A levegő bennünk és körülöttünk van, nélkülözhetetlen feltétele a földi életnek. A levegő tulajdonságainak ismerete segíti az embert, hogy sikeresen használja őket a mindennapi életben, a gazdálkodásban, az építőiparban és még sok másban. Ebben a leckében folytatjuk a levegő tulajdonságainak tanulmányozását, sok izgalmas kísérletet végzünk, és megismerjük az emberiség csodálatos találmányait.
Téma: Élettelen természet
Lecke: A levegő tulajdonságai
Ismételjük meg a levegő tulajdonságait, amelyeket az előző leckékben tanultunk: a levegő átlátszó, színtelen, szagtalan, nem vezet jól hőt.
A forró napon az ablaküveg tapintásra hűvös, az ablakpárkány és a rajta álló tárgyak pedig melegek. Ez azért történik, mert az üveg átlátszó test, amely átengedi a hőt, de nem melegíti fel magát. A levegő is átlátszó, így jól átengedi a napsugarakat.
Rizs. 1. Az ablaküveg vezeti a napsugarakat ()
Végezzünk el egy egyszerű kísérletet: engedjünk le egy fejjel lefelé fordított poharat egy széles, vízzel teli edénybe. Enyhe ellenállást fogunk érezni, és látni fogjuk, hogy a víz nem tudja betölteni a poharat, mert a pohár levegője nem „adja át” a helyét a víznek. Ha enyhén megdönti a poharat anélkül, hogy eltávolítaná a vízből, akkor egy légbuborék jön ki a pohárból és a víz egy része a pohárba kerül, de a víz még ebben a helyzetben sem tudja kitölteni. teljesen.
Rizs. 2. Levegőbuborékok jönnek ki a megdöntött üvegből, utat engedve a víznek ()
Ez azért történik, mert a levegő, mint bármely más test, helyet foglal el a környező világban.
A levegőnek ezt a tulajdonságát felhasználva az ember megtanult víz alatt dolgozni speciális ruha nélkül. Erre a célra egy búvárharangot alakítottak ki: az átlátszó anyagból készült harangsapka alatt az emberek és a szükséges felszerelések állnak, a harangot pedig daru segítségével engedik le a víz alá.
A kupola alatti levegő lehetővé teszi az emberek számára, hogy egy ideig lélegezzenek, elég hosszú ideig ahhoz, hogy megvizsgálják a hajó, a hídtámaszok vagy a tározó fenekének sérüléseit.
A levegő alábbi tulajdonságának bizonyításához szorosan le kell fedni a kerékpárszivattyú lyukát a bal kezével, és meg kell nyomni a dugattyút a jobb kezével.
Ezután anélkül, hogy eltávolítaná az ujját a lyukból, engedje el a dugattyút. Az ujj, amellyel a lyukat lezárják, úgy érzi, hogy a levegő nagyon erősen nyomja. De a dugattyú nehezen fog mozogni. Ez azt jelenti, hogy a levegő összenyomható. A levegőnek van rugalmassága, mert amikor elengedjük a dugattyút, az visszaáll eredeti helyzetébe.
Rugalmas testek azok, amelyek a kompresszió leállása után visszaállnak eredeti formájukba. Például, ha összenyom egy rugót, majd elengedi, akkor visszanyeri eredeti alakját.
A sűrített levegő is rugalmas, hajlamos kitágulni és elfoglalni eredeti helyét.
Annak bizonyításához, hogy a levegőnek van tömege, házi mérleget kell készítenie. A leeresztett léggömböket ragasztószalaggal rögzítse a pálca végéhez. Helyezzük a hosszú pálcát a rövid közepére úgy, hogy a végei kiegyenlítsék egymást. Kössük össze őket fonallal. Rögzítsen egy rövid pálcát két dobozhoz ragasztószalaggal. Fújjunk fel egy léggömböt, és ugyanazzal a szalaggal rögzítsük újra a pálcához. Telepítsük az eredeti helyére.
Meglátjuk, hogyan dől a bot a felfújt ballon felé, mert a léggömböt megtöltő levegő nehezíti azt. Ebből a kísérletből arra a következtetésre juthatunk, hogy a levegőnek van tömege és lemérhető.
Ha a levegőnek tömege van, akkor nyomást kell gyakorolnia a Földre és mindenre, ami rajta van. Így van, a tudósok kiszámolták, hogy a Föld légkörében lévő levegő 15 tonnás nyomást fejt ki az emberre (mint három teherautó), de az ember ezt nem érzi, mert az emberi szervezetben elegendő mennyiségű levegő található, ami azonos erejű nyomás. A belső és külső nyomás kiegyensúlyozott, így az ember nem érez semmit.
Nézzük meg, mi történik a levegővel, ha felmelegítjük és lehűtjük. Ehhez végezzünk egy kísérletet: melegítsünk fel egy üvegcsővel ellátott lombikot a kezünk melegével, és nézzük meg, hogy a csőből légbuborékok jönnek ki a vízbe. Ez azért történik, mert a lombikban lévő levegő melegítéskor kitágul. Ha letakarjuk a lombikot egy hideg vízbe áztatott szalvétával, látni fogjuk, hogy az üvegből a víz felemelkedik a csövön, mert lehűlve a levegő összenyomódik.
