Lucht is essentieel voor ons leven, we ademen het de hele tijd in om in leven te blijven. Maar kunnen we het zien? Kunnen we het ruiken? Kunnen we het voelen of aanraken? Welnee. Maar zelfs als de lucht niet kan worden gezien, geen smaak of geur heeft, of we kunnen hem niet voelen of aanraken, we weten dat hij overal om ons heen is door zijn aanwezigheid te voelen. We kunnen zijn aanwezigheid voelen als we voor een ventilator zitten; als we vliegeren op een winderige dag; wanneer de bladeren ritselen of takken zwaaien. Eigenlijk is de lucht overal op aarde. Lucht bevindt zich ook in de oppervlaktelaag van de aarde, in de bodem, en het bevindt zich ook rond de aarde in een luchtlaag die de atmosfeer wordt genoemd. De lucht in de atmosfeer zorgt ervoor dat de aarde niet te koud of te warm wordt, het beschermt ons tegen te veel zonlicht of beschermt ons tegen meteoroïden. Interessant?
In deze les gaan we leren:
Omdat lucht niet kan worden gezien, gevoeld of geroken, is het de vraag of de lucht echt bestaat. Laten we eens kijken hoe we kunnen bewijzen dat lucht echt bestaat. De eenvoudigste manier is door een ballon op te blazen. Als je een lege ballon neemt, is deze vormloos. Wanneer je de ballon opblaast, zal de ballon uitzetten en een vorm aannemen (meestal rond), en we voelen de lucht op de ballon drukken. Elke keer dat we er lucht in blazen, wordt de ballon groter, wat betekent dat lucht eigenlijk ruimte inneemt . De ballon zet uit door gassen, waterdamp en andere materie waaruit lucht bestaat. Ze geven luchtmassa, dus we kunnen concluderen dat de lucht massa heeft.
Als de lucht ruimte inneemt en massa heeft, kunnen we concluderen dat de lucht uit materie bestaat, omdat we al weten dat materie elke substantie is die massa heeft en ruimte inneemt. Dus ja, de lucht bestaat echt!
Onder normale omstandigheden bestaat materie als een vaste stof, een vloeistof of een gas. Lucht is een gas. Het is een onzichtbaar mengsel van vele gassen en stofdeeltjes, waarin levende wezens leven en ademen. Lucht bevat belangrijke stoffen, zoals zuurstof en stikstof, die de meeste soorten nodig hebben om te overleven. Het heeft een onbepaalde vorm en volume. Het heeft massa en gewicht. Laten we nu eens goed kijken naar de luchtsamenstelling.
De lucht in onze atmosfeer is samengesteld uit moleculen van verschillende gassen. De meest voorkomende gassen zijn stikstof (78%), zuurstof (ongeveer 21%) , andere gassen, zoals argon (minder dan 1%), en andere spoorgassen in de lucht, zoals koolstofdioxide, helium en neon . Lucht bevat ook waterdamp. De hoeveelheid waterdamp varieert afhankelijk van de locatie (is het bijvoorbeeld een tropische plaats of een woestijn). Lucht bevat ook stof, pollen en bacteriën.
Naast de twee eigenschappen van lucht, dat de lucht ruimte inneemt en een massa heeft, die we in deze les al hebben besproken, zijn er nog andere eigenschappen van lucht.
Lucht bestaat uit moleculen die constant in beweging zijn. Terwijl de lucht opwarmt, beginnen de moleculen te trillen, waardoor de ruimte rond elk molecuul groter wordt. Dat zorgt ervoor dat de lucht uitzet en minder dicht of lichter wordt. Of we kunnen zeggen dat hetzelfde aantal luchtmoleculen een grotere ruimte inneemt of dezelfde ruimte met verhoogde luchtdruk. Wanneer de lucht koelt, gebeurt het tegenovergestelde effect. Naarmate de temperatuur daalt, bewegen moleculen langzamer en nemen ze minder ruimte in beslag.
De luchtdeeltjes duwen alle kanten op en de kracht die wordt uitgeoefend wordt luchtdruk genoemd. Hoewel luchtdruk kan verwijzen naar de luchtdruk in een afgesloten ruimte (ballon of basketbal), verwijst atmosferische druk specifiek naar de luchtdruk die wordt uitgeoefend door de luchtmoleculen boven een bepaald punt in de atmosfeer van de aarde. Zelfs als de lucht licht lijkt, drukt er veel op het aardoppervlak. Op zeeniveau kunnen we hoge luchtdruk ervaren omdat de hele atmosfeer op ons drukt. Bovenop een berg is de luchtdruk laag omdat er minder atmosfeer op ons drukt.
Verschillen in druk en temperatuur veroorzaken de beweging van lucht, die wordt ervaren als de wind.
Wanneer we atmosferische lucht nemen en deze vervolgens fysiek in een kleiner volume dwingen, waardoor de moleculen dichter bij elkaar komen, nemen de moleculen minder ruimte in beslag en wordt de lucht gecomprimeerd. Perslucht is gemaakt van dezelfde lucht die we inademen, maar die lucht wordt samengeperst tot een kleiner formaat en onder druk gehouden. Door de lucht samen te drukken, bewegen de moleculen sneller, waardoor de temperatuur stijgt. Dit fenomeen wordt "compressiewarmte" genoemd.
Hoogte betekent hoogte boven de grond of boven zeeniveau. Naarmate de hoogte toeneemt, neemt de hoeveelheid gasmoleculen in de lucht af en wordt de lucht minder dicht in vergelijking met de lucht dichter bij zeeniveau. De lucht zou "dun" worden. Dunne lucht oefent minder druk uit dan lucht op lagere hoogte.
Lucht bestaat uit een van de belangrijkste levensondersteunende gassen, zuurstof genaamd. Levende dingen ademen deze lucht in en uit. Bij mensen wordt de lucht door de longen het lichaam in getrokken en gebruikt om kleine luchtzakjes te vullen waardoor bloedcellen zuurstof kunnen opnemen, die vervolgens over de lichaamscellen wordt verdeeld. De zuurstof kan vervolgens worden gebruikt om suikers af te breken en energie te creëren door het proces van cellulaire ademhaling.
Stikstof en koolstofdioxide zijn ook andere gassen die van vitaal belang zijn voor planten en hun groei. Planten hebben koolstofdioxide nodig voor het maken van voedsel, fotosynthese genaamd. Ze halen de koolstofdioxide uit de lucht en geven als resultaat van fotosynthese zuurstof af aan de lucht.
Verbranding is een chemisch proces waarbij een stof snel reageert met zuurstof en warmte afgeeft. Zuurstof in de lucht ondersteunt de chemische processen die plaatsvinden bij brand. Wanneer brandstof verbrandt, reageert het met zuurstof uit de omgevingslucht, waarbij warmte vrijkomt en verbrandingsproducten ontstaan (gassen, rook, enz.).
Lucht helpt bij het handhaven van de temperatuur op het aardoppervlak door warme en koude lucht te laten circuleren. Lucht fungeert ook als warmtegeleider.
