Какие свойства воздуха использовал человек

Тема: Неживая природа

Урок: Свойства воздуха

1. Свойства воздуха

Повторим те свойства воздуха, о которых мы узнали на предыдущих уроках: воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, плохо проводит тепло.

2. Воздух проводит солнечные лучи 

В жаркий день оконное стекло прохладное наощупь, а подоконник и предметы стоящие на нем – теплые. Так происходит потому, что стекло – прозрачное тело, которое пропускает тепло, но само не нагревается. Воздух тоже прозрачен, поэтому хорошо пропускает солнечные лучи.

Рис. 1. Оконное стекло проводит солнечные лучи (Источник)

3. Воздух занимает пространство

Проведем несложный опыт: перевернутый вверх дном стакан опустим в широкий сосуд, наполненный водой. Мы почувствуем легкое сопротивление и увидим, что вода не может заполнить стакан, потому что воздух, находящийся в стакане, не “уступает” своего места воде. Если слегка наклонить стакан, не вынимая его из воды, из стакана выйдет воздушный пузырь, и часть воды войдет в стакан, но даже в таком положении стакана вода не сможет заполнить его полностью.

Рис. 2. Пузырьки воздуха выходят из наклоненного стакана, уступая место воде (Источник)

Так происходит потому, что воздух, как и любое другое тело, занимает пространство в окружающем мире.

Используя это свойство воздуха, человек научился работать под водой без специального костюма. Для этого был создан водолазный колокол: под колокол-колпак, изготовленный из прозрачного материала, становятся люди и необходимое оборудование и колокол опускается при помощи подъемного крана под воду.

Рис. 3. Водолазный колокол (Источник)

Воздух, находящийся под куполом, позволяет людям дышать некоторое время, достаточное для того, чтобы осмотреть повреждения корабля, опоры моста или дно водохранилища.

4. Сжимаемость и упругость воздуха

Для доказательства следующего свойства воздуха, необходимо плотно прикрыть пальцем левой руки отверстие велосипедного насоса, а правой рукой нажать на поршень.

Рис. 4. Велосипедный насос (Источник)

Потом, не убирая пальца от отверстия, отпустить поршень. Палец, которым закрыто отверстие, чувствует, что воздух на него очень сильно давит. Но поршень с трудом, но сдвинется. Это означает, что воздух можно сжать. Воздух обладает упругостью, потому что когда мы отпускаем поршень, он сам возвращается в первоначальное положение.

Упругими называют тела, которые после прекращения сжатия принимают первоначальную форму. Например, если сжать пружину, а потом отпустить, она примет свою первоначальную форму.

Рис. 5. Пружина (Источник)

Сжатый воздух тоже упруг, он стремится расшириться и занять прежнее место.

5. Вес воздуха

Для того, чтобы доказать, что воздух имеет массу, нужно сделать самодельные весы. Прикрепим сдутые воздушные шарики к концам палочки с помощью скотча. Положим длинную палочку на середину короткой, так чтобы концы уравновешивали друг друга. Соединим их ниткой. Прикрепим скотчем короткую палочку к двум банкам. Надуем один шарик и снова прикрепим его к палочке тем же кусочком скотча. Установим на прежнее место.

Рис. 6. Воздух имеет вес (Источник)

Мы увидим, как палочка наклоняется в сторону надутого шарика, потому что воздух, наполнивший шарик, делает его тяжелее. Из этого опыта можно сделать вывод, что воздух имеет массу и его можно взвесить.

Если воздух имеет массу, значит, он должен оказывать давление на Землю и все, что на ней находится. Так и есть, ученые подсчитали, что воздух атмосферы Земли оказывает на человека давление в 15 тонн (как три грузовика), но человек не чувствует этого, потому что в человеческом организме содержится достаточное количество воздуха, который оказывает давление такой же силы. Давление внутри и снаружи уравновешивается, поэтому человек ничего не ощущает. 

6. Нагревание и охлаждение воздуха

Выясним, что происходит с воздухом при нагревании и охлаждении. Для этого проведем опыт: нагреем колбу со вставленной в нее стеклянной трубкой теплом своих рук и увидим, что из трубки в воду выходят пузырьки воздуха. Это происходит потому, что воздух в колбе при нагревании расширяется. Если накрыть колбу смоченной в холодной воде салфеткой, мы увидим, что вода из стакана по трубке поднимается вверх, потому что при охлаждении воздух сжимается.

Рис. 7. Свойства воздуха при нагревании и охлаждении (Источник) 

7. Движение теплого воздуха

Чтобы узнать больше о свойствах воздуха, проведем еще один опыт: две колбы закрепим на трубке штатива. Они уравновешены.