Rizs. 7. A levegő tulajdonságai fűtés és hűtés közben ()
Hogy többet megtudjunk a levegő tulajdonságairól, végezzünk még egy kísérletet: két lombikot rögzítünk egy állványcsőhöz. Kiegyensúlyozottak.
Rizs. 8. Légmozgás meghatározásában szerzett tapasztalat
De ha az egyik lombikot felmelegítjük, magasabbra fog emelkedni, mint a másik, mert a forró levegő könnyebb, mint a hideg, és felemelkedik. Ha vékony, könnyű papírcsíkokat rögzít egy forró levegős lombik fölé, látni fogja, hogyan libbennek és emelkednek felfelé, és megmutatják a felmelegített levegő mozgását.
Rizs. 9. A meleg levegő felszáll
Az ember felhasználta a levegő ezen tulajdonságának ismeretét egy repülőgép - hőlégballon - létrehozásához. Egy felhevült levegővel teli nagy gömb emelkedik a magasba az égbe, és több ember súlyát is elbírja.
Ritkán gondolunk rá, de nap mint nap használjuk a levegő tulajdonságait: a kabát, sapka vagy ujjatlan nem melegszik fel - az anyag rostjaiban lévő levegő nem vezeti jól a hőt, ezért minél bolyhosabbak a szálak, annál inkább levegőt tartalmaznak, ezért az ebből a szövetből készült anyag annál melegebb.
A levegő összenyomhatóságát és rugalmasságát felfújható termékekben (felfújható matracok, labdák) és különféle szerkezetű gumiabroncsokban (autók, kerékpárok) használják.
Rizs. 14. Kerékpárkerék ()
A sűrített levegő még egy vonatot is megállíthat teljes sebességgel. Légfékeket szerelnek be a buszokba, trolibuszokba és metrószerelvényekbe. A levegő biztosítja a fúvós, ütős, billentyűs és fúvós hangszerek hangját. Amikor a dobos botjaival megüti a feszes dobbőrt, az rezeg, és a dobban lévő levegő hangot kelt. A kórházakban lélegeztetőgépeket szereltek fel: ha az ember nem tud önállóan lélegezni, egy olyan készülékhez csatlakozik, amely egy speciális csövön keresztül oxigénnel dúsított sűrített levegőt juttat a tüdőbe. A sűrített levegőt mindenhol használják: könyvnyomtatásban, építőiparban, javításban stb.
Légkör(a görög atmos szóból - gőz és spharia - labda) - a Föld léghéja, vele együtt forog. A légkör fejlődése szorosan összefüggött a bolygónkon zajló geológiai és geokémiai folyamatokkal, valamint az élő szervezetek tevékenységével.
A légkör alsó határa egybeesik a Föld felszínével, mivel a levegő behatol a talaj legkisebb pórusaiba, és még vízben is feloldódik.
A felső határ 2000-3000 km magasságban fokozatosan átmegy a világűrbe.
Az oxigént tartalmazó légkörnek köszönhetően lehetséges az élet a Földön. A légköri oxigént az emberek, állatok és növények légzési folyamataiban használják fel.
Ha nem lenne légkör, a Föld olyan csendes lenne, mint a Hold. Végül is a hang a levegő részecskéinek rezgése. Az égbolt kék színe azzal magyarázható, hogy a napsugarak a légkörön áthaladva, akár egy lencsén át, összetevőszínekre bomlanak. Ebben az esetben a kék és kék színű sugarak szóródnak leginkább.
A légkör megfogja a nap ultraibolya sugárzásának nagy részét, ami káros hatással van az élő szervezetekre. A Föld felszíne közelében is megtartja a hőt, megakadályozva bolygónk lehűlését.
A légkör szerkezete
A légkörben több, sűrűségben eltérő réteget lehet megkülönböztetni (1. ábra).
Troposzféra
Troposzféra- a légkör legalsó rétege, amelynek vastagsága a pólusok felett 8-10 km, a mérsékelt övi szélességeken - 10-12 km, az Egyenlítő felett - 16-18 km.
Rizs. 1. A Föld légkörének szerkezete
A troposzférában a levegőt a földfelszín, vagyis a szárazföld és a víz melegíti fel. Ezért ebben a rétegben a levegő hőmérséklete a magassággal 100 méterenként átlagosan 0,6 °C-kal csökken, a troposzféra felső határán pedig eléri a -55 °C-ot. Ugyanakkor a troposzféra felső határán az Egyenlítő vidékén -70 °C, az Északi-sarkon pedig -65 °C a levegő hőmérséklete.
A légkör tömegének mintegy 80%-a a troposzférában koncentrálódik, szinte az összes vízgőz elhelyezkedik, zivatarok, viharok, felhők és csapadékok fordulnak elő, valamint függőleges (konvekciós) és vízszintes (szél) légmozgás történik.
Elmondhatjuk, hogy az időjárás elsősorban a troposzférában alakul ki.
Sztratoszféra
Sztratoszféra- a troposzféra felett elhelyezkedő légköri réteg, 8-50 km magasságban. Az égbolt színe ebben a rétegben lilának tűnik, ami a levegő vékonyságával magyarázható, ami miatt a napsugarak szinte nem szóródnak szét.
