К чему относится воздух в природе. Воздух с точки зрения химии, его основные свойства

Тип урока: объяснение нового материала

Форма урока: урок – исследование

Методы: словесный, проблемно-поисковый, наглядный, иллюстративный, репродуктивный.

Методические приёмы: беседа, рассказ, работа с печатным словом

(учебником, карточками, иллюстрациями), использование информационных технологий, воспроизведение материала.

Технологии: деятельностного метода обучения, здоровьесберегающая, учебной деловой игры, личностно-ориентированного развивающего обучения с направленностью на развитие творческих способностей.

Цель: ознакомление с некоторыми свойствами воздуха, его значением для всего живого на планете и его охраны.

Задачи:

Образовательные:

1. Познакомить учеников с составом воздуха, его свойствами.

2.Тренировать умение фиксировать шаги учебной деятельности, выполнять правила работы в парах и группах.

Развивающие:

1. Развивать умение исследовать свойства вещества экспериментальным способом.

навыки точного употребления глаголов в речи, с целью её обогащения.

2. Способствовать развитию коммуникативных компетенций учащихся: умение аргументировать свою точку зрения, умение толерантно относиться к чужому мнению.

Воспитательные:

Воспитывать бережное отношение к окружающей среде.

УУД, формируемые на уроке:

Личностные - формирование целостного, социально-ориентированного взгляда на мир в его органичном единстве и разнообразии природы, формирование эстетических потребностей, ценностей и чувств.

Регулятивные - определение цели учебной деятельности, выбор темы, сверять свои действия с целью, учиться давать оценку результатов учебной деятельности, понимать причину своего неуспеха и находить способы выхода из ситуации неуспеха.

Познавательные - выполнять универсальные логические действия (анализ, синтез). Устанавливать причинно-следственные связи, выстраивать логическую цепь рассуждений.

Коммуникативные - оформление своих мыслей в устной речи, учиться подтверждать аргументы фактами, слушать других, организация учебного взаимодействия в парах.

Оборудование: Схема «Свойства воздуха», для опытов: пластиковая бутылочка, освежитель воздуха, прозрачная банка, шарики, бумага, железный поднос, спички, стакан; воздушные шарики с глазами для рефлексии, свечка, стаканы, словарь С.И.Ожегова

Презентация : «Про воздух»

Средства обучения : оборудование для опытов, компьютер, монитор, мультимедиа проектор, экран.

Ход урока:

1. Орг. момент.

Ну – ка проверь, дружок,

Ты готов начать урок?

Всё ль на месте, всё ль в порядке,

Ручка, книжка и тетрадка?

Все ли правильно сидят?

Все ль внимательно глядят?

Каждый хочет получать

Только лишь оценку «5».

Пожелаем всем удачи –

За работу, в добрый час!

2.Мотивирование к учебной деятельности. Сообщение темы.

Урок окружающего мира. Сколько интересного мы узнаём на этом уроке! Открываем новое и новое! Наблюдаем, размышляем, удивляемся и радуемся!

А как вы думаете, а все ли сведения об окружающем мире вы узнали?

Богата наша Земля разными сокровищами. Сегодня я получила очень дорогой подарок. Хотите взглянуть? (Банка с надписью «Банка сокровищ».)

Прочитайте.

А что за сокровище внутри?

Посмотрите внимательно. (нет, ничего)

А я с вами не согласна. Здесь самое дорогое, самое необходимое для нас с вами сокровище.

Отгадайте загадку и предположите, о чём пойдёт речь.

Он прозрачный невидимка,

Легкий и бесцветный газ.

Невесомою косынкой

Он окутывает нас.

Мы его не замечаем,

Мы о нем не говорим.

Просто мы его вдыхаем,

Ведь он нам необходим.

–Как вы думаете, о чём идет речь? (Воздух)

Предположите, о чём пойдёт речь сегодня на уроке.

(Варианты ответов учащихся)

Сверим ваши предположения с тем, что у меня написано на доске.

А на какие вопросы вы хотели бы сегодня получить ответ?

(Что такое воздух? Кому он необходим? Зачем он нужен? Почему воздух – сокровище? Как сохранить это богатство?) (Свободные высказывания учащихся, не комментируются учителем, но возможны замечания и вопросы: «Это интересно...», «Ты думаешь, что прав?..», «Откуда ты это знаешь?».)

Уточнение задач урока учителем.

– Итак, сегодня на уроке, мы подтвердим, или, наоборот, опровергнем все ваши знания по этой теме,а еще вы узнаете:

(на экране)

1. Что такое воздух?

2. Как доказать, что воздух существует?

3. Каково значение воздуха?

4. Почему загрязняется воздух?

5. Как охранять воздух?

