Как человек использует свойства воздуха доклад изложен в этой статье.

Как человек использует свойства воздуха?

Применение воздуха человекомосуществляется самыми разнообразными способами.

• Самое важное — это дыхание. Ведь воздух сам по себе содержит кислород, а мы им дышим, нуждаемся в нем.
• Такая простая функция человеческого организма как слух, была бы абсолютно не возможной, если бы воздух не способствовал распространениям звуковых колебаний.
• Свойство воздуха – сжатие, используется в различных пневматических устройствах, начиная с самых простых пистолетов, и заканчивая разными отбойными молотками и тому подобное.
• Создание опоры на воздух широко используется как в авиации, так и в похожих отраслях народного хозяйства.
• Воздушные шары, аэростаты, и другие такие летательные аппараты, которые легче воздуха, тоже используют такое его свойство как масса.
• При помощи ветров двигаются парусные корабли, и вращаются ветряные мельницы, и ветровые электростанции.
• Кислород, является жизненно необходимым условием для такого процесса, как горение, и это, безусловно, тоже использование свойства воздуха.

Таким образом, мы пришли к однозначному и окончательному выводу, что, использование свойств воздуха, является очень важным для самого существования человечества, и всего живого на Земле.

Тема: « Воздух. Как человек использует свойства воздуха»

Цель: сформировать понятие о воздухе и его свойствах; узнать, как человек

использует свойства воздуха в своей деятельности, совершенствовать

навык работы с книгой, прививать интерес к предмету.

Оборудование: иллюстрации о способах использования свойств воздуха человеком, шприц, веер, колба с трубкой, учебник.

ХОД УРОКА.

1. Орг.момент.

2. Проверка домашнего задания.

- Кто или что дует в свисток вскипевшего чайника?

Почему закрытую банку со сгущённым молоком нельзя долго нагревать на огне?

Расскажите о свойствах воды?

3. Сообщение темы и цели урока.

А сегодня мы поговорим о воздухе, об его свойствах, о том из чего состоит воздух и как человек использует в своей деятельности состав и свойства воздуха.

Давайте послушаем барона Мюнхгаузена и ответим на его вопрос: « А может ли такое быть?»

« Как - раз во время похода я оказался посреди большого болота. Запах был ужасный, дышать было просто невозможно. Тогда я завязал свой рот и нос плотной тканью, через которую совсем не проходил воздух. Целых четыре часа я ехал по болоту и не чувствовал никаких запахов. Зато уж пот ом в лесу отдышался.»

/ версии учащихся/

Отгадайте загадку:

« Есть невидимка: в дом не просится, а прежде людей бежит, торопится.»

Как назвали воздух в загадке? Почему?

Как можно доказать, что воздух не пустое место? Давайте попробуем доказать это вместе с вами. Перед вами следующие предметы: веер, полиэтиленовый пакет, шприц.

-Помашите перед собой веером. Что вы чувствуете?

Наполните полиэтиленовый мешок воздухом, завяжите и попробуйте смять. Что из этого вышло, почему?

Наполните шприц без иглы воздухом. Зажмите пальцем входное отверстие. Попробуйте передвинуть поршень. Что из этого вышло, почему?

Наполните рот воздухом и, сомкнув губы, нажмите пальцами. Что вы заметили?

Да и человек без воздуха может прожить самое большое 5 минут. Вся планета Земля окутана невидимым прозрачным покрывалом - воздухом. Воздух есть везде - на улице, в комнате, в земле, в воде. Любое свободное пространство на Земле заполнено воздухом. Воздух невидим, но его можно обнаружить с помощью наших органов чувств.

Слой воздуха, окружающий нас и нашу планету, называется атмосферой.

Атмосфера - это гигантская воздушная оболочка, которая простирается вверх на сотни километров. Толщина атмосферы в разных частях планеты неодинакова. Атмосфера защищает землю от избытка тепла и холода, от излишней солнечной радиации. Если бы вдруг она исчезла, то вода и другие жидкости на Земле мгновенно закипели бы, а лучи солнца сожгли бы всё живое.

- работа с учебником /чтение текста/

А теперь ещё раз послушаем барона Мюнхгаузена и ответим на его вопрос: «А может ли такое быть?»

«Однажды мы плыли по океану на парусном корабле. Стояла тихая безветренная погода, и наш замечательный корабль на всех парусах летел к далёким таинственным берегам»

/ версии ответов детей /

Прочитайте загадки:

« Гуляет в поле, да не конь, летает на воле, да не птица»

«Пыль поднимает, людей с ног сбивает, слышишь его, да не видишь его.»

« Фырчит, рычит, ветки ломает.»

О чём идёт речь?

- работа с учебником./ чтение текста/

Причина образования ветра - различное давление воздушного столба над участками Земли. Ветер дует из области высокого давления в область низкого давления. В атмосфере зарождаются ветры, которые переносят и распределяют тепло и влагу по поверхности Земли. Без ветра не было бы круговорота воды, реки перестали бы течь, а вся суша превратилась бы в пустыню. С давних пор люди использовали силу ветра для путешествий по морю и для работы по хозяйству. Ветряные электростанции- самый « чистый» способ получения электричества: окружающая природа при этом не загрязняется. Метеорологи используют приборы для измерения силы и направления ветра.