A sztratoszféra a légkör tömegének 20%-át tartalmazza. Ebben a rétegben a levegő ritka, gyakorlatilag nincs vízgőz, ezért szinte nem képződik felhő és csapadék. A sztratoszférában azonban stabil légáramlások figyelhetők meg, amelyek sebessége eléri a 300 km/órát.
Ez a réteg koncentrált ózon(ózon képernyő, ozonoszféra), egy réteg, amely elnyeli az ultraibolya sugarakat, megakadályozva, hogy azok elérjék a Földet, és ezáltal megvédjék bolygónkon élő szervezeteket. Az ózonnak köszönhetően a levegő hőmérséklete a sztratoszféra felső határán -50 és 4-55 °C között mozog.
A mezoszféra és a sztratoszféra között van egy átmeneti zóna - a sztratopauza.
Mezoszféra
Mezoszféra- 50-80 km magasságban elhelyezkedő légköri réteg. A levegő sűrűsége itt 200-szor kisebb, mint a Föld felszínén. A mezoszférában az égbolt színe feketének tűnik, nappal pedig a csillagok láthatók. A levegő hőmérséklete -75 (-90)°C-ra csökken.
80 km-es magasságban kezdődik termoszféra. A levegő hőmérséklete ebben a rétegben meredeken emelkedik 250 m magasságig, majd állandóvá válik: 150 km magasságban eléri a 220-240 ° C-ot; 500-600 km magasságban meghaladja az 1500 °C-ot.
A mezoszférában és a termoszférában a kozmikus sugarak hatására a gázmolekulák atomok töltött (ionizált) részecskéivé bomlanak, ezért a légkör ezen részét ún. ionoszféra- egy nagyon ritka levegőréteg, amely 50-1000 km magasságban található, és főleg ionizált oxigénatomokból, nitrogén-oxid-molekulákból és szabad elektronokból áll. Ezt a réteget magas villamosítás jellemzi, hosszú és közepes rádióhullámok verődnek vissza róla, mint egy tükörről.
Az ionoszférában aurórák jelennek meg - a ritkított gázok izzása a Napból repülő elektromosan töltött részecskék hatására - és a mágneses tér éles ingadozásai figyelhetők meg.
Exoszféra
Exoszféra- a légkör 1000 km feletti külső rétege. Ezt a réteget szórógömbnek is nevezik, mivel a gázrészecskék itt nagy sebességgel mozognak, és szétszóródhatnak a világűrbe.
Légköri összetétel
A légkör gázok keveréke, amely nitrogénből (78,08%), oxigénből (20,95%), szén-dioxidból (0,03%), argonból (0,93%), kis mennyiségű héliumból, neonból, xenonból, kriptonból (0,01%) áll, ózon és egyéb gázok, de ezek tartalmuk elenyésző (1. táblázat). A Föld levegőjének modern összetétele több mint százmillió évvel ezelőtt alakult ki, de az erősen megnövekedett emberi termelési tevékenység ennek ellenére megváltoztatta. Jelenleg körülbelül 10-12%-kal nőtt a CO 2 -tartalom.
A légkört alkotó gázok különféle funkcionális szerepeket töltenek be. E gázok fő jelentőségét azonban elsősorban az határozza meg, hogy nagyon erősen elnyelik a sugárzási energiát, és ezáltal jelentős hatással vannak a Föld felszínének és légkörének hőmérsékleti viszonyaira.
1. táblázat A száraz légköri levegő kémiai összetétele a földfelszín közelében
|
Térfogatkoncentráció. % |
Molekulatömeg, mértékegység |
|
|
Oxigén |
||
|
Szén-dioxid |
||
|
Dinitrogén-oxid |
||
|
0 és 0,00001 között |
||
|
Kén-dioxid |
0-tól 0,000007-ig nyáron; 0 és 0,000002 között télen |
|
|
0-tól 0,000002-ig |
46,0055/17,03061 |
|
|
Azog-dioxid |
||
|
Szén-monoxid |
Nitrogén, A légkörben a leggyakoribb gáz, kémiailag inaktív.
Oxigén A nitrogénnel ellentétben kémiailag nagyon aktív elem. Az oxigén specifikus funkciója a heterotróf szervezetek, kőzetek és a vulkánok által a légkörbe kibocsátott aluloxidált gázok szerves anyagainak oxidációja. Oxigén nélkül nem bomlanak le az elhalt szerves anyagok.
A szén-dioxid szerepe a légkörben rendkívül nagy. Az égési folyamatok, az élő szervezetek légzése és a bomlás eredményeként kerül a légkörbe, és elsősorban a fotoszintézis során a szerves anyagok előállításának fő építőanyaga. Emellett nagy jelentősége van annak, hogy a szén-dioxid képes a rövidhullámú napsugárzást továbbítani és a hosszúhullámú termikus sugárzás egy részét elnyelni, ami létrehozza az úgynevezett üvegházhatást, amelyről az alábbiakban lesz szó.