(На экране тема урока.)

3. Актуализация и пробное учебное действие.

– К нам пришло сказочное письмо от барона Мюнхгаузена. Он хочет проверить вашу смекалку и сообразительность. Может ли такое быть. Почему?

– Как-то раз во время похода я оказался посреди большого болота. Запах был ужасный, дышать было просто невозможно. Тогда я завязал рот и нос плотной тканью, через которую совсем не проходил воздух. Целых 4 часа я ехал по болоту и не чувствовал никаких запахов. Зато уже потом в лесу отдышался.

– Может ли такое быть. Почему?

– Попробуйте задержать дыхание и сосчитайте про себя. Какое время вы смогли обойтись без воздуха?

– Без еды человек может обходиться несколько недель, без воды – несколько дней, а вот без воздуха – несколько минут.

– А 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, неизведанным берегам.

– Вы согласны. Почему?

– Что происходит в природе, когда воздух начинает быстро двигаться?

– Помашите ладошками около лица. Мы ощущаем легкий ветерок – это движение воздуха.

– Как ещё мы можем почувствовать воздух? (Поднять руку вверх и резко её опустить, быстро пройтись по классу, открыть дверь и окно одновременно…)

– А какой он, воздух, из чего состоит? Вот и мы с вами будем сегодня исследователями.

Как вы думаете, чем занимаются люди этой профессии?

Это ваши предположения. Где можно точно узнать значение этого слова?

Варианты ответов учащихся:

- Можно использовать словарь.

Давайте, посмотрим толкование этого слова в словаре

С.И. Ожегова

«Исследователь – это человек, который занимается научной работой».

(из словаря С.И.Ожегова)

Слайд

– Добро пожаловать в лабораторию Чудесных превращений всё необычно.

4 Опыты. Исследование свойств воздуха

Опыт 1

Что будет, если в воду бросить бумагу? Она размокнет. А можно ли достать бумагу сухую из воды? А мы сейчас проверим.

Возьмём пустой прозрачный пластиковый стакан. На дне прикреплена бумажка, убедитесь что она сухая. переверните стакан вверх дном и опустите его полностью в воду. Достаньте. Что вы наблюдаете? Как это получилось? Воды не было в стакане? Что же в нем было?(В стакане был воздух, и он не дал возможности воде намочить бумагу.)

Проверяем, действительно ли воздух был в стакане. Снова погружаем стакан в воду и чуть приподнимаем один его край. На поверхность воды вышил пузырьки. Это вода вытесняет воздух из стакана. Большинство предметов, которые выглядят пустыми, на самом деле заполнены воздухом.

– Что за невидимка сидел в бутылке, кого выдали пузырьки? (Воздух.)

Но видим ли мы его? . Каким бы вы цветом изобразили воздух, если бы были художником. Всё пространство в классе заполнено воздухом.

Посмотрите на соседа, вы видите друг друга? Посмотрите в окно.

Вы видите всё, что за окном? О каком свойстве воздуха можно

ещё сказать?

– О каком свойстве воздуха мы только что узнали? (бесцветен, прозрачен,

Опыт 2

- Сейчас исследуем воздух на запах.

– Как вы думаете, воздух имеет запах или вкус?

Давайте проверим. Закрой глаза. И не открывай. Понюхай воздух, сейчас чем-нибудь пахнет? (Освежитель или разрезанную луковицу, машу рукой, чтобы запах распространился.)

– А сейчас все закройте глаза и понюхайте? Сделайте вывод.

( Вы использовали освежитель и воздух стал пахнуть.

- Воздух приобрёл запах.)

- Воздух своего запаха не имеет. Пахнет он лишь тем, чей запах

в данный момент распространяется. Например: дым, дух,запах еды.

Сравним результат вашего исследования и мой вывод.

Можно ли попробовать воздух на вкус? Лизните его.

Какое свойства воздуха мы откроем?

(Чистый воздух не имеет запаха и вкуса)

Опыт 3

(На столе у детей лежат воздушные шарики)

Предположите, для чего нам нужны предметы, лежащие на столе.

Варианты ответов учащихся:

- Наверное, мы будем надувать шарики?

Возможно. Но как мы можем связать эти предметы с темой нашего урока?

Возможно, вы и правы. В ходе выполнения работы мы узнаем, кто был прав.

Надуйте шарики и попробуйте его сжать. Что вы наблюдаете? ( Шарик сжимается, значит, и воздух в нем можно сжать.)

Для этого люди придумали различные приспособления и очень широко используют сжатый воздух в жизни. А вот какое приспособление, вы ответите сами, после моего рассказа.

Во всем мире много миллионов автомобилей. И все они ездят

как бы по воздушной подушке. Благодаря тому, что в камерах

автопокрышек находится сжатый воздух, машины едут плавно,

без тряски.

