Состав воздуха кратко 5 класс
Обновлено: 02.07.2024
Воздух – пространство, окружающее поверхность планеты Земля. Он представляет собой смесь 9 основных газов, которые вместе образуют атмосферу, необходимую для существования живых организмов.
Какие газы образуют атмосферный воздух?
Как уже было сказано, состав атмосферного воздуха неоднородный – он представляет собой смесь различных газов, которые невозможно увидеть или потрогать. Вот некоторые из них:
- Азот;
- Кислород;
- Углекислый газ.
Азот и кислород самые главные газы в смеси воздуха, они занимают большую его часть. Стоит отметить, что именно азот чаще всего можно встретить на нашей планете, а кроме того он широко распространен на Уране, Нептуне, Плутоне и даже в межзвездном пространстве.
Кислород занимает второе место по значимости после Азота. Интересный факт об этом газе: кислород в чистом виде является ядом, но при этом его недостаток тоже плохо влияет на здоровье. В составе воздуха количество кислорода именно такое, какое нужно для комфортной жизни всех организмов на нашей планете.
Остальные газы занимают совсем небольшое место в составе атмосферного воздуха, но все же они необходимы. Его неотъемлемой частью являются также водяные пары и частицы дыма, микробы и пыль, различные соли и пыльца растений.
Польза воздуха для живых организмов
Воздух необходим для жизни всех организмов планеты Земля, в том числе и для людей. За один день человек совершает 20 тысяч вздохов и столько же выдохов. При вздохе происходит насыщение организма кислородом. Так, с помощью крови он быстро распространяется по всему телу и дает каждой клеточке необходимую для работы энергию. После этого уже переработанный кислород выдыхается человеком в атмосферу, но уже в качестве углекислого газа. Благодаря этому процессу происходит обмен тепла между телом человека и окружающей средой.
Воздух необходим и для жизни животных, ведь от него зависит их рост и развитие, пол и размер, даже возраст и ежедневная активность. Животные очень остро реагируют на недостаток кислорода: у них учащается дыхание и ускоряется ток крови, при этом в их организмах замедляются жизненно важные процессы. Все это приводит к появлению у животных беспокойства и серьезных заболеваний.
Воздух является неотъемлемой частью жизни и для растений. Для дыхания им также необходим кислород, а вот для питания – углекислый газ. Без кислорода растения не смогли бы прорастать из земли. Этот элемент необходим всему организму: корням, стеблям и листьям. А количество углекислого газа напрямую влияет на качество жизни растения – чем его больше, тем лучше.
Немаловажно для растений и движение воздушных потоков в атмосфере. Если воздух движется вертикально, то он способствует распространению семян, пыльцы и создает комфортную температуру. А вот если направление воздуха горизонтальное, то растения начнут сохнуть и вянуть.
Таким образом, можно смело утверждать, что воздух является жизненно необходимым элементом для людей, животных и растений. Особенно важно его количество и чистота.
Какими физическими свойствами обладает воздух?
Итак, атмосферный воздух состоит из смесей более 9 газов, основными из которых являются Азот и Кислород. Его невозможно увидеть, потрогать или понюхать, но все же он обладает некоторыми физическими свойствами.
Например, атмосферный воздух плохо проводит тепло и хорошо пропускает солнечные лучи. Дело в том, что сам по себе воздух прозрачен и поэтому тепло солнечного света распространяется не на него, а на все видимые предметы, которые он окружает.
Воздух также занимает пространство, в котором он находится. Это легко доказать с помощью эксперимента в домашних условиях. Стоит лишь набрать в небольшую емкость воду и опустить в нее стакан вверх дном. При погружении таким образом стакана в жидкость можно почувствовать небольшое сопротивление. Оно возникает из-за того, что вода не может заполнить пространство, которое занимает воздух.
Еще воздух имеет вес или, говоря научным языком, массу. Такое свойство означает, что он оказывает давление на все предметы, которые окружает. Например, как выяснили ученые, давление атмосферы Земли на человека равняется 15 тоннам (вес примерно 3 грузовых автомобилей). Однако и в организме человека есть воздух, который изнутри давит с точно такой же силой. Благодаря этому внешнее и внутреннее давление уравновешивается и человек не ощущает на себе тяжелый вес атмосферы.
