Powietrze jest nam niezbędne do życia, oddychamy nim cały czas, aby pozostać przy życiu. Ale czy możemy to zobaczyć? Czy możemy to powąchać? Czy możemy to poczuć lub dotknąć? Więc nie. Ale nawet jeśli powietrza nie widać, nie ma smaku ani zapachu, albo nie możemy go poczuć ani dotknąć, wiemy, że jest wszędzie wokół nas, czując jego obecność. Czujemy jego obecność siedząc przed wentylatorem; kiedy puszczamy latawiec w wietrzny dzień; kiedy szeleszczą liście lub kołyszą się gałęzie. Właściwie powietrze jest wszędzie na ziemi. Powietrze znajduje się również w powierzchniowej warstwie ziemi, w glebie, a także znajduje się wokół ziemi w warstwie powietrza zwanej atmosferą. Powietrze w atmosferze chroni Ziemię przed wychłodzeniem lub przegrzaniem, chroni nas przed zbyt dużą ilością światła słonecznego lub przed meteoroidami. Ciekawy?
Na tej lekcji nauczymy się:
Ponieważ nie można go zobaczyć, poczuć ani powąchać, powstaje pytanie, czy powietrze naprawdę istnieje. Cóż, dowiedzmy się, jak możemy udowodnić, że powietrze naprawdę istnieje. Najprostszym sposobem jest nadmuchanie balonu. Jeśli weźmiesz pusty balon, jest on bezkształtny. Kiedy nadmuchasz balon, balon rozszerzy się i przybierze kształt (zwykle okrągły), a my możemy poczuć, jak powietrze naciska na balon. Balon będzie się powiększał za każdym razem, gdy wdmuchniemy do niego powietrze, co oznacza, że powietrze faktycznie zajmuje miejsce . Balon rozszerza się z powodu gazów, pary wodnej i innych substancji, z których składa się powietrze. Dają masę powietrza, więc możemy stwierdzić, że powietrze ma masę.
Jeśli powietrze zajmuje przestrzeń i ma masę, możemy wyciągnąć wniosek, że powietrze składa się z materii, ponieważ wiemy już, że materią jest każda substancja, która ma masę i zajmuje przestrzeń. Więc tak, powietrze naprawdę istnieje!
W normalnych warunkach materia istnieje jako ciało stałe, ciecz lub gaz. Powietrze jest gazem. Jest to niewidzialna mieszanina wielu gazów i cząstek pyłu, w której żyją i oddychają żywe istoty. Powietrze zawiera ważne substancje, takie jak tlen i azot, których większość gatunków potrzebuje do przeżycia. Ma nieokreślony kształt i objętość. Ma masę i wagę. Przyjrzyjmy się teraz bliżej składowi powietrza.
Powietrze w naszej atmosferze składa się z cząsteczek różnych gazów. Najczęstszymi gazami są azot (78%), tlen (około 21%) , inne gazy, takie jak argon (mniej niż 1%) i inne gazy śladowe w powietrzu, takie jak dwutlenek węgla, hel i neon . Powietrze zawiera również parę wodną. Ilość pary wodnej różni się w zależności od lokalizacji (na przykład, czy jest to miejsce tropikalne, czy pustynia). Ponadto powietrze zawiera kurz, pyłki i bakterie.
Oprócz dwóch właściwości powietrza, że powietrze zajmuje przestrzeń i ma masę, o których już mówiliśmy w tej lekcji, są też inne właściwości powietrza.
Powietrze składa się z cząsteczek, które są w ciągłym ruchu. Gdy powietrze się nagrzewa, cząsteczki zaczynają wibrować, zwiększając przestrzeń wokół każdej cząsteczki. To sprawi, że powietrze się rozszerzy i stanie się mniej gęste lub lżejsze. Lub możemy powiedzieć, że ta sama liczba cząsteczek powietrza zajmuje większą przestrzeń lub przestrzeń tej samej wielkości przy zwiększonym ciśnieniu powietrza. Gdy powietrze jest chłodne, dzieje się odwrotny efekt. Gdy temperatura spada, cząsteczki poruszają się wolniej, zajmując mniej miejsca.
Cząsteczki powietrza pchają się we wszystkich kierunkach, a wywierana siła nazywana jest ciśnieniem powietrza. Podczas gdy ciśnienie powietrza może odnosić się do ciśnienia powietrza w ograniczonym obszarze (balon lub koszykówka), ciśnienie atmosferyczne w szczególności odnosi się do ciśnienia powietrza wywieranego przez cząsteczki powietrza powyżej danego punktu w atmosferze ziemskiej. Nawet jeśli powietrze wydaje się lekkie, jest go dużo napierającego na powierzchnię Ziemi. Na poziomie morza możemy doświadczyć wysokiego ciśnienia powietrza, ponieważ cała atmosfera na nas naciska. Ciśnienie powietrza jest niskie na szczycie góry, ponieważ jest mniej atmosfery, która nas naciska.
Różnice ciśnienia i temperatury powodują ruch powietrza odczuwany jako wiatr.
Kiedy pobieramy powietrze atmosferyczne, a następnie fizycznie zmniejszamy je, w wyniku czego cząsteczki zbliżają się do siebie, zajmują one mniej miejsca, a powietrze jest sprężane. Sprężone powietrze składa się z tego samego powietrza, którym oddychamy, ale jest ono sprężane do mniejszych rozmiarów i utrzymywane pod ciśnieniem. Sprężanie powietrza sprawia, że cząsteczki poruszają się szybciej, co powoduje wzrost temperatury. Zjawisko to nazywane jest „ciepłem kompresji”.
Wysokość oznacza wysokość nad ziemią lub nad poziomem morza. Wraz ze wzrostem wysokości ilość cząsteczek gazu w powietrzu maleje, a powietrze staje się mniej gęste w porównaniu z powietrzem położonym bliżej poziomu morza. Powietrze stałoby się „rzadkie”. Rozrzedzone powietrze wywiera mniejsze ciśnienie niż powietrze na niższej wysokości.
Powietrze składa się z jednego z głównych podtrzymujących życie gazów, zwanego tlenem. Żywe istoty wdychają i wydychają to powietrze. U ludzi powietrze jest wciągane do organizmu przez płuca i wykorzystywane do wypełniania maleńkich pęcherzyków powietrza, które umożliwiają komórkom krwi pobieranie tlenu, który jest następnie rozprowadzany po komórkach organizmu. Tlen może być następnie wykorzystany do rozkładu cukrów i wytwarzania energii w procesie oddychania komórkowego.
Azot i dwutlenek węgla to także inne gazy, które są niezbędne dla roślin i ich wzrostu. Rośliny potrzebują dwutlenku węgla do procesu wytwarzania żywności, zwanego fotosyntezą. Pobierają dwutlenek węgla z powietrza, aw wyniku fotosyntezy uwalniają tlen z powrotem do powietrza.
Spalanie to proces chemiczny, w którym substancja szybko reaguje z tlenem i wydziela ciepło. Tlen w powietrzu wspomaga procesy chemiczne zachodzące podczas pożaru. Podczas spalania paliwo reaguje z tlenem z otaczającego powietrza, uwalniając ciepło i wytwarzając produkty spalania (gazy, dym itp.).
Powietrze pomaga w utrzymaniu temperatury na powierzchni ziemi poprzez cyrkulację gorącego i zimnego powietrza. Powietrze działa również jako przewodnik ciepła.
