Общая формула дыхания выглядит так:
С6Н12О6 + 6О2 6Н2О + 6CО2 + 2875 кДж/моль (2)
Знак равно заменён стрелкой неспроста, существует процесс, обратный этому (3)
свет
6Н2О + 6СО2 С6Н12О6 + 6О2 – 2875 кДж/моль (3)
хлорофилл
Это общая формула фотосинтеза, основа всего сущего. Между формулами (3) и (2) заключено такое понятие как ЖИЗНЬ.
Зная атомные массы веществ, выразим формулу (2) в более понятных величинах, а именно в граммах. (4)
180 г 192 г 108 г 264 г
С6Н12О6 + 6О2 6Н2О + 6СО2 (4)
(240 г мёда)
Из данной формулы видим. Пчёлы, потратив на дыхание один моль (180 г) моносахаров (примерно 240 г мёда), на окисление тратят 192 г, или 6 молей кислорода. При этом выделяют по 6 молей воды и углекислого газа.
Справка: Моль – это такое количество вещества, которое содержит строго определённое количество молекул, число Авогадро. А масса одного моля вещества численно равна атомной или молекулярной массе, выраженной в граммах. К примеру, моль воды Н2О весит 18 грамм, моль СО2 – 44 грамма, а количество молекул одинаково. Но есть ещё одно весьма интересное качество. 1 моль ЛЮБОГО газа, при равных условиях, занимает ОДИНАКОВЫЙ объём. При стандартных условиях он составляет 22,4 литра.
Если в формулу подставить объёмы веществ, участвующих в реакции, то равенство формулы нарушается.(5)
0,2 л 134,4 л 134,4 л 134,4 л
С6Н12О6 + 6О2 6Н2О + 6СО2 (5)
Грубо говоря, пчёлы вдыхают воздуха меньше, чем выдыхают. При потреблении 30 г мёда в сутки, “лишнего” газа может образовываться до 0,5 куб. см в секунду и более. Мало? Вполне достаточно для доказательства несостоятельности гипотез, основанных на одновременном поступлении свежего и выходе отработанного воздуха в дупле через один леток. Когда газа становится пусть чуть, но всё-таки больше, ему один путь, наружу, но никак не обратно.
Таким образом, формула дыхания подтверждает гипотезу, где предполагается поочерёдная смена циклов “вдох”, “выдох”. Механизм представляется примерно следующим. Когда пчёлы разогревают клуб и активно дышат, давление воздуха в дупле выше наружного и отработанный газ устремляется прочь, наружу. Достигнув температурного апогея, клуб успокаивается, процессы дыхания замедляются. Отработанного газа всё меньше, и вкупе с понижением температуры клуба, давление воздуха в дупле падает ниже наружного, свежий воздух поступает внутрь, ещё больше его охлаждая. Пчёлы, остыв до нижнего температурного предела, процесс повторяют.
Я давно уяснил следующее. В природе ничего, никогда не бывает просто так! Всему есть причина. Полузнание причин приносит бед не меньше, чем их незнание. Есть ряд вопросов, на которые нет однозначного ответа. Например, почему пчёлы изменяют температуру клуба во времени? Что является “включателем” и “выключателем” разогрева клуба? Почему они способны переносить повышенное содержание СО2? Из-за чего зимовать над летком или напротив его им привлекательнее? И, наконец, что за звук мы слышим в зимующем клубе? Сокращение грудных мышц пчёл? Надеюсь, ключом к пониманию этих вопросов является именно формула дыхания. На её основе можно попытаться ответить на них. А.Мосеев, Орловская обл.
В формуле дыхания – С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О – выдох больше вдоха.
Правильные цифры говорят конкретно. Пчёлы клуба расходуют 30 г мёда в сутки. Это 1/8 моля С6Н12О6 (240 г : 30 г = 8).
В сутки выделяется дополнительных газов – 134,4 л : 8 = 17 л.
За сутки клуб выделит 34 л газов Н2О и СО2, 17 л + 17 л дополнительных. Они сами покинут атмосферу дупла. Чтобы восполнить убыль (вакуум), дупло засосёт 34 л свежего воздуха, что составляет примерно 46%. Остальное сделает ветер. Дополнительные газы принципиально ничего не меняют. Улучшается обогрев и кислородное обеспечение, в 2 раза увеличивается эффект всасывания. Дополнительные “кубики” Н2О и СО2 точно также последовательно и полностью, отдав тепло в медовые соты, борта и в свежий воздух под клубом, канут в бездну.
В дупле ничего не происходит просто так. Гипотеза “вдох – выдох” возникла из хаоса в несовершенных рамочных ульях, – откуда же ещё? Вопреки природе приспособленная к дуплу, эта истина ничего толком объяснить не может, порождает рой вопросов и ведёт в тупик.
Самотёк в гнезде прекратится, когда дупла нагреются до температуры пчёл. При дальнейшем повышении температуры он повернёт обратно. Но такого практически не бывает. Из этого следует, что давление в гнезде пчёл всегда больше внегнездового. Если температуру пчёл брать за постоянную величину, то при понижении наружной температуры ветер в гнезде будет дуть сильнее. И наоборот. Он стихнет (если брать порцию) после смешивания под клубом наружного воздуха с газами из гнезда, так как исчезнет разность температур. С уровня стояния газов (уровень летка) охлаждённый СО2 пойдёт вниз, газ Н2О, растворяясь в колодце, может выпасть в росу, замёрзнуть и вымерзнуть как в белье. Лёгкий О2, получив тепло, взмывает к пчёлам, а оставшийся не у дел газовый балласт скапливается в дупле, пассивно участвует в теплообмене и затрудняет дыхание (пчёлы, особенно среднерусские, способны, как йоги, “балансируя” на грани, переносить жесточайший дефицит О2 – но на холоде это опасно). Но при ломке погоды на помощь приходит бродяга ветер, иногда со свистом, через леток выдувает из дупла весь застой. Чтобы не пострадать от сквозняка, пчёлы совершенно осмысленно осенью, перед зимовкой заделывают щели и сокращают леток.
В.Усов, Томская обл.
Прочитав свою ранее опубликованную статью я увидел явное противоречие, а именно: “Лёгкий О2 получив тепло, взмывает к пчёлам”. И это с уровня выравнивания температур! А когда посмотрел атомно-молекулярные веса и объёмы газов – ошибка стала явью (см. таблицу и диаграмму).
Объёмы газов в атмосфере Земли.
Атомно-молекулярные веса газов: СО2 – 22, О2 – 16, N2 – 14, Н2О – 10.
N2 – 78%, О2 – 21%.
99% атмосферы – это газы N2 и О2. 1% – инертные газы. СО2 занимает всего 0,03%. Активный кислород немного, но тяжелее самого объёмного нейтрального азота. Разница в 2 единицы обеспечивает в штиль наше существование потому, что не позволяет кислороду оторваться от земли. О2 тонет в море N2 по закону Архимеда. Из одного “кубика” О2 после окисления получается 1 куб.см СО2 и 1 куб.см Н2О (в формуле дыхания одинаковые коэффициенты). В воздухе на 1 куб.см О2 приходится примерно 4 куб.см N2. Выдох получается такой: 1 куб.см СО2, 1куб.см Н2О и 4 куб.см N2. Плотность этой смеси 1,31 г/л. Плотность воздуха 1,29 г/л.
После перемешивания под клубом выдоха со свежим воздухом из летка окончательная плотность смеси газов ещё больше сравняется с природной. Кислород под клубом в дупле будет также медленно тонуть как снаружи. Газы поднимаются к пчёлам, потому что их засасывает в жерло восходящий столбом из устья клуба тепловой поток. Пройдя через радиаторы медовых сот, газы зависают в сводах, охлаждаются о стенку, жмутся к ним в зону низкого давления, сжимаются, тяжелеют и, обволакивая всю коническую поверхность полости дупла, трубой осаждаются вокруг столба, минуя клуб. На уровне летка обратные газы перемешиваются со свежим воздухом из летка, приобретают одинаковую температуру, успокаиваются и больше никуда не дуют. Г-моль каждого газа занимает 22,4 л. Чем больше атомный вес, тем с большей скоростью оседает газ. Поэтому тяжёлый и неповоротливый СО2 успевает избежать захода на 2-й круг и идёт на дно, откуда вытекает наружу в продушину
Лёгкий и летучий Н2О в зоне перемешивания обширно омывает промороженные заиндевевшие борта объёмного колодца и обильно выпадает в осадок на растущий теплопроводный иней и лёд, где и остаётся до поры – так же “потеет” топор и намерзают стёкла. Чтобы из дупла эффективно удалялась вода, нужен мороз.