Рис. 8. Опыт по определению движения воздуха

Но, если одну колбу нагреть, она поднимется выше другой, потому что горячий воздух легче холодного и поднимается вверх. Если над колбой с горячим воздухом закрепить полоски тонкой легкой бумаги, будет видно, как они трепещут и поднимаются вверх, показывая движение нагретого воздуха.

Рис. 9. Теплый воздух поднимается вверх

8. Применение свойств воздуха

Знания этого свойства воздуха человек использовал при создании летательного аппарата – воздушного шара. Большая сфера, наполненная подогретым воздухом, поднимается высоко в небо и способна выдерживать вес нескольких человек.

Рис. 10. Воздушный шар (Источник)

Мы редко над этим задумываемся, но используем свойства воздуха каждый день: пальто, шапка или варежки не греют сами по себе – воздух в волокнах ткани плохо проводит тепло, поэтому, чем пушистее волокна, тем больше в них воздуха, а значит и теплее вещь, изготовленная из такой ткани.

Рис. 11. Варежки (Источник)

Сжимаемость и упругость воздуха используют в надувных изделиях (надувные матрацы, мячи) и шинах различных механизмов (автомобили, велосипеды).

Рис. 12. Мяч (Источник)

Рис. 13. Колесо автомобиля (Источник)

Рис. 14. Велосипедное колесо (Источник)

Сжатый воздух может остановить на полном ходу даже железнодорожный состав. Воздушные тормоза установлены в автобусах, троллейбусах, составах метро. Воздух обеспечивает звучание духовых, ударных, клавишно-духовых инструментов. Когда барабанщик ударяет палочками по туго натянутой коже барабана, она колеблется, а воздух внутри барабана производит звук. В больницах установлены аппараты вентиляции легких: если человек не может самостоятельно дышать, его подключают к такому аппарату, который через специальную трубку подает в легкие обогащенный кислородом сжатый воздух. Сжатый воздух используют везде: в книгопечатании, строительстве, ремонте и др.

Рис. 15. Троллейбус (Источник)

Рис. 16. Состав метро (Источник)

Рис. 17. Труба (Источник)

Рис. 18. Гармонь (Источник)

Рис. 19. Барабан (Источник)

Рис. 20. Аппарат искусственной вентиляции легких (Источник)

Рис. 21. Книгопечатание (Источник)

Рис. 22. Покрывание стен цементным раствором при помощи сжатого воздуха (Источник)

Рис. 23. Пневматический строительный молоток (Источник)

9. Повторение

Повторим свойства воздуха:

1. Воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, плохо проводит тепло.

2. Воздух хорошо проводит солнечные лучи.

3. Воздух занимает пространство в окружающем мире.

4. Воздух можно сжать.

5. Воздух обладает упругостью.

6. Воздух при нагревании расширяется, при охлаждении воздух сжимается.

7. Теплый воздух легче холодного и стремится вверх.

Список рекомендованной литературы

1. Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. М.: Баллас.
2. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. М.: ИД «Федоров».
3. Плешаков А.А.Окружающий мир 3. М.: Просвещение.

Рекомендованные ссылки на ресурсы интернет

1. Природоведенье (Источник).
2. Открытый класс (Источник).
3. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (Источник).

Рекомендованное домашнее задание

1. Составьте тест (4 вопроса с тремя вариантами ответов) на тему «Свойства воздуха».
2. Подготовьте сообщение о каком-либо изобретении человечества, основанном на знании свойств воздуха.
3. Проведите опыты по доказательству упругости и сжимаемости воздуха. Опишите свои действия, наблюдения, результаты.
4. *Составьте сканворд (15 вопросов) на тему «Свойства воздуха».

 Окружающий мир

Тема: Как человек использует свойства воздуха.
Цель: Сформировать понятие о воздухе и его свойствах.

Оборудование: кассета №1 «Роль воздуха в нашей жизни, расход воздуха»,
  кассета №2 «Вода, воздух, газы, кислород»
  иллюстрация о способах использования воздуха.

I. Постановка проблемы и актуализация знаний.

— Сегодня мы с вами поговорим о воздухе и его свойствах.
— Давайте разберем вопросы в начале параграфа.

1. Какими способами можно доказать, что воздух не пустое место?
Ответ: Надо продемонстрировать его наличие.
а) Для этого надо веером помахать перед лицом. Мы почувствуем прикосновение, хотя веер до нас не прикасался. Значит, между веером и лицом есть какое-то тело. Это воздух.
Б. Перевернем стакан вверх дном и медленно опустим его в банку с водой.
— Попадает ли вода в стакан? Почему?
Ответ: Не попадает. Препятствует воздух.