A légköri folyamatokat, különösen a sztratoszféra termikus rezsimjét is befolyásolják ózon. Ez a gáz a nap ultraibolya sugárzásának természetes elnyelőjeként szolgál, és a napsugárzás elnyelése a levegő felmelegedéséhez vezet. A légkör teljes ózontartalmának átlagos havi értékei a szélességtől és az évszaktól függően 0,23-0,52 cm tartományban változnak (ez az ózonréteg vastagsága talajnyomáson és hőmérsékleten). Növekszik az ózontartalom az egyenlítőtől a sarkokig, és éves ciklus van, ősszel a minimum és tavasszal a maximum.
A légkör jellemző tulajdonsága, hogy a fő gázok (nitrogén, oxigén, argon) tartalma a tengerszint feletti magasság függvényében kismértékben változik: 65 km-es magasságban a légkör nitrogéntartalma 86%, oxigén - 19, argon - 0,91 , 95 km magasságban - nitrogén 77, oxigén - 21,3, argon - 0,82%. A légköri levegő összetételének állandóságát függőlegesen és vízszintesen keverése tartja fenn.
A levegő a gázokon kívül tartalmaz vízpáraÉs szilárd részecskék. Ez utóbbiak lehetnek természetes és mesterséges (antropogén) eredetűek is. Ezek pollen, apró sókristályok, útpor és aeroszolos szennyeződések. Amikor a nap sugarai behatolnak az ablakon, szabad szemmel is láthatók.
Különösen sok a szemcsés részecskék a városok és a nagy ipari központok levegőjében, ahol a káros gázok kibocsátását és az üzemanyagok elégetésekor keletkező szennyeződéseiket adják az aeroszolokhoz.
A légkörben lévő aeroszolok koncentrációja határozza meg a levegő átlátszóságát, ami befolyásolja a Föld felszínét érő napsugárzást. A legnagyobb aeroszolok a kondenzációs magok (a lat. condensatio- tömörítés, sűrítés) - hozzájárulnak a vízgőz vízcseppekké történő átalakulásához.
A vízgőz jelentőségét elsősorban az határozza meg, hogy késlelteti a földfelszínről érkező hosszúhullámú hősugárzást; a nagy és kis nedvességciklusok fő láncszeme; növeli a levegő hőmérsékletét a vízágyak kondenzációja során.
A légkörben lévő vízgőz mennyisége időben és térben változó. Így a vízgőz koncentrációja a földfelszínen a trópusokon 3%-tól az Antarktiszon 2-10 (15)%-ig terjed.
A mérsékelt övi szélességi körökben a légkör függőleges oszlopában az átlagos vízgőztartalom körülbelül 1,6-1,7 cm (ez a kondenzált vízgőz réteg vastagsága). A légkör különböző rétegeiben lévő vízgőzökről szóló információk ellentmondásosak. Feltételezték például, hogy a 20 és 30 km közötti magassági tartományban a fajlagos páratartalom erősen növekszik a magassággal. A későbbi mérések azonban a sztratoszféra nagyobb szárazságát jelzik. Úgy tűnik, a sztratoszféra fajlagos páratartalma kevéssé függ a tengerszint feletti magasságtól, és 2-4 mg/kg.
A troposzférában a vízgőztartalom változékonyságát a párolgás, a kondenzáció és a horizontális transzport folyamatainak kölcsönhatása határozza meg. A vízgőz lecsapódása következtében felhők képződnek, és csapadék hullik eső, jégeső és hó formájában.
A víz fázisátalakulásának folyamatai túlnyomórészt a troposzférában zajlanak, ezért a sztratoszférában (20-30 km magasságban) és a mezoszférában (a mezopauza közelében) gyöngyházfényűnek és ezüstösnek nevezett felhők viszonylag ritkán, míg a troposzférikus felhők figyelhetők meg. gyakran a teljes földfelszín mintegy 50%-át fedik le.felületek.
A levegőben tárolható vízgőz mennyisége a levegő hőmérsékletétől függ.
1 m 3 levegő -20 ° C hőmérsékleten legfeljebb 1 g vizet tartalmazhat; 0 ° C-on - legfeljebb 5 g; +10 ° C-on - legfeljebb 9 g; +30 °C-on - legfeljebb 30 g víz.
Következtetés: Minél magasabb a levegő hőmérséklete, annál több vízgőzt tartalmazhat.
A levegő lehet gazdagÉs nem telített vízpára. Tehát, ha +30 °C hőmérsékleten 1 m 3 levegő 15 g vízgőzt tartalmaz, akkor a levegő nincs vízgőzzel telítve; ha 30 g - telített.
Abszolút nedvesség az 1 m3 levegőben lévő vízgőz mennyisége. Gramban van kifejezve. Például, ha azt mondják, hogy „az abszolút páratartalom 15”, ez azt jelenti, hogy 1 ml 15 g vízgőzt tartalmaz.
Relatív páratartalom- ez az 1 m 3 levegő tényleges vízgőztartalmának aránya (százalékban) az 1 m l-ben adott hőmérsékleten befogadható vízgőz mennyiségéhez viszonyítva. Például, ha a rádió időjárás-jelentést sugároz, amely szerint a relatív páratartalom 70%, ez azt jelenti, hogy a levegő az adott hőmérsékleten elhelyezhető vízgőz 70%-át tartalmazza.
Minél nagyobb a relatív páratartalom, pl. Minél közelebb van a levegő a telítettség állapotához, annál valószínűbb a csapadék.