ФИЗМИНУТКА.

Ветер дует нам в лицо, закачалось деревцо. Ветер тише, тише, тише, деревцо всё выше, выше.

Послушайте стихотворение « Воздух»

Он прозрачный невидимка, лёгкий и бесцветный газ. Невесомою косынкой он окутывает нас. Он в лесу - густой, душистый, как целительный настой. Пахнет свежестью смолистой, пахнет дубом и сосной. Летом он бывает тёплым, веет холодом зимой, Когда иней красит стёкла и лежит на них каймой. Мы его не замечаем, мы о нём не говорим. Просто так его вдыхаем-ведь он нам необходим.

В этом стихотворении говорится о составе воздуха и о некоторых его свойствах.

Первыми стали изучать состав воздуха и его свойства Джозеф Пристли и Антуан Лавуазье.

Всего лишь два века назад учёные узнали, что воздух-смесь многих газов, а в основном азота - 78%, кислорода - 21% и углекислого газа -1 %.

Где же применяет человек составные части воздуха? Об этом вам расскажут ребята.

АЗОТ.

Жидкий азот образуется при температуре 196 градусов Цельсия, его используют в медицине. На химических заводах из азота воздуха делают удобрения для растений.

КИСЛОРОД.

Чистый кислород используют для дыхания больных. Им же наполняют акваланги - аппараты для подводного дыхания. Жидкий кислород применяют также для окисления топлива космических кораблей, ведь без кислорода невозможно не только дыхание, но и горение.

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ.

Углекислый газ, охлаждённый до твёрдого состояния, используют для замораживания продуктов и называют искусственным, или сухим, льдом: он тает при температуре - 78 градусов.

Работа с учебником / чтение текста/ Какими свойствами обладает воздух?

Возьмите в руки листок бумаги и попытайтесь через него разглядеть окружающие вас предметы. Что заметили? А теперь посмотрите в окно и расскажите, что вы видите за окном. Почему это возможно?

Вывод: газы, составляющие воздух прозрачны. Поэтому воздух тоже прозрачен.

Назовите ваш любимый цвет. Можно ли сказать, что воздух красный, синий, фиолетовый? Какого цвета воздух?

Вывод: газы, составляющие воздух, бесцветны. Поэтому воздух бесцветен.

Воздух не имеет запаха.

Вы замечали, что в разных помещениях пахнет по-разному?

В столовой, в аптеке, в парикмахерской частицы веществ смешиваются с частицами

воздуха, и мы ощущаем разные запахи. Но чистый воздух запаха не имеет.

При нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается.

Чтобы убедиться в этом, надо проделать опыт.

Опыт 1.

Возьмём колбу с трубкой. Опустим трубку в воду. Заметим, что вода не входит в трубку - её « не пускает» воздух. Будем нагревать колбу. Вскоре мы увидим, что из трубки стали выходить пузырьки воздуха. Этот опыт показывает, что воздух при нагревании расширяется.

Опыт 2.

Положим на колбу холодную влажную тряпку. Мы увидим, что вода будет подниматься по трубочке. Воздух как бы уступает воде часть своего места. Это происходит потому, что при охлаждении воздух сжимается.

Узнав об этом свойстве воздуха, люди стали использовать его в воздухоплавании.

Первые воздухоплаватели летали на воздушных шарах, заполненных горячим воздухом. Чтобы он не остыл, во время полёта его приходилось подогревать газовой горелкой. Для снижения горелку выключали.

Работа с учебником / чтение текста/

Воздух обладает низкой плотностью, поэтому плохо проводит тепло. Обратите внимание на цифры:

ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА 1,29 КГ/КУБ. М.

ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ 1000 КГ/КУБ.М.

Что плотнее: воздух или вода? /воздух менее плотный, чем вода/

Можно ли опереться на воду?

- Но водному лыжнику это удаётся сделать, если развить достаточную
скорость.

Можно ли опереться на воздух?

Но если развить большую скорость - оказывается, и на него можно опереться .

Это открытие позволило создать более совершенные летательные аппараты, чем воздушные шары. Именно благодаря малой плотности воздуха по нему можно перемещаться во много раз быстрее.

Работа с учебником /чтение текста/

Зачем птицам перья, зверям шерсть, а нам свитер? Прочитайте следующие утверждения:

- Одежда нагревается от тела.
Одежда нагревает тело.

Какое из этих утверждений неверное?

Благодаря низкой плотности воздух обладает ещё одним замечательным свойством: он плохо проводит тепло. Звери поднимают шерсть, птицы нахохливаются, когда им холодно, а человек надевает мохнатый свитер - всё это для того, чтобы окружить себя воздушной оболочкой, которая плохо проводит тепло. С той же целью в окна вставляют вторые рамы. Стёкла сами по себе не защищают от холода, они лишь удерживают прослойку воздуха.

- работа с учебником / чтение текста/
Воздух обладает упругостью.

Возьмём шприц и поставим его поршень в среднее положение. Крепкозажав пальцем отверстие для иглы, попробуем задвинуть или вытянуть поршень.

Вывод: приложив усилие, воздух можно сжать или растянуть, но он стремится сохранить первоначальный объём. Это свойство называется упругостью .