2. Как называется воздушная оболочка Земли?
Ответ: Воздушная оболочка Земли называется атмосфера.

3. Как используют воздух животные и растения?
Ответ: Все живые организмы дышат, используя кислород воздуха.
  Растения употребляют воздух для поглощения углекислого газа, который используют в фотосинтезе и выделяют кислород.

Воздух образует воздушную оболочку, которая окружает земной шар и с помощью озонового слоя защищает поверхность Земли от губительного ультрафиолетового облучения.
Прочитайте задание 1-ое на с. 24
Причем чем выполнять задание 1-ое на с. 24 посмотрим фрагмент фильма «Вода». (2 мин.)

  Ответ: Вода океанов испаряется и в виде облаков переносится ветрами в другие места, где выпадают дожди, питаются реки.
  — А как возникает ветер?
  Ответ: Участки земной поверхности нагреваются по разному: ветер дует от менее нагретого участка к более нагретому.

  — Человек издавна научился использовать 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.
Возможность передвижения по воздуху летательных аппаратов связана с тем, что воздух обладает выталкивающей силой.
Прочитайте об этом в материале для любознательных. с. 25.
— Так какой силой обладает воздух?
Если тело оказывается легче воздуха, то оно может летать. Воздух расширяется при нагревании. От этого он становится легче воздуха и поднимается вверх.
— Так что происходит с воздухом при нагревании?
Однако главный недостаток воздушного шара – его слабая управляемость.
Лишь самолеты обеспечили людям возможность передвигаться на значительные расстояния с большой скоростью.
— Прочитайте об этом текст на с. 26.
— О каком еще свойстве воздуха вы узнали?
(У него низкая плотность.)
— Благодаря низкой плотности воздуха обладает еще одним свойством: он плохо проводит тепло. На этом свойстве основано создание человеком теплых вещей. Шерстяные вещи и шубы сохраняют в себе толстую воздушную прослойку, которая не дает телу потерять тепло.

2-ое задание на с. 26.
Зачеркни неверное утверждение:
• Одежда нагревается от тела.
• Одежда нагревает тело.

Физминутка.
— Чтобы познакомиться с еще одним свойством воздуха, проведем опыт, который нам предложили в 3-ем задании (с. 26).
— Какой вывод? (с. 27).
— Как называется это свойство?
Ответ: Это свойство называется упругостью.

На этом свойстве основано использование воздуха в автомобильных шинах, мячах, надувных матрацах.
— Давайте повторим, о каких свойствах воздуха вы узнали?
Свойства воздуха:
— расширяется при нагревании,
— плохо проводит тепло,
— низкая плотность,
— упругость.

Воздух – это смесь газов: азота, кислорода, углекислого газа и других.
В воздухе содержится:
  21% кислорода
  78 % азота
  0,9 % благородных газов и
  0,03% углекислого газа,
Кроме этого в небольших количествах содержится водород.
— Посмотрите фрагмент фильма «Состав воздуха». «Газы». «Кислород» (6 мин.)
— Из каких газов состоит воздух?

4. Теперь разберем вопросы в конце параграфа на 28-ой стр.
— Какие свойства воздуха важнее всего для мяча, одеяла и парашюта?
Для мяча – упругость,
для одеяла – слабое проведение тепла,
для парашюта – плотность.

— Откуда берутся вещества, из которых состоят живые организмы.
Какой именно газ воздуха создает основу всех органических веществ?
Ответы: Живые организмы состоят из органического вещества. Растения создают органические вещества из углекислого газа и воды.
Поэтому основной газ, из которого состоят тела живых организмов – углекислый газ.

— Какой газ воздуха поддерживает температуру нашего тела и температуру в печи?
Каким образом?
Ответы: Высокая температура нашего тела поддерживается за счет тепла, полученного при окислении пищи. Это становится возможным благодаря кислороду. Кислород обеспечивает и горение дров в печи.

Задание 4,5,6.

Задание 7.
— Какой рисунок вы не раскрасите? (Ракету)

Задание 8.
Для улавливания ветряным колесом даже слабого ветерка и увеличения грузоподъемности парашюта и планера надо увеличить площадь опоры и уменьшить вес.

Задание 9.
Из азота делают удобрения.
Кислород используют для сварки.
Углекислый газ – добавляют в газированную воду.
Водородом заполняют воздушные шары.

Задание 10.
— Какая сила поднимает в воздух воздушный шары?
Воздушные шары поднимает выталкивающая сила.

Итог. — Что нового узнали на уроке?
  — Как человек использует свойства воздуха?

Дома: Параграф 20, задание 4 и 8.