Hewa ni muhimu kwa maisha yetu, tunaipumua kila wakati ili kubaki hai. Lakini, je, tunaweza kuiona? Je, tunaweza kunusa? Je, tunaweza kuihisi au kuigusa? Naam, hapana. Lakini, hata ikiwa hewa haiwezi kuonekana, haina ladha au harufu, au hatuwezi kuihisi au kuigusa, tunajua kwamba iko kila mahali karibu nasi kwa kuhisi uwepo wake. Tunaweza kuhisi uwepo wake tunapokuwa tumekaa mbele ya shabiki; tunaporuka kite siku ya upepo; wakati majani yanawaka au matawi yanayumba. Kwa kweli, hewa iko kila mahali duniani. Hewa pia iko kwenye safu ya uso wa dunia, kwenye udongo, na pia iko karibu na dunia katika safu ya hewa inayoitwa angahewa. Hewa iliyoko kwenye angahewa inaizuia Dunia isipate baridi au joto kupita kiasi, inatulinda kutokana na mwanga mwingi wa jua, au inatulinda dhidi ya meteoroids. Inavutia?
Katika somo hili, tutajifunza:
Kwa sababu haiwezi kuonekana, kuguswa, au kunusa, ni swali ikiwa hewa iko kweli. Kweli, wacha tuone jinsi tunaweza kudhibitisha kuwa hewa iko kweli. Njia rahisi ni kupuliza puto. Ikiwa unachukua puto tupu, haina umbo. Unapopiga puto, puto itapanua, na kuchukua sura (kawaida pande zote), na tunaweza kuhisi hewa ikisukuma kwenye puto. Puto itakua kubwa wakati wowote tunapopuliza hewa ndani yake, kumaanisha kuwa hewa huchukua nafasi . Puto inapanuka kwa sababu ya gesi, mvuke wa maji, na vitu vingine ambavyo hewa imeundwa. Wanatoa misa ya hewa, kwa hivyo tunaweza kuhitimisha kuwa hewa ina misa.
Ikiwa hewa inachukua nafasi na ina wingi tunaweza kufanya hitimisho kwamba hewa imeundwa na maada, kwa sababu tayari tunajua kwamba maada ni dutu yoyote ambayo ina wingi na inachukua nafasi. Kwa hivyo ndio, hewa ipo kweli!
Chini ya hali ya kawaida, maada huwepo ama kama kigumu, kimiminika, au gesi. Hewa ni gesi. Ni mchanganyiko usioonekana wa gesi nyingi na chembe za vumbi, ambazo viumbe hai huishi na kupumua. Hewa ina vitu muhimu, kama vile oksijeni na nitrojeni, ambayo spishi nyingi zinahitaji kuishi. Ina sura isiyojulikana na kiasi. Ina misa na uzito. Sasa, hebu tuangalie kwa karibu muundo wa hewa.
Hewa katika angahewa yetu inaundwa na molekuli za gesi tofauti. Gesi zinazojulikana zaidi ni nitrojeni (78%), oksijeni (karibu 21%) , gesi zingine, kama argon (chini ya 1%), na gesi zingine za angani, kama vile dioksidi kaboni, heliamu na neon . Hewa pia ina mvuke wa maji. Kiasi cha mvuke wa maji hutofautiana kulingana na eneo, (kwa mfano, ni mahali pa tropiki au jangwa). Pia, hewa ina vumbi, poleni , na bakteria.
Kando na sifa mbili za hewa, kwamba hewa inachukua nafasi na ina wingi, ambayo tayari tumejadiliwa katika somo hili, kuna sifa nyingine za hewa pia.