Mindig magas (akár 90%) relatív páratartalom figyelhető meg az egyenlítői zónában, mivel ott a levegő hőmérséklete egész évben magas marad, és nagymértékű párolgás történik az óceánok felszínéről. A relatív páratartalom is magas a sarkvidékeken, de azért, mert alacsony hőmérsékleten már kis mennyiségű vízgőz is telítetté vagy telítetté teszi a levegőt. A mérsékelt szélességi körökön a relatív páratartalom az évszakoktól függően változik - télen magasabb, nyáron alacsonyabb.
A sivatagokban különösen alacsony a levegő relatív páratartalma: ott 1 m 1 levegő kétszer-háromszor kevesebb vízgőzt tartalmaz, mint az adott hőmérsékleten lehetséges.
A relatív páratartalom mérésére higrométert használnak (a görög hygros - nedves és metreco - én mérem szóból).
Lehűtve a telített levegő nem képes ugyanannyi vízgőzt visszatartani, besűrűsödik (lecsapódik), ködcseppekké alakul. Nyáron tiszta, hűvös éjszakán köd figyelhető meg.
Felhők- ez ugyanaz a köd, csak nem a föld felszínén, hanem egy bizonyos magasságban képződik. Ahogy a levegő felemelkedik, lehűl, és a benne lévő vízgőz lecsapódik. A keletkező apró vízcseppek felhőket alkotnak.
A felhőképződés is magában foglalja részecske a troposzférában felfüggesztve.
A felhők különböző formájúak lehetnek, ami kialakulásuk körülményeitől függ (14. táblázat).
A legalacsonyabb és legnehezebb felhők a rétegfelhők. A földfelszíntől 2 km-es magasságban helyezkednek el. 2-8 km-es magasságban festőibb gomolyfelhők figyelhetők meg. A legmagasabbak és a legkönnyebbek a pehelyfelhők. A földfelszín felett 8-18 km-es magasságban helyezkednek el.
|
Családok |
Felhők fajtái |
Kinézet |
|
A. Felső felhők - 6 km felett |
I. Cirrus |
Cérnaszerű, rostos, fehér |
|
II. Cirrocumulus |
Kis pelyhek és fürtök rétegei és gerincei, fehér |
|
|
III. Cirrostratus |
Átlátszó fehéres fátyol |
|
|
B. Középszintű felhőzet - 2 km felett |
IV. Középmagas gomolyos felhő |
Fehér és szürke színű rétegek és gerincek |
|
V. Altosztratifikált |
Tejszürke színű sima fátyol |
|
|
B. Alacsony felhőzet - 2 km-ig |
VI. Nimbosztrátusz |
Tömör formátlan szürke réteg |
|
VII. Gomolyos rétegfelhő |
Szürke színű nem átlátszó rétegek és gerincek |
|
|
VIII. Réteges |
Nem átlátszó szürke fátyol |
|
|
D. A függőleges fejlődés felhői - az alsótól a felső szintig |
IX. Gomolyfelhő |
A klubok és kupolák élénk fehérek, szélük szakadt a szélben |
|
X. Cumulonimbus |
Erőteljes, gomolyfelhő alakú, sötét ólomszínű tömegek |
Légkörvédelem
A fő források az ipari vállalkozások és az autók. A nagyvárosokban nagyon akut a gázszennyezés problémája a fő közlekedési útvonalakon. Éppen ezért a világ számos nagyvárosában, így hazánkban is, bevezették a járművek kipufogógázainak toxicitásának környezetvédelmi ellenőrzését. Szakértők szerint a levegőben lévő füst és por a felére csökkentheti a földfelszín napenergia-ellátását, ami a természeti viszonyok megváltozásához vezet.
Képzelje el, hogy egy napsütéses tavaszi napon átsétál a parkon. Úgy tűnik neked, hogy körülötted,-
fák és sétáló emberek között-
teljesen üres hely. Ám ekkor enyhe szellő fúj, és rögtön érzed, hogy a minket körülvevő „üresség” megtelik levegővel, hogy egy hatalmas légóceán alján élünk, amit atmoszférának hívnak. A légrészecskék gyengén kapcsolódnak egymáshoz, és folyamatos kaotikus mozgáson mennek keresztül, ezért a légtömegek folyamatosan mozognak egyik helyről a másikra. Ha már régen ugyanott lett volna a levegő, ti és én már rég megfulladtunk volna. A levegőnek a nagy mozgékonysága mellett van még egy fontos tulajdonsága, amellyel a szilárd és folyékony testek nem rendelkeznek. A levegő összenyomható, vagyis a térfogata változtatható.
A levegő tulajdonságainak jobb megértéséhez ismerkedjünk meg atomi szerkezetével. Ha egy parányi légbuborékot több milliószorosára nagyítunk, észrevesszük, hogy a levegő hatalmas számú részecskéből áll, amelyek szabadon mozognak, minden irányba szétszóródnak, és ütköznek egymással. Nem látjuk a részecskék rendezett elrendezését (mint a kristályoknál), és sok szabad tér is van az egyes részecskék között (valószínűleg emlékszel arra, hogy a folyadékban a részecskék nagyon közel helyezkednek el egymáshoz). Emiatt a levegő könnyen összenyomódik. Ha van kerékpárszivattyúja, próbálja meg összenyomni a levegőt a kimenet elzárásával. A szivattyú dugattyújának mozgatásával csökkenti a levegő mennyiségét, pl. közelebb hozzák egymáshoz a részecskéket. A sűrített levegőt nézve ismét megfigyeljük a részecskék kaotikus mozgását, és azonnal észrevesszük, hogy a részecskék most sűrűbben töltik ki a teret.
