каменный, самый плотный и почти чистый углерод — антрацит.

Виды угля по степени углефикации

В школьной программе обычно разбирают три основные ступени превращения растительных остатков в уголь. Они отличаются возрастом, плотностью и долей углерода.

Вид угляСтепень углефикацииОсобенности
Бурый угольНизкаяСамый «молодой», рыхлый, углерода меньше, при горении даёт меньше тепла
Каменный угольСредняяПлотнее бурого, углерода больше, при сгорании даёт много тепла
АнтрацитВысокаяСамый плотный и «зрелый», почти чистый углерод, горит с наибольшей теплоотдачей

Каменный уголь занимает промежуточное положение между бурым углём и антрацитом. Это стоит запомнить как порядок: растительные остатки — бурый уголь — каменный уголь — антрацит. Чем правее по этой цепочке, тем меньше в веществе остаётся следов исходных растений и тем больше в нём чистого углерода.

Состав и свойства каменного угля

Главная особенность каменного угля — высокое содержание углерода. Именно углерод при сгорании соединяется с кислородом и выделяет много энергии в виде тепла. Поэтому каменный уголь ценится как топливо больше, чем бурый: он даёт больше тепла на ту же массу и содержит меньше влаги.

Кроме углерода, в составе угля есть примеси — остатки минеральных веществ, которые попали в него из окружающих пород за миллионы лет залегания. После сгорания угля эти примеси остаются в виде золы.

Каменный уголь — твёрдое вещество, обычно чёрного или тёмно-серого цвета, с матовым или слабым блеском. Он тяжелее воды и не растворяется в ней.

Где применяется каменный уголь

Основное применение каменного угля — топливо. Его используют на электростанциях для получения тепла и электроэнергии, в металлургии — для выплавки металлов, в быту — для отопления. Раньше уголь широко применяли на железных дорогах — паровозы работали именно на нём.

Помимо прямого сжигания, из каменного угля получают кокс — продукт, необходимый в производстве чугуна и стали. Уголь перерабатывают и в химической промышленности, извлекая из него разные соединения.

Частые вопросы про каменный уголь

Почему уголь называют полезным ископаемым органического происхождения

Потому что он образовался не из минералов, а из живой органики — из остатков растений, которые росли миллионы лет назад. В этом его принципиальное отличие от ископаемых неорганического происхождения, например от гранита или кварца, которые формируются из минеральных веществ без участия живых организмов.

Чем каменный уголь отличается от бурого угля на глаз

Бурый уголь светлее, рыхлее и легче каменного, в нём заметны остатки растительной структуры — иногда можно разглядеть волокна древесины. Каменный уголь плотнее, темнее, ближе к чёрному цвету, и в нём таких растительных следов почти не видно — он «дозрел» дальше по степени углефикации.

Почему для образования угля нужно отсутствие воздуха

Без кислорода бактерии и грибы, которые обычно разлагают отмершие растения до простых веществ вроде углекислого газа и воды, не могут работать в полную силу. Органика не разлагается полностью, а накапливается и постепенно превращается в уголь под действием давления и температуры. Если бы доступ воздуха оставался открытым, растительные остатки просто сгнили бы без остатка, и никакого угля не получилось бы.

Главная путаница в этой теме — спутать порядок степеней углефикации. Запомнить просто: чем дольше и сильнее «прессовалась» органика, тем меньше в ней остаётся от исходного растения и тем больше чистого углерода. Бурый уголь — самый молодой, антрацит — самый «зрелый», каменный уголь — где-то между ними.

Читайте также