А футбольные, баскетбольные, волейбольные мячи, посмотрите, как они отскакивают и подпрыгивают!

(Учитель демонстрирует.)

Как вы думаете, какое приспособление использует человек для сжатия воздуха?

Какой вывод можно сделать? ( воздух сжимаем и упруг )

Опыт 4

– Возмите открытую пластмассовую бутылку, затем оденьте на её горлышко шарик и поставим в миску с горячей водой.

– Воздуху стало жарко и тесно, он расширился и выходит из бутылки прямо в шарик, поэтому шарик надувается.

– Почему шарик надулся? (Тёплый воздух легче, чем холодный)

– Действительно, воздух всегда находится в движении.

А как называется движущийся воздух? (ветер) А почему дует ветер? (Земля в разных местах по-разному нагревается солнцем. От земли нагревается и воздух. Теплый воздух легче холодного. Он поднимается вверх. А холодный воздух устремляется на его место. Вот и возникает ветер.)

(рисунок на диске)

Воздух можно не только почувствовать, его можно и услышать. (демонстрация игрушки с пищалкой)

Почему раздается писк? (когда мы сжимаем игрушку, воздух с большой силой давит на ее стенки, раздается писк)

– Итак, о каких свойствах воздуха мы узнали?

(Чтение с листов наблюдений: прозрачен, бесцветен, не имеет запаха и вкуса, упруг, всегда находится в движении, горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз.)

У воздуха есть еще одно свойство. Может быть, вы поможете его сформулировать, просмотрев эти слайды.

Многие растения, зимующие под снегом, не замерзают. Почему? (Снег, как одеяло, им тепло). А почему снег, как одеяло? (Т.к. между частицами снега есть воздух, он не пропускает мороз к растениям).

( воздух сохраняет тепло ) .

5. Физминутка (Музыкальная)

6. Построение проекта выхода из затруднения.

– Какую цель вы поставите перед собой сегодня на уроке? (Узнать всё про воздух: о свойствах, значении, применении, охране)

− Что вам помогло достичь цели и решить задачи? (Знания и проделанные опыты)

– Из чего же состоит воздух?

– Определить состав воздуха мы не сможем, за нас это сделали учёные в настоящей лаборатории.

Всего 200 лет назад учёные установили, что воздух – это смесь многих газов, которая выглядит приблизительно так: азота в воздухе больше всего, кислорода – поменьше, а углекислого газа – совсем мало.

– Как вы думаете, какой из газов воздухе самый важный? (Кислород – мы все дышим кислородом.)

Опыт 5

– Смотрите, я зажигаю на блюдце бумажку. Горит? (Горит)

– А теперь закрываю её стаканом. 1,2,3... погасла. Почему?

Почему погасло пламя?

Оказывается, не бывает огня без кислорода.

А это хорошо или плохо?

С одной стороны, огонь необходим для жизни человека. Когда древние люди научились добывать огонь, жизнь их стала намного легче. Огонь отпугивал хищных животных, согревал людей во время холодов, помогал готовить еду.

С другой стороны, огонь может быть опасен. Чем? (пожарами)

Скажите, почему нельзя во время пожара в помещении открывать окно? (приток воздуха усиливает огонь)

Где легче потушить огонь – в закрытом помещении или на открытом месте? (в закрытом)

Будьте осторожны с огнём.

– Мы вдыхаем воздух, в котором есть кислород, а выдыхаем воздух уже без кислорода. Зато в нём становится намного больше углекислого газа, который для дыхания непригоден.

– Дышат люди, звери, птицы, и все выдыхают углекислый газ.

– Горит огонь – тоже забирает кислород. И углекислого газа становится всё больше и больше.

– Трубы заводов, фабрик, электростанций выпускают в воздух целые облака углекислого газа.

– Какой из газов в воздухе самый важный?

– Вспомните, что делает ваша мама, чтобы в квартире было всегда чисто. Почему мы проветриваем комнату? (В помещении нужно постоянно делать влажную уборку и убирать пыль. Пыль проникает в наши помещения через двери и окна, образуется в результате нашей деятельности. В пыли обнаружены болезнетворные грибки и бактерии, поэтому в доме необходима влажная уборка и пылесос).

7. Включение в систему знаний и повторение.

Казалось бы, человек должен только радоваться такому подарку природы – воздуху, заботиться о его чистоте. А что происходит на самом деле?

На самом деле все чаще и чаще в разных уголках мира можно видеть такие страшные картины.