Кроме того, воздух обладает свойствами упругости: как пружина, он может сжиматься, а после принимать изначальную форму. Подобный эффект наблюдается и при нагреве/охлаждении воздуха: при повышении температуры воздух расширяется и поднимается, а при понижении наоборот сжимается и опускается.
Воздух – друг человека
В повседневной жизни люди часто используют изобретения, которые работают благодаря физическим свойствам атмосферного воздуха. Например, в древности его использовали в мореплавании: ветер надувал паруса и корабли могли двигаться в нужном направлении. С давних пор люди начали строить и ветряные мельницы, принцип работы которых заключается во вращении лопастей благодаря потокам атмосферного воздуха.
Физические свойства воздуха активно применяются и в современной промышленности. Хорошим доказательством этого служит такое изобретение, как водолазный колокол, который позволяет выполнять различные работы под водой. Колокол опускают в воду, но благодаря сопротивлению воздуха в нем всегда остается кислород, как в том эксперименте про стакан, о котором говорилось ранее. Это свойство позволяет человеку опускаться на глубину без специального снаряжения и при том совершенно безопасно для здоровья. Такая технология часто применяется для ремонта мостов, осмотра и починки морских и речных судов, а также для помощи водолазам в поисках на большой глубине.
В настоящее время человечество нашло множество применений воздуха для своей повседневной жизни. Так им накачивают шины, моют автомобили, очищают помещения и одежду от пыли и мелких частиц грязи.
Подведение итогов
Подводя итог, об атмосферном воздухе можно сказать следующее: он необходим для жизни всех организмов планеты Земля и состоит более чем из 9 газов, а также обладает многими физическими свойствами и широко применяется людьми в повседневной жизни.
АТМОСФЕРА
Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля и вращающаяся вместе с ней. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.
Толщина атмосферы 1500 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха, то есть смеси газов, составляющих атмосферу: около 5,3 * 10 15 т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 29. Давление при 0°С на уровне моря 101 325 Па, или 760 мм. рт. ст.; критическая температура 140,7 °С; критическое давление 3,7 МПа. Растворимость воздуха в воде при 0 °С — 0,036 %, при 25 °С — 0,22 %.
Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и земную поверхность. Нормальным атмосферным давлением является показатель в 760 мм рт. ст. (101 325 Па). При повышении высоты на каждый километр давление падает на 100 мм.
Строение атмосферы.
Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы : плотность воздуха, давление, температура и состав. С увеличением высоты плотность воздуха и атмосферное давление уменьшаются. Температура меняется также в зависимости от изменения высоты. Вертикальное строение атмосферы характеризуется различными температурными и электрическими свойствами, разным состоянием воздуха. В зависимости от температуры в атмосфере различают следующие основные слои : тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (сферу рассеяния). Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопауза и т.д.
Тропосфера — нижний, основной, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км, на экваторе — 16—18 км. В тропосфере сосредоточено примерно 80—90 % всей массы атмосферы и почти все водяные пары. При подъеме через каждые 100 м температура в тропосфере понижается в среднем на 0,65 °С и достигает —53 °С в верхней части. Этот верхний слой тропосферы называют тропопаузой. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны.
Стратосфера — слой атмосферы, располагающийся на высоте 11—50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение ее в слое 25—40 км от —56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения 273 К (0 °С), температура остается постоянной до высоты 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.
В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц, и других свечений. В стратосфере почти нет водяного пара.
Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура воздуха до высоты 75—85 км понижается до 88 °С. Верхней границей мезосферы является мезопауза.
Термосфера (другое название — ионосфера) — слой атмосферы, следующий за мезосферой, — начинается на высоте 80—90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в термосфере быстро и неуклонно возрастает и достигает нескольких сотен и даже тысяч градусов.
Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 800 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идет утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).
Структура атмосферы
До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную (однофазную), хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжелых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °С в стратосфере до -110 °С в мезосфере.
На высоте около 2000—3000 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные частицы кометного и метеорного происхождения. Кроме этих чрезвычайно разреженных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.
На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.