Srácok, biztosan éreztétek, hogy a levegő mennyiségének csökkentéséhez némi erőre van szükség a szivattyúban fokozatosan növekvő légnyomás leküzdéséhez. Tulajdonképpen miért nő a levegő nyomása a szivattyúban? Nem nehéz kitalálni. A levegőrészecskék, amelyekből több mint 10 000 000 000 000 000 000 van egy köbcentiméterben, folyamatos mozgásban vannak. Hébe-hóba nekiütköznek a szivattyú fémfalainak, pl. nyomást gyakorolni rájuk. Ahogy a levegő mennyisége csökken, a részecskék gyakrabban érik a falakat. Ezért minél kisebb a levegő térfogata, annál nagyobb a nyomása. Kiderült, hogy ezért kell sok erőfeszítést eltöltenie, amíg a kerékpárkerék kellően „kemény” lesz.
A fizikusok minden olyan anyagot neveznek, amely a levegővel megegyező tulajdonságokkal rendelkezik. Egy köbcentiméter gáz körülbelül 1000-szer kevesebb atomot tartalmaz, mint azonos térfogatú folyadék vagy szilárd anyag.
A gázatomok közötti kohéziós erők nagyon kicsik, ezért a gázok csekély ellenállást mutatnak a testek mozgásával szemben. Próbáljon először integetni a kezével a levegőben, majd tegye meg ugyanezt a mozdulatot a vízben. Észrevetted, milyen óriási különbség van?
És most a következő kísérlet elvégzését javasoljuk: vegyen két papírlapot, és függőlegesen tartsa őket 1 távolságra.-
2 cm-re egymástól, fújja erősen közéjük. Úgy tűnik, hogy a leveleknek el kell térniük, de az ellenkezőjét teszik.-
konvergálnak. Ez azt jelenti, hogy a lapok közötti légnyomás ahelyett, hogy növekedne, csökken. Mivel magyarázható ez a jelenség? Fentebb megtudtuk, hogy a gáznyomás bizonyos „akadályokon” a részecskék ezen a felületen való becsapódásának köszönhető. Kísérletünkben a papírlapokra nehezedő légnyomás mindkét oldalon egyenlő, így a lapok párhuzamosan lógnak egymással. Amikor egy erős légáram mozog, a részecskéknek nincs idejük annyiszor eltalálni őket, mint nyugodt levegőben. Emiatt csökken a légnyomás a lapok között. És mivel a lapok külső felületére nehezedő nyomás nem változott, nyomáskülönbség keletkezik, aminek következtében vonzódnak egymáshoz. Valójában csak egy papírlapot vehet, és oldalról fújhat rá. Biztosan el fog térni valamelyest abba az irányba, amerre a légáramlás mozog.
A leírt jelenséggel gyakran találkozunk az életben. Ennek köszönhetően madarak és repülők repülnek. Valószínűleg tudja, hogyan jön létre a felvonó egy repülőgép szárnyán. A szárnyprofilt úgy választják meg, hogy a légáramlás sebessége a szárny felett nagyobb és a nyomás kisebb legyen, mint a szárny alatt. Ezeknek a nyomásoknak a különbsége emelést hoz létre.
A légsugár szívóhatását számos szivattyúban és permetezőben is alkalmazzák. Ismerkedjünk meg a parfümös spray flakonnal. Az összenyomott gumi „golyóból” a levegő nagy sebességgel távozik egy vékony A csövön keresztül, amely a végén leszűkült. A közelben van a második B cső, amelyet egy parfümös edénybe engedtek le. Erős légáram vákuumot hoz létre a B csőben, a légköri nyomás átemeli a parfümöt a csövön keresztül, amelyet a levegőáramba kerülve kipermeteznek.
A légáramlás által keltett vákuum nem mindig szolgálja az embert. Néha nagy kárt okoz. Például erős hurrikánok idején a házak fölé rohanó gyors légáramlatok hatására a tető felületére nehezedő nyomás olyan meredeken csökken, hogy a szél leszakítja azt.
A nyomás csökkenése folyadékáramlásban is megfigyelhető, és még egyértelműbben, mivel a gázokhoz képest a folyadékok „sűrűbb” atomszerkezettel rendelkeznek. Ezzel kapcsolatban szeretném emlékeztetni a folyót fenyegető veszélyekre. Két egymás mellett lebegő csónak vagy kajak „vonzódik” egymáshoz, mivel közöttük nagyobb a víz sebessége és kisebb a nyomás, mint a hajók másik oldalán.