(зрительный ряд: смог над городом, дымящие заводы, выхлопные газы автомобилей)

Рассмотрите схему, которую нарисовал Сережа. (стр. 49) Объясните ее значение. (ответы детей)

valentina daruschina
«Вода и воздух». Формируем у детей познавательный интерес к объектам природы (вода, воздух)

Тема : «Вода и воздух » .

Цель : формировать у детей познавательный интерес к объектам природы (вода , воздух , развивать наблюдательность, мыслительную деятельность. Учить делать простейшие умозаключения, раскрывать причинно-следственные связи. Расширять имеющиеся знания детей о значении воды и воздуха в жизни человека . Воспитывать бережное отношение к воде.

Материал : по 2 стакана с водой, пластмассовые трубочки, тарелочки, салфетки, листки бумаги, простой карандаш, камушки, спички, кнопки, кусочки ваты, кусочки бумаги, соль, сахар, песок, цветные льдинки.

Ход экспериментирования: (дети сидят за столом)

Воспитатель : - Сегодня мы с вами будем учеными и проведем эксперименты с предметами неживой природы . Скажите, а что относится к объектам неживой природы и живой природы .

Живая природа – это то , что растет, передвигается, размножается (животные, птицы, рыбы, насекомые, растения) .

Неживая природа – воздух , вода , камни, земля, горы.

Сегодня мы с вами поговорим о таких объектах неживой природы , как вода и воздух . Отгадайте загадку :

В луже, в море, в океане

И в водопроводном кране …

Как сосулька, замерзает.

В дом туманом к нам вползет.

На плите у нас кипит,

Паром чайника шипит.

Растворяет сахар в чае,

Мы ее не замечаем… (вода )

Воспитатель : - Может ли человек прожить без воды? Почему? (ответы детей ) Для чего еще нужна вода ? (пить, мыться, стирать, купаться, поливать, готовить еду, спасает нас от жары). Да, без воды нам не прожить. А какие вы еще знаете превращения воды? (в лед, в снег, в пар) . Когда вода превращается в лед ? (на морозе, занести замороженные льдинки, разложить их детям на столы на тарелки). Посмотрим, что произойдет с ними к концу занятия.

Воспитатель : - А теперь поговорим о другом объекте неживой природы , отгадайте загадку, и вы узнаете, о чем мы будем говорить :

Он прозрачен, невидим,

Но всем нам необходим.

И куда мы ни пойдем,

Мы везде его найдем! (воздух )

Для чего нужен воздух ? (человек дышит воздухом . Попробуйте закрыть нос и рот) . Мы видим воздух (нет) Значит, он какой (невидимый, прозрачный) . А хотите увидеть воздух ? Что для этого надо сделать? (ответы детей ) . Предлагаю провести эксперимент : возьмите трубочки и опустите их в стакан с водой, подуть. Описать, что происходит. Выходят пузырьки – это и есть воздух . Мы ощущаем воздух ? (нет) . Потрогайте воздух . А теперь подуйте на ладошку. Что чувствуете? Теперь подышите. Делаем вывод : воздух может быть холодным и теплым. Когда воздух теплый ? (летом) . А когда холодный? (зимой) . Как называется движение воздуха ? (ветер) . Воздушные массы с Севера – это северный ветер (холодный) . Воздушные массы с Юга – это южный ветер (теплый) . Предлагаю сделать ветер с помощью веера. Воздух находится везде вокруг нас, со всех сторон.

Физкультурная пауза : «Цветы» .

Раз, два, три – выросли цветы. К солнцу потянулись высоко,

Стало им приятно и тепло. Ветерок пролетал, стебелечки покачал.

Влево качнулись, низко пригнулись. Вправо качнулись, низко пригнулись.

Ветерок, убегай! Ты цветочки не сломай!

Пусть они цветут, растут, детям радость несут.

Воспитатель включает музыку воды. Кто что представляет? Давайте снова вернемся к воде. Что с тало с нашими разноцветными льдинами? (они превратились в воду, растаяли) . Почему они растаяли? (тепло) . Делаем вывод : вода на морозе превращается в лед, а в тепле лед превращается в воду. Что можно сказать о воде? Какая она? (прозрачная, не имеет запаха, цвета, бывает холодная, теплая, горячая) . В ваших стаканчиках налита вода . Подуйте на нее. Что мы видим? (вода приходит в движение ) . А можно воду услышать? Где моно услышать? (в кране, в реке, водопад, морской прибой) Предлагаю перелить воду из одного стакана в другой, медленно, тонкой струйкой. Что мы слышим (вода журчит , переливаем несколько раз. Слушаем журчание воды). А теперь проведем разные опыты и посмотрим, как растворяются в воде разные вещества. У меня есть сахар, соль, песок. (растворяем по очереди сахар, соль, песок в одном стаканчике) . Делаем вывод : сахар и соль в воде растворяются, а песок не растворяется. Теперь проверим, как предметы тонут в воде. (в стаканчик с водой бросаем камушки, кнопки железные, деревянные палочки, кусочки ваты, бумажки). Делаем вывод : тяжелые предметы тонут, а легкие плавают. А человек может утонуть? Что надо делать, чтобы не утонуть? (выходит ребенок, читает стихотворение о воде) .