В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, т.к. их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже ее лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы называемая гомосферой. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.
Состав атмосферы
Атмосфера Земли — воздушная оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения), количество которых непостоянно. Основным газами являются азот (78 %), кислород (21 %) и аргон (0,93 %). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением углекислого газа CO2 (0,03 %).
Также в атмосфере содержатся SO2, СН4, N, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).
Урок 1: что такое воздух
Кстати, Джозеф Блэк изначально увлекался только гуманитарными науками, в частности философией. И если бы не твердая рука его отца и настоятельные рекомендации перейти к физике и химии, открытия могло бы и не быть.
Урок 2: Какие газы входят в состав воздуха
Оговоримся сразу, азот в воздухе занимает большую часть, однако и химический состав оставшейся доли весьма интересен и разнообразен. Если коротко, то список основных элементов выглядит следующим образом.
Однако дадим и небольшие пояснения по функциям этих химических элементов.
1. Азот
Содержание азота в воздухе – 78% по объему и 75% по массе, то есть этот элемент доминирует в атмосфере, имеет звание одного из самых распространенных на Земле, и, кроме того, содержится и за пределами зоны обитания человека – на Уране, Нептуне и в межзвездных пространствах. Итак, сколько азота в воздухе, мы уже разобрались, остался вопрос о его функции. Азот необходим для существования живых существ, он входит в состав:
- белков;
- аминокислот;
- нуклеиновых кислот;
- хлорофилла;
- гемоглобина и др.
В среднем около 2% живой клетки составляют как раз атомы азота, что объясняет, зачем столько азота в воздухе в процентах объема и массы. Азот также является одним из инертных газов, добываемых из атмосферного воздуха. Из него синтезируют аммиак, используют для охлаждения и в других целях.
2. Кислород
Содержание кислорода в воздухе – один из самых популярных вопросов. Сохраняя интригу, отвлечемся на один забавный факт: кислород открыли дважды – в 1771 и 1774 годах, однако из-за разницы в публикациях открытия, почести открытия элемента достались английскому химику Джозефу Пристли, который фактически выделил кислород вторым. Итак, доля кислорода в воздухе колеблется около 21% по объему и 23% по массе. Вместе с азотом эти два газа образуют 99% всего земного воздуха. Однако процент кислорода в воздухе меньше, чем азота, и при этом мы не испытываем проблем с дыханием. Дело в том, что количество кислорода в воздухе оптимально рассчитано именно для нормального дыхания, в чистом виде этот газ действует на организм подобно яду, приводит к затруднениям в работе нервной системы, сбоям дыхания и кровообращения. При этом недостаток кислорода также негативно сказывается на здоровье, вызывая кислородное голодание и все связанные с ним неприятные симптомы. Поэтому сколько кислорода в воздухе содержится, столько и нужно для здорового полноценного дыхания.
3. Аргон
Аргон в воздухе занимает третье место, он не имеет запаха, цвета и вкуса. Значимой биологической роли этого газа не выявлено, однако он обладает наркотическим эффектом и даже считается допингом. Добытый из атмосферы аргон используют в промышленности, медицине, для создания искусственной атмосферы, химического синтеза, пожаротушения, создания лазеров и пр.
4. Углекислый газ
5. Неон
Тот самый загадочный свет дискотечных фонарей, яркие вывески и современные фары используют пятый по распространенности химический элемент, который также вдыхает человек – неон. Как и многие инертные газы, неон оказывает на человека наркотическое действие при определенном давлении, однако именно этот газ используют в подготовке водолазов и других людей, работающих при повышенном давлении. Также неоново-гелиевые смеси используются в медицине при расстройствах дыхания, сам неон используют для охлаждения, в производстве сигнальных огней и тех самых неоновых ламп. Однако, вопреки стереотипу, неоновый свет не синий, а красный. Все остальные цвета дают лампы с другими газами.
6. Метан
Метан и воздух имеют очень древнюю историю: в первичной атмосфере, еще до появления человека, метан был в куда большем количестве. Сейчас этот газ, добываемый и используемый как топливо и сырье в производстве, не так широко распространен в атмосфере, но по-прежнему выделяется из Земли. Современные исследования устанавливают роль метана в дыхании и жизнедеятельности организма человека, однако авторитетных данных на этот счет пока нет.