Автомобильные шины, надувной матрац и футбольный мяч сохраняют упругость накачанного в них воздуха.

- работа с текстом / чтение текста/

4. Итог урока.

О каких свойствах воздуха вы узнали на уроке?

Какие свойства воздуха важны для мяча, одеяла, парашюта?

/ упругость, низкая плотность, умение Давайте попробуем подвести итоги урока.

воздуха расширяться и охлаждаться/

5. Оценки уч-ся.

6. Дом. /задание: с.94- 97.

Человек и животные в своей повседневной жизни используют различные свойства воздуха. Рассмотрим на примерах как использовать свойство воздуха - плохо проводить тепло.

Раньше окна делали из двух рам. Это для того, чтобы лучше сохранять тепло в доме. Между рамами находится воздух, который благодаря своей низкой плотности плохо проводит тепло, и если нет щелей, то такое окно сохраняет комфортную температуру в помещении.

Современные пластиковые окна аналогичны по конструкции. Стеклопакет состоит из нескольких стекол, между которыми находится слои воздуха, поэтому такое окно также хорошо удерживает тепло. Пластиковая рама содержит перегородки и состоит из нескольких воздушных камер, плохо проводящих тепло. Раньше чаще применялись рамы деревянные - дерево тоже плохой проводник тепла.

Когда мы надеваем пуховик или шерстяной свитер, нам становится тепло. Это происходит по той причине, что вещи удерживают вокруг нас теплый воздух, согретый нашим телом. Воздух снова плохо передает тепло в окружающее пространство.

Лучше всего данное свойство научились использовать животные и птицы.

Почему северные олени не замерзают даже в большой мороз? Что защищает их от холода? Оказывается, у оленя надувная шерсть, пустотелые шерстинки наполнены воздухом. Поскольку воздух плохо проводит тепло, то такая шерсть хорошо защищает оленя от холода.

Во время сильных морозов птицы нахохливаются. Почему при этом они легче переносят холод? Когда птицы нахохливаются, слой воздуха между перьями увеличивается и вследствие плохой теплопроводности задерживает отдачу тепла телом птицы в окружающее пространство.

Еще несколько интересных фактов из жизни птиц и животных.

В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте. Чем это можно объяснить? При полете оперение птицы сжато и содержит мало воздуха, а вследствие быстрого движения в холодном воздухе, происходит усиленная отдача тепла в окружающее пространство. Эта потеря тепла бывает настолько большой, что птица на лету замерзает.

Животные обитающие в холодном климате, имеют более густой волосяной покров, чем животные жарких стран. Более густой волосяной покров уменьшает отдачу тепла, что особенно важно в условиях крайнего севера.

Благодаря низкой плотность воздух обладает замечательным свойством: он плохо проводит тепло. Звери поднимают шерсть, птицы хохлятся, когда им холодно, а человек надевает теплый свитер все это только для того, чтобы окружить себя воздушной оболочкой, которая плохо проводит тепло. Свитер не дает телу потерять свое тепло. С той же целью в окна вставляют вторые рамы. Стекла сами по себе не защищают от холода, они лишь удерживают прослойку воздуха, который не пропускает теплый воздух из квартиры на улицу.

Свойство воздуха плохо проводить тепло можно подтвердить следующим опытом:

Наполним два стакана горячей водой и накроем их крышками. Один стакан поставим на стол, а другой на пустую спичечную коробочку, и сверху накроем этот стакан стеклянной банкой. Вскоре вода в первом стакане остынет. А вода под стеклянной банкой будет ещё тёплой. Это происходит потому, что воздух плохо проводит тепло.

Надеемся, что данная статья будет полезна школьникам 2 - 3 класса при подготовке домашнего задания по предмету окружающий мир.

Использованы материалы из книги: Физика в живой природе. В.М.Варикаш, Б.А. Кимбар, И.М.Варикаш. г Минск

На нашем интернет-уроке по окружающему миру мы поговорим о том, без чего бы не существовали мы, природа, планета Земля. Да! Это воздух. Что такое воздух?…

Воздух и свойства воздуха

Воздух — это смесь газов: азота, кислорода, углекислого газа и других.

Газы не имеют формы. Они распространяются во все стороны и заполняют весь доступный объём.

Воздушная оболочка Земли — атмосфера — защищает нас от губительных космических лучей, от перегрева теплом, исходящим от Солнца, от переохлаждения.

Слои атмосферы:

Воздух необходим всему живому для дыхания и для создания органических веществ.
Смотрим познавательный видеоролик с 5.55

Какие свойства имеет воздух?

О свойствах поподробнее.

Сейчас вы видите все то, что вокруг вас: стены, компьютер, шкаф, за окном – дома, деревья, облака. А можем ли мы видеть воздух? Верите мне, что воздух находится вокруг нас повсюду? Есть ли он вообще? Может, его придумали? Докажем это?

Исследование 1 .

Возьмите соломинку и опустите ее в стакан с водой. Слегка подуйте в соломинку. Что появилось? Появятся пузырьки воздуха.

Вывод: При помощи зрения воздух всё же можно обнаружить в некоторых случаях.

Посмотрите на комнатные растения. Какого они цвета? А ваши стены? А как вы думаете, какого цвета воздух?
Открываем первое свойство воздуха: воздух невидимый и бесцветный .