Мы привыкли, что вода

Наша спутница всегда.

Без нее нам не умыться,

Не наесться, не напиться.

Смею я вам доложить :

Без воды нам не прожить!

В озере ее найдете ,

И в лесном сыром болоте

Путешествует всегда

Наша спутница вода !

Подводим итог.

Воспитатель : - Чем же сегодня мы с вами сегодня занимались? (проводили опыты, эксперименты с водой и воздухом ) . А теперь проверим, как вы все запомнили. Поиграем в игру «Правильно - неправильно» .

1. Воздух прозрачный (прав.)

2. Воду нельзя увидеть (неправ.)

3. Вода льется , журчит (прав.)

4. Ветер – это движение воздуха (прав.)

5. Соль растворяется в воде (прав.)

6. Камень не тонет в воде (неправ.)

7. Вода превращается в лед на морозе (прав.)

8. Деревянная палочка тонет в воде (прав.)

9. Воду можно увидеть и услышать (прав.)

10. Воздух невидимый (прав.)

11. сахар не растворяется в воде (неправ.)

У чистой воды нет цвета – вода бесцветна . Вода не имеет запаха (понюхать) . Мандарин – вода (сравнить запах) . Вода безвкусна – она принимает вкус того, что в нее опускают. Нужно беречь воду, нельзя загрязнять реки и озера.

Воздух не имеет запаха ; если пахнет дымом или газом, это значит, что воздух загрязнен . Немедленно сообщить об этом взрослым.

Атмосфера нашей планеты - это уникальная газовая смесь, содержащую азот, кислород, углекислый газ и некоторые другие компоненты. Она называется воздухом. Эта смесь обладает множеством свойств. Все важнейшие физико-химические и биологические процессы, происходящие вокруг нас в живой и неживой природе, полностью обусловлены составом воздуха, и зависимы от него. К ним можно отнести дыхание и горение, фотосинтез и реакции круговорота химических элементов в природе. Эта статья будет посвящена изучению физических и химических свойств газового состава атмосферы.

Также мы рассмотрим, в каких отраслях промышленности, медицины и сельского хозяйства могут быть использованы его физические характеристики. Например, те из них, которые являются наиболее существенными: удельный вес, плотность, упругость и теплопроводность. В статье также будет представлена информация о том, как используют воздух в современных технических приборах и устройствах, созданных с учетом его физических характеристик.

Как выяснили состав воздуха

Газообразная смесь, которой мы дышим, с давних времен трактовалась различными философскими школами как уникальная субстанция, дающая жизнь. У индусов она называлась праной, у китайцев - ци.

В середине 18 века гениальный французский естествоиспытатель А. Лавуазье своими химическими опытами развенчивает ошибочную научную гипотезу о существовании особого вещества - флогистона. Оно, якобы, содержало частицы неизвестной энергии, дающей жизнь всему сущему на Земле. Лавуазье доказал, что состав и свойства воздуха определяются наличием двух основных газов: кислорода и азота. На их долю приходится более 98%. Оставшаяся часть включает углекислый газ, водород, инертные элементы и примеси промышленных отходов, например, газообразные оксиды азота или серы. Изучение свойств компонентов атмосферы послужило для человека стимулом к использованию этой газообразной смеси в различных отраслях техники и в быту.

Воздух и его роль в жизнедеятельности живых организмов

Одним из первых ответов на вопрос, как человек использует свойства воздуха, будет следующий: он необходим нам для дыхания. Попав во время вдоха в верхние дыхательные пути, его порция достигает легких. В капиллярах альвеол кислород диффундирует в кровь. Она поставляет молекулы О 2 в межклеточную жидкость. Кровь непосредственно контактирует с клеточными мембранами, пропускающими кислород прямо в цитоплазму. Получив частицы О 2 , клетка расходует их в метаболических реакциях. В отличие от животных и человека, растения используют элементы атмосферы не только для дыхания, но и для фотосинтетических процессов, извлекая из него углекислый газ.

Состав и свойства воздуха

Пример, иллюстрирующий факт способности элементов атмосферы к поглощению тепловой энергии, проще сказать, к нагреванию, будет таким: если газоотводную трубку предварительно нагретой колбы с притертой пробкой опустить в емкость с холодной водой, то из трубки будут выходить пузырьки воздуха. Нагретая смесь азота и кислорода расширяется, не помещаясь больше в емкости. Часть воздуха выделяется и попадает в воду. При охлаждении колбы, объем газа в ней уменьшается и сжимается, и вода поступает вверх колбы по газоотводной трубке.