7. Гелий
Посмотрев, сколько гелия в воздухе, любой поймет, что этот газ не относится к числу первостепенных по важности. Действительно, сложно определить биологическое значение этого газа. Не считая забавного искажения голоса при вдыхании гелия из шарика :) Однако гелий широко применяется в промышленности: в металлургии, пищевой промышленности, для наполнения воздухоплавающих судов и метеорологических зондов, в лазерах, ядерных реакторах и т.д.
8. Криптон
Речь не идет о родине Супермена :) Криптон – инертный газ, который в три раза тяжелее воздуха, химически инертен, добывается из воздуха, используется в лампах накаливания, лазерах и все еще активно изучается. Из интересных свойств криптона стоит отметить, что при давлении в 3,5 атмосферы он оказывает наркотический эффект на человека, а при 6 атмосферах приобретает резкий запах.
9. Водород
Водород в воздухе занимает 0,00005% по объему и 0,00008% по массе, но при этом именно он – самый распространенный элемент во Вселенной. О его истории, производстве и применении вполне можно написать отдельную статью, поэтому сейчас ограничимся небольшим списком отраслей: химическая, топливная, пищевая промышленности, авиация, метеорология, электроэнергетика.
10. Ксенон
Урок 3: Физические свойства воздуха
Как и у всякой смеси веществ, сегодня можно установить физические свойства воздуха.
Природа
Доклад про воздух
Без воздуха на Земле не было бы жизни. Воздух необходим для дыхания всему живому: и растениям, и животным, и человеку. Воздух — это смесь газов. В состав воздуха входят азот, углекислый газ, кислород.
Воздух заполняет все свободные места, и даже самые маленькие щели. Прозрачный стакан только кажется пустым. Попробуйте, медленно наклоняя его, погружать в воду. По мере заполнения стакана водой, из него крупными пузырями будет выходить воздух.
Значение воздуха в природе и жизни человека
1) Воздух необходим человеку для дыхания
2) Воздух необходим растениям для фотосинтеза
3) Воздух необходим животным для дыхания
4) Воздух необходим для дыхания обитателей водной среды
5) Воздух используют в промышленности для сжигания топлива
6) Воздух используют в быту для сжигания топлива
7) Под действием воздуха и бактерий отжившие органические вещества превращаются в минеральные соединения.
8) Воздух необходим для выветривания горных пород и для почвообразования
Также благодаря воздуху летают самолёты, вертолёты, птицы. Подъёмная сила, удерживающая их в полёте, возникает за счёт обтекания воздухом изогнутых поверхностей их крыльев.
Воздушный океан, окружающий нашу планету, удерживается силами земного тяготения. Если бы Земля потеряла свою воздушную оболочку, то превратилась бы в безжизненную, лишенную растительности, пустыню.
Из чего состоит воздух?
Каковы свойства воздуха?
- Воздух невидимый и бесцветный.
- Чистый воздух запаха не имеет.
- Воздух не имеет вкуса
- Воздух не имеет форму.
- Воздух упругий
- Воздух легче воды, то есть менее плотный, чем вода.
- Воздух — плохо проводит тепло.
- При нагревании воздухрасширяется, а при охлаждении сжимается.
Где самый чистый и полезный воздух?
Для нашего дыхания нужен чистый воздух с достаточным содержанием кислорода. Но в городах, где все дороги забиты автомобилями, воздух загрязнен их выхлопными газами. Добавляют загрязнения и выбросы из заводов и фабрик.
Зато в лесах и парках дышится очень легко, потому что наши зелёные помощники поглощают вредный углекислый газ, а выделяют кислород. Вырабатывают кислород и морские водоросли, поэтому воздух на морском побережье так целебен.
Но сейчас люди стараются уменьшить вредные выбросы в атмосферу. Создаются автомобильные двигатели, работающие на электрической и даже солнечной энергии. Вместо дымящих труб тепловых строят атомные и солнечные электростанции.
Надеемся, изложенная информация о воздухе помогла Вам. А свой доклад о воздухе Вы можете оставлять через форму комментариев.
Читайте также: