Какое свойство воздуха важно для человека

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 О2 в межклеточную жидкость. Кровь непосредственно контактирует с клеточными мембранами, пропускающими кислород прямо в цитоплазму. Получив частицы О2, 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 воздушном шаре 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.

 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.

Воздух представляет собой смесь множества газов, в разном количестве входящих в его состав. Так большую часть составляет азот, содержание которого равно 78% от всего объема. В свою очередь содержание кислорода равно 21%, а на долю всех других газов приходится всего 1 процент.

Но этот состав не постоянен и может зависеть от местности и климата, а также других факторов. Деятельность человека очень сильно влияет на состав и качество воздуха. Поэтому в больших городах это процентное содержание может отличаться от нормы.

Между тем свойства воздуха во многом влияют на состояние человека и всего живого. Человек очень сильно зависит от температуры, влажности или же давления. На некоторые показатели можно повлиять, а некоторые зависят только от природы. Микроклимат в помещениях можно регулировать и устанавливать необходимую влажности и температуру, давление же не зависит от человека. Также важен и состав того, чем мы дышим. При дыхании выделяется углекислый газ, который может стать для человека опасным. Скопление углекислого газа происходит в плохо проветриваемых помещениях.

И именно поэтому лучше всего знать какие свойства воздуха существуют и как от них зависит жизнь человека. Также и химический состав воздуха может многое сказать о том, насколько он пригоден для дыхания.

Как же образуется диоксид углерода?

Диоксид углерода может быть результатом таких естественных реакций, как горение, гниение и разложение. Но больше всего углерода в атмосферу выделяется в результате жизнедеятельности человека. При этом все равно его количество в атмосфере не превышает 0,03 процента.

Диоксид углерода может быть как в газообразном состоянии, так и в жидком и твердом. В газообразном состоянии он представляет собой углекислый газ, а в твердом известен как сухой лед. Для получения сухого льда диоксид необходимо охладить до -78,5 градусов по Цельсию.

Чаще всего человек сталкивается именно с углекислым газом, который выделяется не только в процессе горения, но и при дыхании живых существ. Сам по себе он не имеет ни цвета, ни запаха, но в больших концентрациях он способен растворяться в организме и образовывать раствор угольной кислоты.

В воздухе содержится около 0,9 процентов углекислого газа и если этот показатель будет превышен, то это будет очень негативно влиять на состояние человека. Такое может случиться, к примеру, если плохо проветривать помещения. Именно поэтому рекомендуется использовать или вентиляцию, или же тщательно проветривать помещения, где находится большое количество людей.

Химические свойства воздуха

Для того, чтобы понять какие есть химические свойства воздуха, нужно сказать о химических свойствах его компонентов. Он состоит из примерно 27 различных газов, но больше всего в нем содержится азота и кислорода. Только 1 процент от общего состава приходится на все остальные газы, такие как углекислый газ, водород, метан, озон и другие. В зависимости от различных факторов состав может различаться и в большинстве это связано с деятельностью человека. Различные производства или автомобильные выхлопы очень сильно влияют на состав и процентное соотношение всех газов.

Кислород составляет 21 процент от объема всего воздуха. Он обладает окислительными свойствами, благодаря которым горят и окисляются другие материалы. Так как это главный окислитель, находящийся в воздухе, то все реакции сгорания приписываются именно этому химическому элементу.

Человек не все может увидеть, но это не значит, что этого не существует. Мы не может увидеть то, чем дышим, но это еще не все. В последнее время часто говорят о радиации, которая негативно влияет на здоровье. Как же ее обнаружить? Для этого лучше всего провести исследование радиации. Наши специалисты для такого исследования используют новейшие точные приборы, которые точно ничего не упустят и точно скажут вам о том, насколько безопасно в вашей квартире или офисе.

Физические свойства воздуха

К физическим свойствам можно отнести:

• температуру;
• вдавление;
• влажность;
• теплоемкость.

И это еще не все свойства какими свойствами обладает воздух.

На самом деле в основном нам необходимы именно температурные значения для описания воздуха. Температура воздуха является основной характеристикой, которая необходима нам и в повседневной жизни.

Научно доказано, что изменение температуры приводит и к изменению физических свойств воздуха. И поэтому были созданы специальные таблицы, где физические свойства воздуха зависят от температурных значений.

Также важной характеристикой будет и относительная влажность воздуха. Под ней понимают содержание отношение между содержащимися в воздухе водяными парами и максимальным количеством пара, которое может содержаться в воздухе при данной температуре. Температура, влажность и давление взаимосвязаны. Чем выше давление и ниже температура, тем выше будет влажность.

