Повітря необхідне для нашого життя, ми дихаємо ним весь час, щоб залишатися живими. Але чи можемо ми це побачити? Чи можемо ми відчути запах? Чи можемо ми це відчути чи доторкнутися? Ну ні. Але, навіть якщо повітря не видно, не має смаку чи запаху, або ми не можемо його відчути чи торкнутися, ми знаємо, що воно всюди навколо нас, відчуваючи його присутність. Ми відчуваємо його присутність, коли сидимо перед вентилятором; коли ми запускаємо повітряного змія у вітряний день; коли шелестить листя чи гойдаються гілки. Насправді повітря є скрізь на землі. Повітря також знаходиться в поверхневому шарі землі, в ґрунті, і також знаходиться навколо землі в повітряному шарі, який називається атмосферою. Повітря в атмосфері захищає Землю від надто холодного або надто гарячого, воно захищає нас від надмірної кількості сонячного світла або захищає нас від метеоритів. Цікаво?
На цьому уроці ми навчимося:
Оскільки його не можна побачити, відчути чи понюхати, виникає питання, чи існує повітря насправді. Що ж, давайте дізнаємося, як ми можемо довести, що повітря дійсно існує. Найпростіший спосіб - надути повітряну кульку. Якщо взяти порожню повітряну кульку, то вона безформна. Коли ви надуєте повітряну кулю, вона розшириться та набуде форми (зазвичай круглої), і ми можемо відчути, як повітря штовхає повітряну кулю. Повітряна куля буде ставати більшою кожного разу, коли ми вдуваємо в неї повітря, а це означає, що повітря фактично займає простір . Повітряна куля розширюється за рахунок газів, водяної пари та інших речовин, з яких складається повітря. Вони дають масу повітря, тому можна зробити висновок, що повітря має масу.
Якщо повітря займає простір і має масу, ми можемо зробити висновок, що повітря складається з матерії, тому що ми вже знаємо, що матерія - це будь-яка речовина, яка має масу і займає простір. Так, повітря дійсно існує!
За звичайних умов речовина існує у твердому, рідкому або газоподібному стані. Повітря – це газ. Це невидима суміш багатьох газів і частинок пилу, в якій живуть і дихають живі істоти. Повітря містить важливі речовини, такі як кисень і азот, які потрібні більшості видів для виживання. Має невизначену форму та об’єм. Має масу і вагу. Тепер уважно розглянемо склад повітря.
Повітря в нашій атмосфері складається з молекул різних газів. Найпоширенішими газами є азот (78%), кисень (приблизно 21%) , інші гази, як-от аргон (менше 1%), та інші незначні гази в повітрі, як-от вуглекислий газ, гелій і неон . Повітря також містить водяну пару. Кількість водяної пари залежить від місця розташування (наприклад, тропіки чи пустелі). Крім того, повітря містить пил, пилок і бактерії.
Крім двох властивостей повітря, що повітря займає простір і має масу, які ми вже обговорювали в цьому уроці, є й інші властивості повітря.
Повітря складається з молекул, які постійно перебувають у русі. Коли повітря нагрівається, молекули починають вібрувати, збільшуючи простір навколо кожної молекули. Це змусить повітря розширитися і стане менш щільним або легшим. Або, можна сказати, однакова кількість молекул повітря займає більший простір або такий же розмір простору з підвищеним тиском повітря. Коли повітря охолоджується, відбувається протилежний ефект. Коли температура падає, молекули рухаються повільніше, займаючи менше місця.
Частинки повітря штовхаються в усіх напрямках, і сила, яка при цьому діє, називається тиском повітря. У той час як тиск повітря може означати тиск повітря в обмеженій зоні (повітряна куля або баскетбольний м’яч), атмосферний тиск конкретно відноситься до тиску повітря, створюваного молекулами повітря над певною точкою в атмосфері Землі. Навіть якщо повітря здається легким, його багато тисне на поверхню Землі. Ми можемо відчувати високий атмосферний тиск на рівні моря, тому що вся атмосфера тисне на нас. На вершині гори атмосферний тиск низький, тому що на нас тисне менше атмосфери.
Різниця в тиску і температурі викликає рух повітря, який сприймається як вітер.
Коли ми беремо атмосферне повітря, а потім фізично натискаємо його в менший об’єм, у результаті, наближаючи молекули одна до одної, молекули займають менше місця, і повітря стискається. Стиснене повітря складається з того самого повітря, яким ми дихаємо, але це повітря стискається до меншого розміру й утримується під тиском. Стиснення повітря змушує молекули рухатися швидше, що підвищує температуру. Це явище називається «теплота стиснення».
Висота означає висоту над землею або над рівнем моря. Зі збільшенням висоти кількість молекул газу в повітрі зменшується, і повітря стає менш щільним порівняно з повітрям, розташованим ближче до рівня моря. Повітря стане «розрідженим». Розріджене повітря чинить менший тиск, ніж повітря на меншій висоті.
Повітря складається з одного з основних газів, що підтримує життя, — кисню. Живі істоти вдихають і видихають це повітря. У людей повітря втягується в тіло легенями та використовується для заповнення крихітних повітряних мішечків, які дозволяють клітинам крові забирати кисень, який потім розподіляється по клітинах тіла. Потім кисень може бути використаний для розщеплення цукру та створення енергії за допомогою процесу клітинного дихання.
Азот і вуглекислий газ також є іншими газами, життєво важливими для рослин та їх росту. Рослинам потрібен вуглекислий газ для процесу виробництва їжі, який називається фотосинтезом. Вони забирають вуглекислий газ з повітря, а в результаті фотосинтезу виділяють кисень назад у повітря.
Горіння – це хімічний процес, під час якого речовина швидко реагує з киснем і виділяє тепло. Кисень повітря підтримує хімічні процеси, що відбуваються під час пожежі. Під час згоряння паливо реагує з киснем з навколишнього повітря, виділяючи тепло та утворюючи продукти горіння (гази, дим тощо).
Повітря допомагає підтримувати температуру на земній поверхні завдяки циркуляції гарячого та холодного повітря. Повітря також виконує роль провідника тепла.