Исследование 2 . А сейчас вдохните глубоко, что вы почувствовали?… Пахнет чем-нибудь воздух? А как же запахи в кондитерской, аптеке? … Запах, мы ощущаем, когда частицы вещества попадают к нам в нос.

Вывод: Чистый воздух запаха не имеет .

Исследование 3 . Можно ли попробовать воздух на вкус? Лизните его. Какое свойства воздуха мы откроем?

Вывод: воздух не имеет вкуса

Исследование 4. Возьмите в руки книгу. Какой она формы? А теперь попробуйте взять в руки воздух. Получилось? Имеет ли воздух форму?

Вывод: воздух не имеет форму.

Исследование 5. Воздух упругий

Возьмите мяч, сожмите его руками. Ударьте мячом об пол. Что наблюдаете? Какое свойство воздуха обнаружилось?

Теперь посмотрите на эти два шарика. Какой из них более упругий? Почему?

Могу ли я сделать первый шарик таким же упругим, как и второй? Что для этого нужно сделать?…. Верно, добавить воздуха. А что происходит с шариком, когда мы добавляем воздух?…… (Воздух сжимается).

У вас, наверняка, есть велосипед. Какое свойство воздуха используется при накачивании насосом камеры колеса велосипеда? ….. также прыжки на спортивных велосипедов делают как раз из-за воздуха в шинах.

А где еще используется это свойство?…..

Исследование 6. Воздух легче воды, то есть менее плотный, чем вода.

Наберите в чашку воды. Попробуйте утопить в ней теннисный шарик. Что наблюдаете? Какое свойство воздуха обнаружили?

Вот почему вы не боитесь плавать, надев спасательный круг.

Исследование 7. Воздух — плохо проводит тепло.

Почему в домах в окна вставляют двойные рамы? Что находится между рамами? Какое свойство воздуха здесь проявляется?

Верно, между этими двойными стеклами находится воздух, который не пропускает холод и дома становится гораздо теплее. Так как воздух имеет низкую плотность, он плохо проводит тепло.

Если воздух плохо проводит тепло, почему земля под снегом остается теплой, и корни растений не замерзают? Ч то же греет землю, снег ли?….

Между снежинками — воздух, он не пропускает холод.

Подумайте, как сидят птички, когда на улице мороз? Почему?…. А что происходит с мехом животных к зиме?…

Мех животных, перья птиц сами по себе не греют, а греет воздух, находящийся между ними. Когда холодно, звери поднимают шерсть, птицы хохлятся, а человек надевает тёплый свитер, шубу.

Исследование 8. При нагревании расширяется

Почему люди в бане поднимаются на полок, ближе к потолку, чтобы попариться? Почему батареи в комнатах устанавливают внизу, под окном? Что происходит с горячим воздухом?

Да, когда воздух нагревается, воздух расширяется, то есть становится легче и поднимается вверх.

Теперь вы сможете объяснить по какому принципу летает воздушный шар?

А китайские фонарики?

А может ли быть одинаковая температура: днем и ночью? зимой и летом? у полюсов и на экваторе?

Что происходит с нагревшимся воздухом? (Поднимается). Что занимает освободившееся место? (Холодный воздух).

А это значит, на Земле происходит постоянное перемещение воздуха, а попросту дует ветер.

Ветер — это движение воздуха.

Ветра приносят и пользу и вред.

Представьте на минуту, что на Земле нет ветра. Нет ветра в нашем промышленно развитом городе, где есть заводы, фабрики, шахты, разрезы, взрывы. Что произойдет?

Трубы от заводов и фабрик выбрасывают дым высоко в небо. Там на высоте дуют мощные ветры. Они подхватывают клубы дыма и рвут их в клочья, развеивают, смешивают с чистым воздухом, быстро снижают опасность ядовитых газов. Высокие трубы отводят беду от живущих поблизости людей.

Есть ветра, которые приносят много бед.

Как использует человек свойства воды

Человек издавна научился использовать силу воздуха, как источник энергии.
Он изобрел парус , который позволил ему отправиться в путешествие.

Уже 2-3 тысячи лет назад египтяне плавали по Средиземному морю на вполне совершенных парусных судах.
В Средние века строились ветряные колеса для работы по хозяйству.

Однако и в современности ветряной двигатель играет все большую роль, так как в отличие от других источников он не загрязняет атмосферу.

Одним из способов передвижения по воздуху – воздушный шар, заполненный более легким, чем воздух газом или просто нагретым воздухом. Началом эры воздухоплавания следует считать 183 год, когда братья Монгольфье поднялись в воздух на воздушном шаре, заполненном горячим воздухом.

На воду нельзя надёжно опереться — она жидкая. Однако водному лыжнику это удаётся, если развить достаточную скорость. Воздух — ещё менее плотный, чем вода. Но если развить большую скорость, то оказывается на него можно опереться. Это открытие позволило создать более совершенные летательные аппараты.

Возможность передвижения по воздуху летательных аппаратов связана с тем, что воздух обладает выталкивающей силой. Например, если заполнить воздушный шарик более лёгким газом — водородом, то они полетят вверх.

Парашют может планировать по воздуха благодаря плотности воздуха.