Если говорить о давлении, то существует общепринятое значение в 760 мм рт ст, которое считается нормальным значением. Если показатель будет ниже или выше, то это может значительно сказаться на самочувствии человека. Именно с этим связано ухудшение самочувствия при подъеме на гору. Чем больше высота, тем выше будет давление и без тренировок человеческий организм в нему зачастую не готов.

История открытия таких понятий как воздух и его свойства

Людей всегда интересовал окружающий мир и воздух не является исключением. Можно проследить историю открытий с самых древних времен и до наших дней. И все еще ученые занимаются вопросами, связанными с этой темой, проводя большое количество исследований и экспериментов.

В древнем Риме и Греции он считался личным веществом, которое есть у каждого человека. Анаксимен говорил о том, что это вещество является основой всего существующего. Дальше его идеи развивались в том же русле и было предположено, что воздух является одним из главных элементов природы. Но эти знания были довольно поверхностны и уже с приходом Аристотеля было открыто, что также у него есть и масса.

Все последующие попытки описать его свойства были не такими успешными и масштабными. Герон высказал мнение, что воздух материален. Так в пример он привел сосуды, которые кажутся пустыми, но на самом деле наполнены воздухом. Он же состоит из микроскопических частиц. Также он сказал, что когда эти частицы приведены в движение, то получается ветер. Это было в 140-х годах до нашей эры.

Многие ученые также пытались выяснить состав и свойства воздуха. Больших успехов добились в этом ученые древнего Китая. Так химики упоминали в сочинениях многие свойства и факты, которые не имели основательности и оставались лишь теоретическими.

Один из величайших умов планеты также внес свой вклад в это дело. Леонардо да Винчи известен своими исследованиями в этой области. Работая над конструкциями летательных аппаратов, он тщательно изучал свойства воздуха, которые помогли бы понять, как заставить эти механизмы работать.

Но настоящие открытия начались в 18 веке. Именно тогда начали появляться те знания, которые мы имеем сейчас. Такие ученые как Шееле и Лавуазье занимались исследованиями и проводили различные опыты. Они пришли к выводам, что в составе воздуха можно выделить кислород и азот. Изучением азота занимались Резерфорд и Кавендиш. Именно знания об этих двух газах стали самыми важными. Сейчас мы знаем о том, что кислород в неразбавленном виде опасен для дыхания и именно азот его разбавляет.

На протяжении многих столетий человек изучал состав и свойства каждого газа в отдельности. Благодаря этому теперь мы обладаем большими знаниями о свойствах и составе газов, которыми мы дышим.

Вес воздуха

Иногда трудно поверить в существование воздуха, ведь в большинстве случаев он абсолютно не видим и не ощущаем. Но на самом деле он не только существует, но и имеет вес. Так вес воздуха в бутылке будет равен примерно одному грамму и это еще не все. Ученые говорят о том, что он также давит на нас и окружающие нас предметы даже если мы не чувствуем.

Опыты дают понять важность существования этой смеси газов в природе. Воздух необходим не только человеку или жизни на земле. Он влияет даже на предметы, окружающие нас. Так был проведен эксперимент, где из консервной банки выкачали воздух. Без него банка просто сплющится.

И хотя в повседневной жизни нам не приходится задумываться о таких вещах как вес воздуха, но его качество по-прежнему очень важно для комфортной жизни. Микробиологический анализ воздуха на предприятиях, которой проводят специалисты нашей лаборатории «ЭкоТестЭкспресс» поможет определить насколько безопасно на предприятии. Ведь то, чем мы дышим определяет и наше самочувствие, а также трудоспособность.

Подвижность воздуха

Но есть и еще одно важное свойство – подвижность воздуха. Это свойство определяется скоростью движения, и означает какое расстояние пройдет воздух за одну секунду.

Так человек может заметить это на примере ветра. Мороз не так страшен в безветренную погоду, но при наличии ветра он может стать причиной обморожения или переохлаждения. Это все результат высокой подвижности воздуха и низкой температуры.

Знание подвижности воздуха необходимо для человека в повседневной жизни. Именно это свойство позволяет предотвращать застой воздуха в помещениях, а также скопление различных загрязнений.

И конечно же важно, чтобы все показатели были в норме. Эти свойства могут как в положительную, так и в отрицательную сторону влиять на наше самочувствие. Для того, чтобы быть в курсе того, насколько воздух, которым вы дышите пригоден можно обратиться в лабораторию «ЭкоТестЭкспресс». Мы уже на протяжении 14 лет проводим качественные исследования с использованием новейшего оборудования. Так вы можете заказать и исследование освещенности, которое поможет выявить проблемы в освещении. Правильное освещение является залогом хорошего самочувствия и работоспособности. Но если им пренебрегать, то можно получить даже необратимые проблемы со здоровьем.