Рассмотрим еще один эксперимент, проводимый на уроках природоведения для учащихся 2 класса. Свойства воздуха, например, упругость и давление, наглядно видны, если надутый воздушный шар сжимать ладонями, а затем осторожно проколоть иглой. Резкий хлопок и разлетевшиеся лоскуты демонстрируют детям давление газа. Учащимся можно также объяснить, что эти свойства человек применил в производстве пневматических устройств, например, отбойных молотков, насосов для накачивания велосипедных камер, пневматического оружия.

Физические характеристики воздуха

Прозрачность, отсутствие цвета и запаха газообразной атмосферы, которая нас окружает, из собственного жизненного опыта хорошо известны ученикам 2 класса. Свойства воздуха, например, его легкость и подвижность, можно объяснить ребятам на примере ветровых электростанций. Их строят на возвышенностях и холмах. Ведь скорость движения воздуха зависит от высоты. Такие электростанции безопасны в эксплуатации и не наносят вред окружающей природе.

Как и другие вещества, компоненты атмосферы имеют массу. Для решения задач в курсе неорганической химии принято считать, что относительная молекулярная масса воздуха равна 29. Учитывая эту величину, можно узнать, какие газы легче атмосферы.

К ним относятся, например, гелий, водород. Чтобы создать летательный аппарат, человек проводил эксперименты и изучал свойства воздуха. Опыты увенчались успехом, и первый в мире полет на осуществили французские изобретатели братья Монгольфье уже в XVIII веке. Оболочка их аэростата была заполнена горячей смесью водорода, азота и кислорода.

Дирижабли - более маневренные и лучше управляемые устройства, поднимаются вверх потому, что их оболочки заполняют легкими газами, а именно гелием или водородом. Способность газовой смеси к сжатию человек применяет в таких устройствах, как воздушные тормоза. Ими оснащены автобусы, составы метро, троллейбусы. Приведенные примеры являются наглядной иллюстрацией того, как человек использует свойства воздуха.

Как возникают звуковые ощущения?

Один из важнейших анализаторов нашего организма - слуховой. Он воспринимает в качестве внешних раздражителей колебания, называемые звуковыми волнами. Они давят на барабанную перепонку, вызывая в ней вибрации, которые передаются слуховым косточкам среднего уха. Порция воздуха постоянно находится в полости евстахиевой трубы и выравнивает давление на барабанную перепонку. Это препятствует ее деформации и разрыву, обеспечивая передачу звуковых колебаний во внутреннее ухо, где и происходит возбуждение. По слуховым нервам оно поступает в височную долю коры головного мозга, что вызывает возникновение слуховых ощущений. Подобные примеры показывают нам, как человек использует свойства воздуха для осуществления нормальной жизнедеятельности собственного организма.

Воздух на службе у человека

Различные характеристики атмосферной смеси газов: плотность, удельный вес, теплопроводность, способность к сжатию и движению, широко применяются в нашей промышленности, медицине и в быту. Аппарат искусственного дыхания поставляет смесь обогащенную кислородом, непосредственно в легкие тяжелобольных людей и спасает им жизнь. Пылесос и кондиционер стали давно привычными в нашем обиходе.

Оба эти устройства используют сжатые компоненты атмосферы: пылесос струей втягивает частицы пыли и механических загрязнений с различных поверхностей. Поток холодных газов из кондиционера охлаждает помещение в жару. Эти примеры еще раз демонстрируют возможности того, как человек использует свойства воздуха в своей жизни.

Много чудес создала волшебница-природа. И пожалуй, самое удивительное из них - вода. Ежедневно сотни миллионов людей встречаются с этим простейшим по химическому составу веществом, совсем не задумываясь о его поразительных свойствах. Вода - и это знает каждый - необходима для существования животных и растений, для нашей собственной жизни. Известно, что органическая жизнь на нашей планете зародилась в воде и развивается благодаря ей, точнее - благодаря содержащимся в водных растворах питательным элементам. Но многие ли представляют себе, что и образование этих особых элементов и перенос их к поверхности Земли, и накопление в нужных количествах происходит с участием (и в большинстве случаев очень активным) водных ресурсов? Эта особенность воды объясняется тем, что у большинства попадающих в раствор веществ разрушаются внутримолекулярные связи, вещества как бы распадаются на отдельные ионы, так что раздробленным молекулам со свободными химическими связями становится легче вступать в разнообразные реакции. Именно этим объясняется высокая активность воды.