В тихие оттепели влажность в гнезде возрастает, потому что меньше воды уходит в конденсат. За сутки в леток поступит 3,4 г воды. Клуб за это время выделит ещё 13,5 г. Каждый 5-й грамм влаги будет атмосферным. В сырой туман поступление воды может максимально возрасти на ¼. В месяц общий средний выход воды составит 0,5 л. Но в тёплую погоду обычно дует ветер и поэтому губительного воздействия влаги в дупле не происходит.
Витвицкий восхищался резвостью русских боровок и, говоря о неизменном ухудшении качества пчёл, живущих на пчельниках в тёплых сырых омшаниках, срубах на мху, отмечал, что влага обессиливала их. Тем не менее, очень давно я прочёл воспоминание старого пасечника: “Хорошо помню, что в 30-х годах до появления рамочных ульев разговора о сырости у пчеловодов не было. Дупло, дуплянка – не улей с полом и подвалом. Бездонный и глубокий колодец поглощает также мусор и подмор. Чтобы меня ещё лучше поняли, предлагаю схему удаления влаги из гнезда пчёл в дупле холодом”.
Считаю разумным вернуться к этому механизму природы и зимовать пчёл на воле, лучше всего в лесу, где тихо, и в тёплых кронах в солнечный день на припёке, даже зимой, при минусовой температуре пчёлы могут облететься как в борти. Будущий улей должен быть непромерзаемым, с зимовалым гнездом из пенополистирола с толстой футеровкой пористым материалом, заменяющим ситовину.
В безветрие в дупле быстро возрастает количество взвешенного N2. Возникший дефицит О2 замедляет все процессы. Жизнь еле теплится. В дуплянках (улей “Бездонка”) Прокопович отмечал в зимнее время малый расход мёда 8-10 фунтов. В этом направлении продвинулся пчеловод Романов (“Сонная технология”). Оживление вносит мороз, – усиливается воздухообмен. Но конусовидная геометрия дупла препятствует этому, – вверху утолщаются слои дерева и ситовины. Как и мёд, они всегда тёплые. Фаррар сделал неправильные выводы, потому что производил замеры в промораживаемых ульях – домиках из досок. Сам человек в таких домах не живёт. Если бы Фаррар в нашем Нарымском крае построил из ДСП домик в деревне, он бы без замеров сразу понял, – влияет или нет толщина стенок на проживание пчёл. Позапрошлой зимой в декабре-январе 40 дней подряд у нас стояли 400 морозы. Доходило до – 520С. В детстве запомнился мороз – 580С, в 1959 г. Весной мне приходилось находить в лесу живых пчёл. Даже в посёлке на семи ветрах у меня в 4-х метровой колоде жили две зимы, привезённые в громадном кедре пчёлы. Но попробуйте, даже в лесу, даже в 2-х стенном дадане оставить их зимовать на пне – и вы поймёте, почему утверждение “пчёлам мороз не страшен” за 100 лет превратилось в легенду.
Сейчас принято считать, что от улья медосбор не зависит, мол, пчёлы, а не улей приносят мёд. Но от улья зависит главное – зимовка, весеннее благополучие и самое важное – качество пчёл. И для пчеловода улей – главный инструмент, который определяет производительность. У нас же французский улей столетней давности, от которого в своё время отказался сам автор – главный улей страны. Вот и результат. Замечательный пчеловод-конструктор Н.Ломакин со свойственной ему прямотой в суждениях предрекал – Дадан погубит пчеловодство России. Казалось бы, всё, приехали! Но именно этот улей в нашей северной стране берётся в исследованиях за эталон. Я же в своих рассуждениях веду через пень-колоду друзей-пчеловодов к классическому жилищу пчёл – дуплу. В.Усов.
