Hava yaşamımız için gereklidir, hayatta kalmak için her zaman soluruz. Ancak görebilir miyiz? Kokusunu alabilir miyiz? Hissedebilir miyiz, dokunabilir miyiz? Hayır. Ancak hava gözle görülmese de, tadı ve kokusu olmasa da, biz onu hissedemesek de, dokunamasak da, varlığını hissederek çevremizde olduğunu biliriz. Bir fanın önünde oturduğumuzda varlığını hissedebiliriz; rüzgarlı bir günde uçurtma uçurduğumuzda; yapraklar hışırdadığında veya dallar sallandığında. Aslında dünyanın her yerinde hava vardır. Hava ayrıca dünyanın yüzey tabakasında, toprakta bulunur ve ayrıca dünyanın çevresinde atmosfer adı verilen bir hava tabakasında bulunur. Atmosferdeki hava, Dünya'nın aşırı soğumasını veya aşırı ısınmasını engeller, bizi çok fazla güneş ışığından veya meteorlardan korur. İlginç?
Bu derste şunları öğreneceğiz:
Görülmediği, hissedilemediği ve koklanmadığı için havanın gerçekten var olup olmadığı soru işaretidir. Peki, havanın gerçekten var olduğunu nasıl kanıtlayabileceğimizi öğrenelim. En basit yol, bir balonu şişirmektir. Boş bir balon alırsanız şekilsizdir. Balonu şişirdiğinizde balon genişleyecek ve bir şekil alacaktır (genellikle yuvarlak) ve balonu iten havayı hissedebiliriz. İçine hava üflediğimizde balon büyüyecek, bu da havanın aslında yer kapladığı anlamına geliyor. Balon, gazlar, su buharı ve havayı oluşturan diğer maddeler nedeniyle genişliyor. Hava kütlesi veriyorlar, böylece havanın bir kütlesi olduğu sonucuna varabiliriz.
Hava boşlukta yer kaplıyor ve bir kütleye sahipse, havanın maddeden oluştuğu sonucuna varabiliriz, çünkü maddenin kütlesi olan ve boşlukta yer kaplayan herhangi bir madde olduğunu zaten biliyoruz. Yani evet, hava gerçekten var!
Normal şartlar altında madde ya katı, sıvı ya da gaz halinde bulunur. Hava bir gazdır. Canlıların içinde yaşadığı ve soluduğu, birçok gaz ve toz partikülünün gözle görülemeyen bir karışımıdır. Hava, çoğu türün hayatta kalması için ihtiyaç duyduğu oksijen ve nitrojen gibi önemli maddeleri içerir. Belirsiz bir şekli ve hacmi vardır. Kütlesi ve ağırlığı vardır. Şimdi hava bileşimine yakından bakalım.
Atmosferimizdeki hava, farklı gazların moleküllerinden oluşur. En yaygın gazlar nitrojen (%78), oksijen (%21) , argon (%1'den az) gibi diğer gazlar ve karbondioksit, helyum ve neon gibi havadaki diğer eser gazlardır. Hava ayrıca su buharı da içerir. Su buharı miktarı, konuma göre değişir (örneğin, tropik bir yer mi yoksa çöl mü). Ayrıca havada toz, polen ve bakteri bulunur.
Havanın boşlukta yer kaplaması ve bir kütleye sahip olması gibi bu derste daha önce tartıştığımız iki özelliği dışında havanın başka özellikleri de vardır.
Hava, sürekli hareket halinde olan moleküllerden oluşur. Hava ısındıkça, moleküller titreşmeye başlar ve her molekülün etrafındaki boşluk artar. Bu, havanın genişlemesini sağlayacak ve daha az yoğun veya daha hafif hale gelecektir. Ya da aynı sayıda hava molekülü, artan hava basıncıyla daha büyük bir alanı veya aynı büyüklükteki alanı kaplar diyebiliriz. Hava soğuduğunda, Ters etki olur. Sıcaklık düştükçe moleküller daha yavaş hareket ederek daha az yer kaplar.
Hava parçacıkları her yönde itilir ve uygulanan kuvvete hava basıncı denir. Hava basıncı, kapalı bir alandaki (balon veya basketbol) hava basıncını ifade edebilirken, atmosferik basınç, özellikle Dünya atmosferinde belirli bir noktanın üzerindeki hava molekülleri tarafından uygulanan hava basıncını ifade eder. Hava hafif görünse bile, Dünya yüzeyinde aşağı doğru iten çok fazla hava var. Deniz seviyesinde yüksek hava basıncı yaşayabiliriz, çünkü tüm atmosfer üzerimize doğru bastırıyor. Bir dağın tepesindeki hava basıncı düşüktür çünkü üzerimize doğru daha az atmosfer baskı yapar.
Basınç ve sıcaklıktaki farklılıklar, rüzgar olarak deneyimlenen havanın hareketine neden olur.
Atmosferik havayı alıp fiziksel olarak daha küçük bir hacme sıkıştırdığımızda, sonuç olarak molekülleri birbirine yaklaştırdığımızda, moleküller daha az yer kaplar ve hava sıkıştırılır. Basınçlı hava, soluduğumuz havanın aynısından yapılır, ancak bu hava daha küçük bir boyuta sıkıştırılır ve basınç altında tutulur. Havanın sıkıştırılması, moleküllerin daha hızlı hareket etmesini sağlayarak sıcaklığı artırır. Bu olguya “sıkıştırma ısısı” denir.
Rakım, yerden veya deniz seviyesinden yükseklik anlamına gelir. Yükseklik arttıkça havadaki gaz moleküllerinin miktarı azalır ve hava, deniz seviyesine yakın havaya göre daha az yoğun hale gelir. Hava "ince" olur. İnce hava, daha düşük bir irtifada havadan daha az basınç uygular.
Hava, oksijen adı verilen yaşamı sürdüren ana gazlardan biridir. Canlılar bu havayı solur ve solurlar. İnsanlarda hava, akciğerler tarafından vücuda çekilir ve kan hücrelerinin oksijeni almasına izin veren küçük hava keselerini doldurmak için kullanılır ve oksijen daha sonra vücut hücrelerine dağıtılır. Oksijen daha sonra şekerleri parçalamak ve hücresel solunum sürecinde enerji oluşturmak için kullanılabilir.
Azot ve Karbondioksit de bitkiler ve büyümeleri için hayati önem taşıyan diğer gazlardır. Bitkiler, fotosentez adı verilen besin yapma işlemi için karbondioksite ihtiyaç duyar. Havadaki karbondioksiti alırlar ve fotosentez sonucunda oksijeni tekrar havaya verirler.
Yanma, bir maddenin oksijenle hızla reaksiyona girdiği ve ısı verdiği kimyasal bir süreçtir. Havadaki oksijen, yangın sırasında meydana gelen kimyasal süreçleri destekler. Yakıt yandığında çevredeki havadaki oksijenle reaksiyona girerek ısı açığa çıkarır ve yanma ürünleri (gazlar, duman, vb.) üretir.
Hava, sıcak ve soğuk havayı dolaştırarak dünya yüzeyindeki sıcaklığın korunmasına yardımcı olur. Hava aynı zamanda bir ısı iletkeni görevi görür.