Вы знаете, что вода при нагревании превращается в пар, газообразное состояние, а если пар остудить — получится опять жидкое состояние.

Оказывается, любой газ тоже можно превратить в жидкость, если охладить. Только для этого потребуется очень низкая температура.

Углекислый газ , охлажденный до твёрдого состояния, используют для замораживания продуктов и называют сухим льдом. А тает он при -78 градусов С.

Жидкий азот образуется при температуре -196 гр.С. Его используют в медицине.

Чистый кислород используют для дыхания больных. Им наполняют акваланги для подводного дыхания. кислородные маски есть в самолётах для чрезвычайных ситуаций.

А жидкий кислород нужен для окисления топлива космических кораблей. Ведь без кислорода невозможно не только дыхание, но и горение.

Все мы понимаем, что воздух нашей планете просто необходим. Его следует беречь!

Без воздуха человек не может жить, и не только человек — любое животное и растение без воздуха погибают. Человеку и животным нужен для дыхания, а растения используют находящийся в нем углекислый газ для питания и выработки кислорода. Мы дышим в любом состоянии — когда мы бодрствуем, спим, даже когда находимся в бессознательном состоянии. Человек перестает дышать только с наступлением смерти.

Незаметно для себя мы вдыхаем громадное количество воздуха: в сутки мы вдыхаем около 5 килограмм! Это составит в год почти 2 тонны. Так что каждый из нас за всю свою жизнь вдыхает в себя огромную массу воздуха. Например, кто прожил 50 лет, тот уже вдохнул в себя 100 тонн воздуха!

Для чего же человеку нужен воздух и какие его свойства жизненно важны? Когда человек делает вдох, с воздухом он получает нужные для работы организма вещества, а ненужные ему или вредные составляющие воздуха выдыхает обратно.

Какие же составляющие воздуха полезны для организма и какие бесполезны? Чтобы это понять, нужно заметить следующее: то, что мы называем воздухом, это есть ничто иное, как смесь газов, основные из которых это кислород и азот. Кислород и азот, также как и воздух, не имеют ни вкуса, ни цвета; потому мы их и не замечаем глазом, обонянием или осязанием. Кислород составляет одну пятую часть воздуха (приблизительно), а азот составляет остальные четыре пятых. Эти два газа имеют совершенно различное значение для организма человека. Азот сам по себе не нужен для организма человека, а кислород, напротив, необходим. Вдыхая воздух, мы вдыхаем кислород и азот; во время выдыхания мы весь азот отдаем обратно, а кислород по большей части организм усваивает с помощью легких для поддержания жизни. Именно кислород необходим для жизнедеятельности человека.

Подобно человеку, кислород нужен для дыхания всем животным. Жизнь каждого животного поддерживается кислородом воздуха и без него оно погибает. Только благодаря ему существует органическая жизнь на земле. Но кроме того, кислород воздуха имеет еще очень важное значение: он поддерживает горение. Если из воздуха удалить кислород, то в таком воздухе горение будет невозможно.

В кузнечной печи, где горят угли, с помощью мехов с силой вдувается воздух; кислород воздуха взаимодействует с углями и огонь усиливается; чем больше больше кислорода будет подано к углям, тем сильнее будет огонь. По той же причине на заводах посредством высоких труб увеличивают тягу; чем больше воздуха поступит в топку, тем больше кислорода попадет туда и тем сильнее будет огонь. Для той же цели, когда устанавливают печь или камин, для увеличения тяги ставится труба.

Если зажечь свечу и покрыть его банкой или стаканом (вверх дном), то свеча сперва будет гореть, а когда весь находящийся в замкнутом объеме кислород израсходуется, свеча погаснет.

На поддержание органической жизни на земле и на горение расходуется много кислорода из воздуха, и даже появлялись опасения, что воздух от этого будет становиться беднее кислородом, и что придет время, когда кислорода не хватит для жизни человечества. Но к счастью этого не произойдет, о решении этой проблемы позаботилась сама природа.

Человек и животные поглощают из воздуха кислород, я растения выделяют из себя кислород и, таким образом, они пополняют убыль кислорода в воздухе. Человек и другие животные при выдыхании выделяют из себя углекислый газ, весьма вредный для организма, а растения как раз поглощают его, и тем самым очищают воздух от углекислого газа, вырабатывая необходимый всем живым существам кислород. Так мир животных и мир растений служат поддержкой друг для друга. На этом примере мы имеем возможность убедиться, как целесообразно и гармонично все устроено в природе.

Примеси воздуха: Микробы, Пыль, Вирусы.

Главнейшие составные части воздуха - кислород и азот; как мы уже писали, кислород составляет около одной пятой части воздуха, а азот около четырех пятых. Но в составе воздуха есть и другие вещества.

Воздух всегда содержит в себе некоторое количество влаги в виде паров ; так, например, комната, имеющая площадь 10 кв.метров, может содержать около 1 килограмма водяных паров, невидимых дли глаза; это значит, что если весь пар, заключенный в комнате, собрать и обратить в воду, то получится 1 литр воды. Если зимой, например, с холода войти в теплое помещение, то очки сразу покрываются мелкими водяными капельками (конденсатом); причиной этому находящийся в воздухе водяной пар, который, как роса, осел на стеклах очков. Летом количество пара в кубическом метре воздуха может быть в 10 раз больше, чем зимой.

Кроме того, в воздух входит незначительное количество углекислого газа (а именно на 10000 частей воздуха приходится 3 части углекислого газа); однако этот газ играет очень большую роль в природном балансе. Человеческий организм вырабатывает большое количество углекислого газа и выделяет его из себя во время выдыхания воздуха. Воздух, выдыхаемый человеком, содержит более 4 процентов углекислого газа. Такой воздух уже не годится для дыхании. Вообще воздух, который содержит более 5 процентов углекислого газа, действует на человека отравляющим образом; человек долго не может находиться в таком воздухе - наступит смерть.

Также воздух, особенно в крупных городах, заражен различными бактериями, их называют часто микробами, и вирусами. Это мельчайшие невидимые живые существа; их можно видеть только с помощью микроскопа, увеличивающего в сто или тысячу раз. В благоприятной среде они размножаются чрезвычайно быстро и это размножение происходит весьма просто. Живой микроб посредине своего тела суживается и наконец, делится пополам; таким образом, путем простого деления из одного микроба получается два. Вследствие способности так быстро размножаться, бактерии и вирусы являются главным врагом человечества. Многие наши болезни от простуды и гриппа до СПИДа происходят именно от вирусов и микробов. Эти существа в огромном количестве носятся и воздухе и разносятся ветром во все стороны, они находятся и в воде и в земле. Мы их вдыхаем или глотаем сотнями и тысячами, и если они найдут в человеке благоприятную почву для своего размножения, то болезнь готова: является жар, слабость, и разные неприятные симптомы. Иногда эти бактерии и вирусы незаметно, медленно, даже не причиняя особых болей, но систематически подтачивают здоровье и разрушают организм, приводя к смерти, как при туберкулезе или СПИДе.

В комнатной пыли бактерии находят благоприятную почву для своею размножения. Эта пыль всегда поднимается с пола и заполняет комнаты. Обычно мы эту пыль не видим; но иногда летом, когда солнечные лучи входят в окно, легко в солнечных лучах заметить, как миллионы пылинок носятся в воздухе. Откуда берется комнатная пыль? Мы ее с собой приносим с улицы на ногах, пыль входит и через окна и двери; кроме того, мельчайшие частицы отрываются от пола и от разных предметов. Эту пыль мы вдыхаем; она ложится на наших легких; ослабляет наше здоровье и незаметно дли нас сокращает нашу жизнь.

Пыль в атмосфере имеет разнообразное происхождение; пыль поднимается с ветром; дым из труб, продукты извержений из и прочее, все это ветром смешивается и разносится на сотни, иногда и тысячи километров по земной поверхности.

В местах, покрытых лесом, воздух чище, так как лес своей листвой как фильтром очищает воздух и, кроме того, лес задерживает ветер, разносящий пыль. В верхних слоях воздух чище, так как земная пыль туда ветром заносится меньше. В горных местностях воздух также намного здоровее. Поэтому санатории для больных устраиваются преимущественно на возвышенной, лесистой местности. Возле морей воздух также отличается чистотой и повышенной влажностью, и полезен для больных, например, астмой.

Вес воздуха

Если мы хотим поднять какой-нибудь предмет, например гирю, камень или доску, мы должны приложить для этого некоторое усилие потому, что сила притяжения земли действует на него. Одни тела притягиваются землей больше, другие меньше, иначе говоря, одни тела весят больше, другие меньше. Вес тела и есть та сила, с которой тело притягивается землей. Итак, все тела обладают весом.

Но обладает ли весом воздух? То, что камень имеет вес, мы можем почувствовать взяв его рукой, но вес воздуха мы почувствовать не можем. Однако, легко сообразить, что если бы воздух не имел никакого веса т.е. если бы земля не притягивала его к себе, то воздух не удерживался бы на поверхности земли, и рассеялся бы к бесконечном мировом пространстве, и никакой жизни на Земле не было бы. Но земной шар притягивает к себе свою воздушную оболочку, т.е. атмосферу, а значит воздух имеет вес.

Но как узнать, сколько весит воздух? Если мы хотим, например, узнать, сколько весит вода, размещенная в бутылке, то мы взвесим сначала бутылку вместе с водой, узнав, сколько весит полная бутылка, мы затем взвешиваем пустую бутылку; далее вычитая вес пустой емкости из веса полной, мы найдем чистый вес воды в одной бутылке.

Тем же путем поступают для нахождения веса воздуха. Берется стеклянный сосуд, снабженный краном, и взвешивается вместе с находящимся там воздухом. После этого, с помощью особого прибора — воздушного насоса из этого сосуда выкачивают весь воздух, и сосуд закрывается краном так, чтобы в него не мог попасть воздух снаружи. Этот сосуд, уже лишенный содержавшегося в нем воздуха, вновь взвешивается. Оказывается, теперь вес стал меньше. Вот, разница на сколько уменьшится вес и показывает, сколько весил воздух, который был в этом сосуде.

Таким образом в результате экспериментов было выяснено, что вес 1м 3 воздуха равна 1,225 кг при нормальных условиях (нормальными условиями считаются барометрическое давление 760 мм рт. ст. и +15°С ). Температура и атмосферное давление сильно влияют на вес воздуха, так при том же давлении, но температуре +35°С вес кубического метра воздуха составит 1,1455 кг.

Расширение воздуха при нагревании

Все тела от нагревания расширяются - одни тела больше, другие меньше; это расширение очень незначительно, и мы обычно не замечаем его, но это расширение легко можно обнаружить с помощью опытов. Железо, медь как и все расширяются при нагревании. Жидкости при нагревании расширяются больше, чем твердые тела. Возьмем обыкновенный градусник и будем нагревать его. Для этого опустим кончик градусника и стакан с теплой водой; мы увидим, что жидкость в градуснике (обычно это подкрашенный спирт или ртуть) будет подниматься. Затем опустим этот градусник в холодную воду; мы заметим, что жидкость к градуснике будет понижаться. Этот опыт показывает, что от нагревания происходит изменение объема вещества в градуснике, потому оно поднимается и опускается в трубке.

Воздух также расширяется от нагревания; причем он, как и все газы, расширяется гораздо сильнее, чем твердые и жидкие тела. Чтобы в этом убедиться, можно проделать следующий опыт.

Возьмем, например, воздушный шарик, надуем его воздухом и перевяжем ниткой, чтобы воздух не вышел оттуда. Теперь будем его медленно нагревать, держа над огнем (осторожно и повыше от огня) или поливая горячей водой из душа. Мы заметим, что шарик немного расширится; при дальнейшем нагревании и расширении он может лопнуть. Из этого несложного опыта видно, что воздух при нагревании расширяется. И не только воздух, все газы расширяются от нагревания.

Вследствие нагревания воздух расширяется, а расширившись, он становится легче. Поэтому нагретый воздух поднимается вверх, что мы видим, например, в трубе печки или камина, когда горит огонь. Также, когда горит керосиновая лампа, воздух в стекле, нагревшись, расширяется, делается легче и поднимается вверх. По этой же причине воздушный шар для полетов наполняют нагретым воздухом с помощью специальной горелки, регулируя подъемную силу и высоту полета.

Давление воздуха

Мы выяснили, что воздух имеет вес, т.е. что он притягивается землей. Вследствие этого воздух, окружающий землю, т.е. атмосфера, давит на поверхность земли, а также на все тела. При этом атмосфера давит на каждое тело со всех сторон. Это давление и называется атмосферным.

Чтобы убедиться в этом, можно сделать очень простой опыт. Возьмём стакан, наполним его водой, и положим на него сверху листок бумаги. Прижимая бумагу рукой, перевернем стакан вверх дном; после этого уберем от бумаги руку. Мы увидим, что бумага не упадет, вода не выльется из стакана. Почему так происходит? Вода своим весом давит на бумагу вниз, а бумага все-таки не падает, удерживая воду. Значит бумага испытывает снизу давление, поддерживающее ее. Вот именно это давление и производит воздух.

Вот еще более простой опыт, используем обычную трубочку для воды или коктейлей, конец ее опустим в стакан с водой, а другой возьмем в рот и будем втягивать в себя воздух из трубки. Мы так часто делаем в кафе и ресторанах, не подозревая, что при этом доказываем существование давления воздуха. Мы знаем, что вода в трубке поднимается и попадает в рот. Почему это происходит? Первоначально, пока мы не вытягиваем воздух из трубки, как в трубке, так и вне ее сохраняется одинаковое давление; но когда мы из трубки стали вытягивать воздух, то в трубке давление стало меньше; вследствие этого вода в стакане под влиянием наружного атмосферного давления стала подниматься вверх по трубке.

Опыт с поршнем. Возьмем стеклянную трубку и подходящий к ней поршень, например медицинский шприц. Затем возьмем сосуд с водой и опустим в воду кончик шприца. Если мы будем поднимать поршень шприца, мы увидим, что вода поднимается вслед за поршнем. Какая этому причина? Если бы вслед за поршнем не пошла вода, то под поршнем образовалась бы пустота. В прежнее время поднятие воды объясняли разными таинственными причинами: думали, что вода поднимается потому, что природа боится пустоты. Впервые молодой итальянский ученый Торичелли дал для этого явления простое научное объяснение. Он нашел настоящую причину поднятия воды, а именно атмосферное давление: атмосфера давит на свободную поверхность воды в сосуде и когда мы поднимаем поршень, то это давление вгоняет воду в пустое пространство, образуемое под поршнем, и вода поднимается вслед за ним.

Возникает вопрос, до какой высоты вода будет идти вслед за поршнем? Оказывается, если взять очень длинную трубку, и поднимать поршень все выше и выше, то вода пойдет вслед за поршнем лишь до высоты 10,33 метра; а при дальнейшем поднятии поршня вода больше подниматься не будет, и выше воды образуется пустота. Эту пустоту впоследствии назвали Торичеллиевой пустотой в память об ученом, открывшем ее.

И так, вода поднимается вслед за поршнем лишь на высоту около 10м. Если бы атмосфера давила сильнее, то она поднимала бы воду выше; если бы она вовсе на давила, то вода и вовсе не поднималась бы вслед за поршнем. Это свойство атмосферы своим давлением поднимать воду и жидкость вообще, имеет очень важное значение и применение в науке, технике, и в повседневной жизни.

Атмосфера не везде давит с одинаковой, силой. Так, в низине она давит сильнее, а на горе меньше; потому что над горой меньше слой воздуха. Чем выше подниматься, тем меньше становится давление атмосферы. Так, например, на высоте 10 километров над уровнем моря атмосфера давит почти вчетверо слабее, чем у моря.

В одном и том же месте атмосферное давление бывает то немного больше, то немного меньше. Это зависит от того, какая погода, много ли влаги в воздухе, какие ветры дуют. Таким образом, существует тесная связь между величиной атмосферного давления и погодой. На основании этого, зная величину атмосферного давления, можно иногда судить об ожидаемой погоде.

Для измерения атмосферного давления может служить опыт Торичелли со ртутью. На основании этого опыта, можно самому построить прибор для измерения давления для этого нужно чашу со ртутью и трубку прикрепить к вертикальной доске и на доске нанести черточки с промежутками в один миллиметр, начиная от уровня ртути в чаше. Приборы, служащие для измерения атмосферного давления, называются барометрами.

Только что описанный барометр хоть и точен, но не удобен для переноски. На практике пользуются барометрами из свернутой спиралью и запаянной с двух концов металлической трубки, при изменении давления спираль слегка скручивается или раскручивается, а присоединенная к ней стрелка с шкалой показывает давление. Несмотря на невысокую точность такие барометры удобны для пользования, их даже можно носить с собою в кармане. Путешественники в горных местах очень часто берут с собою барометр; видя по прибору, какова величина атмосферного давления, они определить, на какой высоте находятся. Чем выше подниматься в гору, тем меньше атмосферное давление.

Как велико атмосферное давление? Из предыдущих опытов видно что атмосфера давит на землю и на все предметы с такой же силой, как, если бы вместо атмосферы на нас давил слой воды высотой около 10 метров. Вследствие этого каждый квадратный метр испытывает давление более 10 тонн. Несмотря на такое громадное давление, которое мы испытываем повседневно, мы его не замечаем, в чем же причина? Это происходит потому, что внешнему атмосферному давлению в нашем организме соответствует равное ему внутреннее давление. Оба эти давления друг друга уравновешивают. Ваши легкие, наше сердце, все наши органы испытывают как внешнее давление, так и внутреннее, равное внешнему.

Человеческий организм уже приспособился к такому громадному давлению, более того, такое давление для него стало нормальным и даже необходимым. Давление в верхних слоях атмосферы значительно меньше, чем внизу. Поэтому когда путешественники поднимаются на высокие горы, или воздухоплаватель на воздушном шаре летит высоко вверх, там у них нарушается равновесие между наружным и внутренним давлением и наступают разные болезненные последствия вроде потери сознания, или кровоизлияний. На высоте 10 километров человеку без специальной защиты не выжить. Также и сильное повышение давления, например при погружении в воду на большую глубину, смертельно для человека.

Упругость воздуха и газов. Теплота.

Возьмем, например, резиновый мяч. Мы знаем, что на него давит, благодаря своему весу, атмосферный воздух, а мячик между тем не сжимается. Следовательно, внутренний воздух, т.е. находящийся в мячике, в свою очередь, также давит изнутри на его стенки и не позволяет мячику сжаться. Это внутреннее давление воздуха и есть упругость воздуха.

Итак, воздух (или какой-либо другой газ), заключенный в какой-нибудь сосуд, производит давление на стенки сосуда. Что же это значит — воздух давит на стенки сосуда и как воздух может давить? Ни воздуха, ни частиц его мы не видим, но если бы возможно было их рассмотреть, то мы бы увидели, что частицы (их называют молекулами) воздуха не находится в покое, а все время двигаются, ударяются друг о друга; оттолкнутся и снова двигаются и это движение никогда не прекращается. Вследствие такого движения, молекулы воздуха ударяются о стенки сосуда, подобно тому, как если бы горошинки ударялись о стену, это хаотичное движение молекул называют броуновским движением . Каждый удар ничтожен по своей силе, но число молекул и число ударов громадно, и потому совокупное действие этих ударов производит некоторое давление.

Если воздух (или какой-нибудь другой газ), заключенный в какой-нибудь закрытый сосуд, мы будем нагревать, то воздух будет стремиться расширить свой объем, но так как объем его в сосуде не может измениться, поскольку сосуд закрыт, то воздух начнет сильнее давить на стенки сосуда. Отчего это? Что происходит с воздухом при нагревании? Когда мы нагреваем воздух (или какой-нибудь газ), то частицы его начинают двигаться быстрее, и чем сильнее мы его нагреваем, тем быстрее двигаются его частицы. Вследствие большой скорости каждая частица воздуха ударяется о стенки сосуда с большей силой, а кроме того, и самые удары происходят чаще. В результате этого совокупное действие всех ударов, т.е. давление, увеличится. А если сильно нагреть сосуд с воздухом, то может случиться, что стенки сосуда этих ударов не выдержат и сосуд лопнет.

Нагревание воздуха или газа в том и заключается, что его частицы начинают двигаться быстрее. Это, разумеется, относится не только к газам, но и к всякому телу — и твердому, и жидкому, и газообразному.