Hewa inaundwa na molekuli ambazo zinaendelea mwendo. Hewa inapoongezeka joto, molekuli huanza kutetemeka, na kuongeza nafasi karibu na kila molekuli. Hiyo itafanya hewa kupanuka na kuwa mnene kidogo, au nyepesi. Au, tunaweza kusema, idadi sawa ya molekuli za hewa huchukua nafasi kubwa au nafasi ya ukubwa sawa na shinikizo la hewa lililoongezeka. Wakati hewa baridi, athari kinyume hutokea. Joto linapopungua, molekuli husogea polepole zaidi, na kuchukua nafasi kidogo.
Chembe za hewa husukuma pande zote na nguvu inayotumiwa huitwa shinikizo la hewa. Ingawa shinikizo la hewa linaweza kurejelea shinikizo la hewa ndani ya eneo dogo (puto au mpira wa vikapu), shinikizo la anga hurejelea haswa shinikizo la hewa linalotolewa na molekuli za hewa juu ya sehemu fulani katika angahewa ya Dunia. Hata kama hewa inaonekana kuwa nyepesi, kuna mengi yake yanayosukuma chini kwenye uso wa Dunia. Tunaweza kupata shinikizo la juu la hewa kwenye usawa wa bahari kwa sababu angahewa yote inatusukuma. Shinikizo la hewa liko chini juu ya mlima kwa sababu kuna angahewa kidogo inayotusukuma.
Tofauti za shinikizo na joto husababisha harakati ya hewa, ambayo ni uzoefu kama upepo.
Tunapochukua hewa ya angahewa na kisha kuilazimisha kimwili kwa kiasi kidogo, kwa sababu hiyo, kuleta molekuli karibu na kila mmoja, molekuli huchukua nafasi ndogo na hewa inasisitizwa. Hewa iliyobanwa imetengenezwa na hewa ile ile tunayopumua, lakini hewa hiyo inabanwa kuwa saizi ndogo na kuwekwa chini ya shinikizo. Kukandamiza hewa hufanya molekuli kusonga kwa kasi zaidi, ambayo huongeza joto. Jambo hili linaitwa "joto la compression".
Urefu unamaanisha urefu juu ya ardhi au juu ya usawa wa bahari. Kadiri urefu unavyoongezeka, kiasi cha molekuli za gesi angani hupungua na hewa inakuwa mnene kidogo ikilinganishwa na hewa iliyo karibu na usawa wa bahari. Hewa itakuwa "nyembamba". Hewa nyembamba hutoa shinikizo kidogo kuliko hewa kwenye urefu wa chini.
Hewa inajumuisha mojawapo ya gesi kuu inayotegemeza uhai inayoitwa oksijeni. Viumbe hai hupumua ndani na kuvuta hewa hii. Kwa binadamu, hewa huvutwa ndani ya mwili na mapafu na kutumika kujaza vifuko vidogo vya hewa vinavyoruhusu seli za damu kuchukua oksijeni, ambayo husambazwa kwenye seli za mwili. Oksijeni basi inaweza kutumika kuvunja sukari na kuunda nishati kupitia mchakato wa kupumua kwa seli.
Nitrojeni na Dioksidi ya Kaboni pia ni gesi nyinginezo ambazo ni muhimu kwa mimea na ukuzi wake. Mimea inahitaji dioksidi kaboni kwa mchakato wa kutengeneza chakula, inayoitwa photosynthesis. Wanachukua kaboni dioksidi kutoka kwa hewa, na kama matokeo ya photosynthesis, hutoa oksijeni tena hewani.
Mwako ni mchakato wa kemikali ambapo dutu humenyuka kwa haraka na oksijeni na kutoa joto. Oksijeni angani inasaidia michakato ya kemikali inayotokea wakati wa moto. Wakati mafuta yanawaka, humenyuka na oksijeni kutoka kwa hewa inayozunguka, ikitoa joto na kuzalisha bidhaa za mwako (gesi, moshi, nk).
Hewa husaidia katika kudumisha halijoto kwenye uso wa dunia kwa kuzunguka hewa ya moto na baridi. Hewa hufanya kama kondakta wa joto pia.
