L'aria è essenziale per la nostra vita, la respiriamo continuamente per rimanere in vita. Ma possiamo vederlo? Possiamo sentirne l'odore? Possiamo sentirlo o toccarlo? Beh no. Ma, anche se l'aria non si vede, non ha sapore o odore, o non possiamo sentirla o toccarla, sappiamo che è ovunque intorno a noi sentendone la presenza. Possiamo sentirne la presenza quando siamo seduti davanti a un ventilatore; quando facciamo volare un aquilone in una giornata ventosa; quando le foglie frusciano o i rami ondeggiano. In realtà, l'aria è ovunque sulla terra. L'aria si trova anche nello strato superficiale della terra, nel suolo, e si trova anche intorno alla terra in uno strato d'aria chiamato atmosfera. L'aria nell'atmosfera impedisce alla Terra di diventare troppo fredda o troppo calda, ci protegge da troppa luce solare o ci protegge dai meteoroidi. Interessante?
In questa lezione impareremo:
Poiché non può essere visto, sentito o annusato, è una domanda se l'aria esiste davvero. Bene, scopriamo come possiamo dimostrare che l'aria esiste davvero. Il modo più semplice è gonfiare un palloncino. Se prendi un palloncino vuoto, è informe. Quando fai esplodere il palloncino, il palloncino si espanderà e prenderà una forma (di solito rotonda) e possiamo sentire l'aria che spinge sul palloncino. Il pallone diventerà più grande ogni volta che soffiamo aria al suo interno, il che significa che l'aria occupa effettivamente spazio . Il pallone si sta espandendo a causa di gas, vapore acqueo e altra materia di cui è composta l'aria. Danno massa d'aria, quindi possiamo concludere che l'aria ha una massa.
Se l'aria occupa spazio e ha una massa possiamo concludere che l'aria è costituita da materia, perché sappiamo già che la materia è qualsiasi sostanza che ha massa e occupa spazio. Quindi sì, l'aria esiste davvero!
In condizioni normali, la materia esiste come solido, liquido o gas. L'aria è un gas. È una miscela invisibile di molti gas e particelle di polvere, in cui gli esseri viventi vivono e respirano. L'aria contiene sostanze importanti, come l'ossigeno e l'azoto, di cui la maggior parte delle specie ha bisogno per sopravvivere. Ha una forma e un volume indefiniti. Ha massa e peso. Ora, diamo un'occhiata più da vicino alla composizione dell'aria.
L'aria nella nostra atmosfera è composta da molecole di gas diversi. I gas più comuni sono l'azoto (78%), l'ossigeno (circa il 21%) , altri gas, come l'argon (meno dell'1%) e altri gas traccia nell'aria, come l'anidride carbonica, l'elio e il neon . L'aria contiene anche vapore acqueo. La quantità di vapore acqueo varia a seconda della posizione (ad esempio, è un luogo tropicale o un deserto). Inoltre, l'aria contiene polvere, polline e batteri.
Oltre alle due proprietà dell'aria, che l'aria occupa spazio e ha una massa, che abbiamo già discusso in questa lezione, ci sono anche altre proprietà dell'aria.
L'aria è composta da molecole che sono costantemente in movimento. Man mano che l'aria si riscalda, le molecole iniziano a vibrare, aumentando lo spazio attorno a ciascuna molecola. Ciò farà espandere l'aria e diventerà meno densa o più leggera. Oppure, possiamo dire, lo stesso numero di molecole d'aria occupa uno spazio più grande o lo stesso spazio di dimensioni con una maggiore pressione dell'aria. Quando l'aria si raffredda, accade l'effetto opposto. Quando la temperatura scende, le molecole si muovono più lentamente, occupando meno spazio.
Le particelle d'aria spingono in tutte le direzioni e la forza che viene esercitata è chiamata pressione dell'aria. Mentre la pressione dell'aria può riferirsi alla pressione dell'aria all'interno di un'area ristretta (palloncino o pallacanestro), la pressione atmosferica si riferisce specificamente alla pressione dell'aria esercitata dalle molecole d'aria al di sopra di un dato punto nell'atmosfera terrestre. Anche se l'aria sembra leggera, ce n'è molta che spinge sulla superficie terrestre. Possiamo sperimentare un'alta pressione dell'aria a livello del mare perché l'intera atmosfera ci sta spingendo verso il basso. La pressione dell'aria è bassa in cima a una montagna perché c'è meno atmosfera che ci spinge addosso.
Le differenze di pressione e temperatura provocano il movimento dell'aria, che viene percepita come il vento.
Quando prendiamo l'aria atmosferica e poi la forziamo fisicamente in un volume più piccolo, di conseguenza, avvicinando le molecole l'una all'altra, le molecole occupano meno spazio e l' aria viene compressa. L'aria compressa è fatta della stessa aria che respiriamo, ma quell'aria è compressa in una dimensione più piccola e mantenuta sotto pressione. La compressione dell'aria fa muovere le molecole più rapidamente, il che aumenta la temperatura. Questo fenomeno è chiamato "calore di compressione".
Altitudine significa altezza dal suolo o dal livello del mare. All'aumentare dell'altitudine, la quantità di molecole di gas nell'aria diminuisce e l'aria diventa meno densa rispetto all'aria più vicina al livello del mare. L'aria diventerebbe "sottile". L'aria sottile esercita una pressione inferiore rispetto all'aria a un'altitudine inferiore.
L'aria è costituita da uno dei principali gas di sostentamento vitale chiamato ossigeno. Gli esseri viventi inspirano ed espirano quest'aria. Negli esseri umani, l'aria viene aspirata nel corpo dai polmoni e utilizzata per riempire minuscole sacche d'aria che consentono alle cellule del sangue di raccogliere l'ossigeno, che viene poi distribuito attraverso le cellule del corpo. L'ossigeno può quindi essere utilizzato per abbattere gli zuccheri e creare energia attraverso il processo di respirazione cellulare.
L'azoto e l'anidride carbonica sono anche altri gas vitali per le piante e la loro crescita. Le piante hanno bisogno di anidride carbonica per il processo di produzione del cibo, chiamato fotosintesi. Prendono l'anidride carbonica dall'aria e, come risultato della fotosintesi, rilasciano ossigeno nell'aria.
La combustione è un processo chimico in cui una sostanza reagisce rapidamente con l'ossigeno e rilascia calore. L'ossigeno nell'aria supporta i processi chimici che si verificano durante un incendio. Quando il combustibile brucia, reagisce con l'ossigeno dell'aria circostante, rilasciando calore e generando prodotti di combustione (gas, fumo, ecc.).
L'aria aiuta a mantenere la temperatura sulla superficie terrestre facendo circolare aria calda e fredda. L'aria funge anche da conduttore di calore.