Soha ne vitorlázzunk csónakkal túl közel betonparthoz, még kevésbé egy hídtámaszhoz. Amikor a folyó gyorsan folyik, a betonfalak vagy támasztékok erősen vonzzák a hajókat. Különösen veszélyesek a komolytalan úszókra, akik életüket kockáztatják. Nyári nyaralása során a folyón emlékezzen a két papírdarabbal végzett egyszerű kísérletre.
A levegőnek van egy másik érdekes tulajdonsága - rosszul vezeti a hőt. Sok hó alatt áttelelő növény nem fagy meg, mert a hideg hószemcsék között sok a levegő, és a hótorlasz a növények szárát és gyökereit takaró meleg takaróhoz hasonlít. Ősszel a mókus, a nyúl, a farkas, a róka és más állatok vedlik. A téli szőrme vastagabb és dúsabb, mint a nyári. A sűrű szőrszálak között több levegő marad vissza, és a havas erdőben az állatok nem félnek a fagytól.
(A tanár felírja a táblára.)
A levegő rossz hővezető.
Tehát milyen tulajdonságai vannak a levegőnek?
V. Testnevelési perc
VI. A tanult anyag konszolidálása Feladatok elvégzése a munkafüzetben
1. szám (18. o.).
- Olvassa el a feladatot. Vizsgálja meg a diagramon található rajzot és címkét, hogy mely gáznemű anyagok képezik a levegő részét. (Önteszt a tankönyv diagramjával a 46. oldalon.)
2. szám (19. o.).
Olvassa el a feladatot. Írd le a levegő tulajdonságait! (A feladat elvégzése után önellenőrzés történik, a táblára feljegyzésekkel.)
3. szám (19. o.).
- Olvassa el a feladatot. A levegő milyen tulajdonságait kell figyelembe venni a feladat helyes végrehajtásához? (Ha a levegőt felmelegítjük, kitágul, ha lehűl, összehúzódik.)
Hogyan magyarázható, hogy a levegő melegítéskor kitágul? Mi történik az azt alkotó részecskékkel? (A részecskék gyorsabban kezdenek mozogni, és a köztük lévő rések nőnek.)
Az első téglalapban rajzolja meg, hogyan helyezkednek el a levegő részecskék hevítéskor.
Hogyan magyarázható, hogy a levegő összenyomódik lehűléskor? Mi történik az azt alkotó részecskékkel? (A részecskék lassabban kezdenek mozogni, és a köztük lévő terek kisebbek.)
- Rajzolja be a második téglalapba, hogy a levegő részecskéi hogyan helyezkednek el lehűlés közben.
4. szám (19. o.).
- Olvassa el a feladatot. A levegő milyen tulajdonsága magyarázza ezt a jelenséget? (A levegő rossz hővezető.)
VII. Visszaverődés
Csoportmunka
Olvassa el az első feladatot a tankönyvben a 9. oldalon. 48. Próbáld megmagyarázni a levegő tulajdonságait.
Olvassa el a második feladatot a 2. oldalon. 48. Kövesse végig.
Mi szennyezi a levegőt? (Ipari vállalkozások, közlekedés.)
Beszélgetés
A házamtól nem messze van egy gyár. Az ablakaimból egy magas téglakéményt látok. Éjjel-nappal vastag fekete füstfelhők szállnak ki belőle, amitől a horizont örökre egy vastag, savós függöny mögé bújik. Néha úgy tűnik, hogy ez egy erős dohányos, aki olthatatlan Gulliver-pipájával füstölög a városban. Mindannyian köhögünk, tüsszentünk, van, akit kórházba is kell vinni. És legalább a „dohányosnak”: csak püfölni és puffanni, puffanni.
Gyerekek sírnak: undorító gyár! A felnőttek mérgesek: azonnal zárják be!
És mindenki azt hallja válaszul: milyen „csúnya”?! Hogy lehet így "bezárni"?! Üzemünk árukat gyárt az emberek számára. És sajnos nincs füst tűz nélkül. Ha eloltjuk a kemencék lángját, akkor leáll a gyár és nem lesz áru.
Egyik reggel felébredtem, kinéztem az ablakon – nem volt füst! Az óriás abbahagyta a dohányzást, a gyár a helyén van, a kémény még kilóg, de füst nincs. Vajon meddig? Viszont látom: nincs füst holnap, meg holnapután, meg holnapután... Tényleg teljesen bezárták a gyárat?
Hová tűnt a füst? Ők maguk mondták, hogy nincs füst tűz nélkül.
Hamar kiderült: végre meghallották a végtelen panaszainkat - a gyárkéményre füstelvezetőket szereltek, egy füstfogót, amely megakadályozza, hogy a kéményből kirepüljenek a koromszemcsék.
És itt van, ami érdekes. Úgy tűnik, hogy senkinek nem volt szüksége, és még a káros füstöt is kénytelen volt jó cselekedetre. Ezt (vagy inkább kormot) most gondosan összegyűjtik itt, és egy műanyaggyárba küldik. Ki tudja, talán ez a filctollam is ugyanabból a füstcsapdák által elkapott koromból készült. Egyszóval a füstcsapdák mindenkinek jól jönnek: nekünk, városlakóknak (már nem vagyunk betegek), és magának a gyárnak (kormot árul, és nem pazarolja úgy, mint korábban), és a műanyagtermékek vásárlóinak (beleértve a filchegyet is) tollak).