Вода не только способствовала зарождению органической жизни на земле. Она активно воздействовала на формы поверхности нашей планеты: бытро текущие потоки промывали рытвины и целые ущелья как в мягких так и в твердых породах; в обширных относительно спокойных водоемах отлагались песчинки и глинистые частицы. За многие миллионы лет подобные слои осадков могли достигнуть 1000-метровой толщины. Процессы изменения земной поверхности с участием воды происходят и сейчас: морской прибой, например, разрушает побережья; бурные обрушивают крутые берега; , воздействуя сотни и тысячи лет, постепенно разрушают самые стойкие скальные ; на отмелых участках рек и озер под влиянием течений появляются песчаные косы и намывные острова. Человек вынужден всегда принимать в расчет эту деятельность природных вод. Вода способна растворять великое множество веществ самого различного состава. А поэтому природные воды никогда не сводятся к простейшей химической формуле; в них всегда присутствуютте или иные примеси и соединения, в том числе практически все необходимые для питания живых организмов вещества. Любое животное состоит в значительной степени из воды: она составляет не менее девяти десятых общей массы их тела.
Згу жизненную необходимость бесценной влаги люди унаследовали от своих «неразумных» хвостатых пращуров. Впоследствии древний человек, жившей по большей части в жаркой климатической зоне, сделал воду предметом религиозного поклонения. Сколько источников, речек, озер стали считаться в народе святыми! Вспомним хотя бы «славное море священный » или индийскую Гангу (Ганг), до сих пор почитаемую священной рекой. Немало божеств - от древнеегипетской богини Тефнут и таинственного бога Эа, наделенного рыбьим хвостом, - люди посвящали воде. Для эллинских философов-материалистов вода была одной из четырех - пяти стихий, которые составляли всю живую и неживую природу.

Современная наука также признает великую роль воды на Земле. Одна из концентрических оболочек нашей планеты так и называется гидросферой, или водной оболочкой. Опять-таки условно эту оболочку подразделяют на (океаносферу) и . Океан представляет собой гигантский резервуар влаги, заполняющий систему крупных понижений земной поверхности. Необходимо подчеркнуть, что воды образуют единое целое, т. е. все его части взаимосвязаны между собой. В происходит выравнивание физических и химических характеристик в планетарном . Различия этих характеристик в отдельных морях по окраинам великого земного водоема относительно невелики и носят второстепенный характер. Иная картина получается, если мы займемся водами суши. Эта составная часть гидросферы разделена на множество отдельных бассейнов, либо связанных с океаном, либо нет (бессточных). В каждом отдельно взятом бассейне качество воды может существенно отличаться от других, даже непосредственно соседствующих бассейнов. Особенно разнообразны отличия в бассейнах, не имеющих связи с океаном, именно поэтому растительный и животный мир рек и озер более разнообразен, чем органический мир океана.

К водам суши относятся и , почти столь же разнообразные, как и поверхностные. Однако, если большинство поверхностных вод суши пресные, т. е. содержат ничтожно мало растворимых минеральных солей, то в подземном мире наблюдается обратная картина: большинство подземных вод является минерализованными, причем иногда настолько сильно, что могут при определенных условиях образовывать рудные месторождения. Скопления ценных подобного типа так и называется гидротермальными, т. е. созданными деятельностью текучих вод с высокой температурой.

Существенно то обстоятельство, что между океа-носферой и водами суши имеется постоянная взаимосвязь: реки, впадающие в моря, сбрасывают в океан континентальные воды, небольшая часть которых может непосредственно вернуться на сушу через подземные трещины в прибрежной зоне, однако основная масса возвращается на континент иным путем: после испарения с поверхности океана влага попадает в атмосферу, где собирается в ; гонит эти облака в сторону суши, где они, проливаясь дождями, снова попадают в ручьи и реки. Таким путем совершается вечный круговорот воды в природной сфере. Итак, вода в природе встречается в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Наиболее привычно нам ее жидкое состояние. Но на поверхности Земли вода находится и в твердом состоянии: в виде льдов и многолетних снегов. Ледники и вечные снега занимают около десятой части общей поверхности суши. Материковый ледниковый покров не остается неизменным во времени. Площадь, занятая , может то увеличиваться, то уменьшаться. Эти изменения определяются колебаниями : в более холодные периоды, когда материковые льды «расползаются» по поверхности планеты, наступают, как говорят ученые, ледниковые эпохи. В противоположном случае на Земле происходит потепление. Именно в такую эпоху потепления и живем сейчас мы с вами.