Nevezze meg a levegő tisztaságának védelmének módjait! (Légtisztító egységek, elektromos járművek.)
- A levegő tisztítására az emberek fákat ültetnek. Miért? (A növények szén-dioxidot szívnak fel és oxigént bocsátanak ki.)
Nézzük meg alaposan a fa levelét. A lap alsó felülete átlátszó fóliával van borítva, és nagyon kis lyukakkal tarkítva. „Sztómának” hívják, csak nagyítóval lehet jól látni. Kinyílnak és bezáródnak, összegyűjtik a szén-dioxidot. A napfény hatására a növények szárai mentén a gyökerekből felszálló vízből cukor, keményítő és oxigén képződik, a zöld levelekben pedig szén-dioxid.
Nem véletlenül nevezik a növényeket „a bolygó tüdejének”.
Milyen csodálatos levegő az erdőben! Sok oxigént és tápanyagot tartalmaz. Végül is a fák speciális illékony anyagokat - fitoncideket - bocsátanak ki, amelyek elpusztítják a baktériumokat. A lucfenyő és fenyő gyantás illata, a nyír, tölgy és vörösfenyő aromája nagyon jótékony hatással van az emberre. De a városokban teljesen más a levegő. Benzin- és kipufogógázszagú, mert a városokban rengeteg autó, üzemek, gyárak üzemelnek, amelyek a levegőt is szennyezik. Az ilyen levegő belélegzése káros az emberre. A levegő tisztítására fákat és cserjéket ültetünk: hárs, nyár, orgona.
A levegő és annak védelme
Levegő gázok keveréke. A levegő összetétele a következőket tartalmazza: oxigén, nitrogén, szén-dioxid. A levegő nagy része nitrogént tartalmaz.
A levegő tulajdonságai
1. A levegő átlátszó
2. A levegő színtelen
3. A tiszta levegőnek nincs szaga
Mi történik a levegővel, ha felmelegítik és lehűtik?
Melegítéskor a levegő kitágul.
Ahogy a levegő lehűl, összenyomódik.
Miért tágul a levegő melegítéskor, és miért húzódik össze hűtéskor?
A levegő részecskékből áll, amelyek között terek vannak. A részecskék folyamatosan mozognak és gyakran ütköznek. Amikor a levegő felmelegszik, gyorsabban kezdenek mozogni és erősebben ütköznek. Emiatt nagyobb távolságra ugrálnak egymástól. A köztük lévő rések nőnek, és a levegő kitágul. Amikor a levegő lehűl, az ellenkezője történik.
Találj ki egy rejtvényt.
Az orron keresztül a mellkasba jut
És a visszatérés úton van.
Láthatatlan és mégis
Nem tudunk nélküle élni.
Válasz: Levegő
Írd le a választ. Mit lélegzünk?
Válasz: Levegőt szívunk
Nézd meg a képeket. Hol lesz a legtisztább a levegő? Töltse ki a kép alatti kört.
Írja le a tiszta levegő tulajdonságait!
A levegő átlátszó, nincs színe és nincs szaga.
A levegő képes melegen tartani.
A ruha nem önmagában melegít fel, hanem azért, mert megakadályozza, hogy a test hőt veszítsen. A ruha jó légcsapda. A testhő nem tud áthatolni a csapdába esett testen, mivel az egy szigetelő. A vastag téli ruha is sok levegőt zár be. A gyapjú ruha nagyon meleg, mert sok levegő rekedt a gyapjú között. A madarak télen megpróbálják felborzolni a tollaikat, hogy minél több levegőt szívjanak fel a tollaik közé. A dupla üvegek közötti levegő hőszigetelésként is szolgál. A hó jó szigetelő, mert befogja a levegőt. A hóviharba esett utazók menedéket ásnak a hóban, hogy melegen tartsák.
Válaszolj a kérdésekre.
Mi van az üvegablakok között? Válasz: Levegő
Melyik hó alatt melegebbek a növények: bolyhos vagy taposott? Válasz: A növények melegebbek a bolyhos hó alatt.
Az embereknek és más élőlényeknek tiszta levegőre van szükségük a légzéshez. De sok helyen, főleg a nagyvárosokban, szennyezett. Egyes gyárak és gyárak mérgező gázokat, kormot és port bocsátanak ki kéményükből. Az autók kipufogógázokat bocsátanak ki, amelyek sok káros anyagot tartalmaznak.
A levegőszennyezés veszélyezteti az emberi egészséget és a Föld minden életét!
Napjainkban számos iparág szabályozza a mérgező anyagok szintjét. Ezeknek az intézkedéseknek köszönhetően a levegő kellően tiszta és biztonságos marad az élethez. Ma a gyárak a várostól minél távolabb épülnek. A tudósok segítenek az iparnak megoldást találni a levegőszennyezésre. Kifejlesztettek például egy kipufogócsövet autók számára, amely hatékonyan szűri a kipufogógázokat. Új autókat hoztak létre – elektromos autókat, amelyek nem szennyezik a levegőt.
Különböző helyeken speciális állomásokat hoztak létre, amelyek a nagyvárosok levegőjének tisztaságát figyelik, naponta mérik a levegő tisztaságát, tájékoztatást adnak, figyelik a helyzetet.