Общее оледенение поверхности планеты влияет на уровень Мирового океана. Таяние многолетних льдов приводит к повышению его уровня и к наступлению моря на низменные участки суши, а следовательно, непосредственно воздействует на живые организмы, которые здесь обтают, а также и на человеческое общество. Существенной частью общего является испарение. Выше уже было сказано об испарении с поверхности океана, но подобный процесс (хотя и в меньшем объеме) происходит и над континентами. Под действием солнечного тепла частицы воды переходят в газообразное состояние и поднимаются в атмосферу, самую внешнюю, воздушную . Водяной пар составляет количественно незначительную часть атмосферы (около 4%), но эта атмосферная влага (большая ее часть пребывает даже в виде ледяных кристалликов) имеет очень большое значение. Именно из нее образуются облака, проливающиеся благотворными дождями, так необходимыми для всего живого на нашей планете.
Но основная часть атмосферы состоит из химически чистых газов. Некоторые из них нейтральны лдя живых существ (азот, инертные газы), другие влияют на организмы - либо положительно (кислород), либо отрицательно (окиси углерода). Надо отметить, что само существование кислорода обусловлено процессом фотосинтеза, происходящим в зеленых растениях. Таким образом, необходимый для дыхания животных, в значительной степени сам является продуктом жизнедеятельности организмов низшего трофического уровня. Количество кислорода на Земле в течение миллиардов лет ее истории не оставалось неизменным. Оно постоянно увеличивалось, значительно - в последние 300 - 400 млн. лет, когда существенно возросла глобальная масса зеленых растений, что повлияло на интенсификацию процессов фотосинтеза, в результате которых зеленые растения разлагают (под воздействием солнечного света) углекислый газ, высвобождая кислород. Земная несет еще одну важную функцию: она защищает поверхность планеты от жесткого космического излучения. Без такого щита органическая жизнь была бы вообще невозможна. Именно поэтому ученые с такой тревогой относятся к процессам локального разрушения атмосферы (это прежде всего - озоновые дыры, возникающие, как полагают, из-за промышленной деятельности людей).
За последние десятилетия и атмосфера стали важными индикаторами отношения человека к . Загрязненные промышленными отходами воздух и вода становятся нередко губительными для жизни. И природа как бы подает человеку сигнал опасности. И мы должны отреагировать на него, чтобы наши дети и внуки смогли наслаждаться чистой едой, вдыхать свежий воздух, любоваться закатами и рассветами.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Воздух представляет собой смесь газов, растворенных друг в друге. В состав воздуха входят азот (78% по объему), кислород (21% по объему), благородные (инертные) газы (около 1% по объему), оксид углерода (IV), пары воды и различные примеси.

Диоксид углерода образуется в природе в результате процессов горения растительных материалов, при дыхании живых организмов и гниении. Большое количество CO 2 поступает в атмосферу в результате деятельности человека. Несмотря на постоянное поступление CO 2 в атмосферу среднее его содержание в воздухе практически всегда находится на уровне 0,03% по объему.

Химические свойства воздуха

За счет наличия в составе воздуха кислорода (21% по объему), проявляющего окислительные свойства, в воздухе способны сгорать многие вещества, причем уравнения химических реакций сгорания (окисления) веществ в (на) воздухе записывают, как уравнения сгорания этих веществ в кислороде, поскольку на бумаге невозможно отобразить химический состав воздуха.

Физические свойства воздуха

К основным физическим свойствам воздуха относят температуру, относительную влажность, плотность, удельную теплоемкость, теплопроводность, динамическую и кинематическую вязкость и др. Практически все эти параметры сильно зависят от температуры, поэтому существую специальные таблицы, в которых указаны значения параметров, характеризующих физические свойства воздуха, при конкретных значениях температуры.

Под относительной влажностью воздуха понимают отношение содержащихся в единице воздуха водяных паров к их максимально возможному содержанию при заданной температуре и давлении. При повышении давления и уменьшении температуры величина относительной влажности воздуха увеличивается.

Плотность воздуха при 20С равна 1,2 кг/м 3 , причем при его нагревании она значительно снижается. Так, при нагревании воздуха до температуры 1200С плотность воздуха снижается в 5 раз по сравнению с плотностью воздуха при 20С.

Вязкость воздуха сильно зависит от температуры и увеличивается с её ростом, причем увеличивается как кинематическая, так и динамическая вязкость. Величины кинематической и динамической вязкости воздуха связаны между собой через величину его плотности.

Теплоемкость воздуха также увеличивается с ростом температуры, однако, этот физический параметр зависит от температуры в меньшей степени, чем, например, плотность. Так, при нагреве воздуха от 20 до 1200С теплоемкость воздуха увеличивается всего в 1,2 раза.

Другие параметры, характеризующие физические свойства воздуха (температуропроводность, число Прандтля и т.д.) от изменения температуры не зависят.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2