Atmosfera(din grecescul atmos - abur și spharia - minge) - învelișul de aer al Pământului, care se rotește odată cu acesta. Dezvoltarea atmosferei a fost strâns legată de procesele geologice și geochimice care au loc pe planeta noastră, precum și de activitățile organismelor vii.

Limita inferioară a atmosferei coincide cu suprafața Pământului, deoarece aerul pătrunde în cei mai mici pori din sol și este dizolvat chiar și în apă.

Limita superioară la o altitudine de 2000-3000 km trece treptat în spațiul cosmic.

Atmosfera bogată în oxigen face posibilă viața pe Pământ. Oxigenul atmosferic este utilizat în procesul de respirație de către oameni, animale și plante.

Dacă nu ar exista atmosferă, Pământul ar fi la fel de liniștit ca luna. La urma urmei, sunetul este vibrația particulelor de aer. Culoarea albastră a cerului se explică prin faptul că razele soarelui, trecând prin atmosferă, ca printr-o lentilă, se descompun în culorile lor componente. În acest caz, razele de culori albastre și albastre sunt împrăștiate cel mai mult.

Atmosfera reține cea mai mare parte a radiațiilor ultraviolete de la Soare, ceea ce are un efect dăunător asupra organismelor vii. De asemenea, menține căldura la suprafața Pământului, împiedicând răcirea planetei noastre.

Structura atmosferei

În atmosferă se pot distinge mai multe straturi, care diferă ca densitate și densitate (Fig. 1).

troposfera

troposfera- cel mai de jos strat al atmosferei, a cărui grosime deasupra polilor este de 8-10 km, la latitudini temperate - 10-12 km, iar deasupra ecuatorului - 16-18 km.

Orez. 1. Structura atmosferei Pământului

Aerul din troposferă este încălzit de la suprafața pământului, adică din pământ și apă. Prin urmare, temperatura aerului din acest strat scade odată cu înălțimea cu o medie de 0,6 °C la fiecare 100 m. La limita superioară a troposferei, atinge -55 °C. În același timp, în regiunea ecuatorului de la limita superioară a troposferei, temperatura aerului este de -70 °С, iar în regiunea Polului Nord -65 °С.

Aproximativ 80% din masa atmosferei este concentrată în troposferă, aproape toți vaporii de apă sunt localizați, au loc furtuni, furtuni, nori și precipitații și are loc mișcarea aerului pe verticală (convecție) și orizontală (vânt).

Putem spune că vremea se formează mai ales în troposferă.

Stratosferă

Stratosferă- stratul atmosferei situat deasupra troposferei la o altitudine de 8 până la 50 km. Culoarea cerului în acest strat apare violet, ceea ce se explică prin rarefierea aerului, datorită căreia razele soarelui aproape că nu se împrăștie.

Stratosfera conține 20% din masa atmosferei. Aerul din acest strat este rarefiat, practic nu există vapori de apă și, prin urmare, norii și precipitațiile aproape că nu se formează. Cu toate acestea, în stratosferă se observă curenți de aer stabili, a căror viteză atinge 300 km/h.

Acest strat este concentrat ozon(ecran de ozon, ozonosferă), un strat care absoarbe razele ultraviolete, împiedicându-le să treacă pe Pământ și protejând astfel organismele vii de pe planeta noastră. Datorită ozonului, temperatura aerului la limita superioară a stratosferei este cuprinsă între -50 și 4-55 °C.

Între mezosferă și stratosferă există o zonă de tranziție - stratopauza.

Mezosfera

Mezosfera- un strat al atmosferei situat la o altitudine de 50-80 km. Densitatea aerului aici este de 200 de ori mai mică decât la suprafața Pământului. Culoarea cerului în mezosferă apare neagră, stelele sunt vizibile în timpul zilei. Temperatura aerului scade la -75 (-90)°C.

La o altitudine de 80 km începe termosferă. Temperatura aerului din acest strat crește brusc până la o înălțime de 250 m, apoi devine constantă: la o înălțime de 150 km ajunge la 220-240 °C; la o altitudine de 500-600 km depăşeşte 1500 °C.

În mezosferă și termosferă, sub acțiunea razelor cosmice, moleculele de gaz se descompun în particule încărcate (ionizate) de atomi, așa că această parte a atmosferei se numește ionosferă- un strat de aer foarte rarefiat, situat la o altitudine de 50 până la 1000 km, format în principal din atomi de oxigen ionizat, molecule de oxid nitric și electroni liberi. Acest strat este caracterizat de o electrificare ridicată, iar undele radio lungi și medii sunt reflectate din el, ca dintr-o oglindă.

În ionosferă, apar aurore - strălucirea gazelor rarefiate sub influența particulelor încărcate electric care zboară de la Soare - și se observă fluctuații bruște ale câmpului magnetic.

Exosfera

Exosfera- stratul exterior al atmosferei, situat peste 1000 km. Acest strat se mai numește și sferă de împrăștiere, deoarece particulele de gaz se deplasează aici cu viteză mare și pot fi împrăștiate în spațiul cosmic.

Compoziția atmosferei

Atmosfera este un amestec de gaze format din azot (78,08%), oxigen (20,95%), dioxid de carbon (0,03%), argon (0,93%), o cantitate mică de heliu, neon, xenon, cripton (0,01%), ozon și alte gaze, dar conținutul lor este neglijabil (Tabelul 1). Compoziția modernă a aerului Pământului a fost stabilită cu mai bine de o sută de milioane de ani în urmă, dar activitatea de producție umană a crescut brusc a dus totuși la schimbarea acesteia. În prezent, există o creștere a conținutului de CO 2 cu aproximativ 10-12%.

Gazele care alcătuiesc atmosfera îndeplinesc diverse roluri funcționale. Cu toate acestea, semnificația principală a acestor gaze este determinată în primul rând de faptul că ele absorb foarte puternic energia radiantă și astfel au un efect semnificativ asupra regimului de temperatură al suprafeței și atmosferei Pământului.

Tabelul 1. Compoziția chimică a aerului atmosferic uscat de lângă suprafața pământului

	Concentrarea volumului. %	Greutate moleculară, unități
Oxigen
Dioxid de carbon
Oxid de azot
	0 până la 0,00001
Dioxid de sulf	de la 0 la 0,000007 vara; 0 până la 0,000002 iarna
	De la 0 la 0,000002	46,0055/17,03061
dioxid de azog
Monoxid de carbon

Azot, cel mai comun gaz din atmosferă, puțin activ din punct de vedere chimic.

Oxigen, spre deosebire de azot, este un element foarte activ din punct de vedere chimic. Funcția specifică a oxigenului este oxidarea materiei organice a organismelor heterotrofe, a rocilor și a gazelor incomplet oxidate emise în atmosferă de vulcani. Fără oxigen, nu ar exista descompunerea materiei organice moarte.

Rolul dioxidului de carbon în atmosferă este excepțional de mare. Intră în atmosferă ca urmare a proceselor de ardere, respirație a organismelor vii, descompunere și este, în primul rând, principalul material de construcție pentru crearea materiei organice în timpul fotosintezei. În plus, proprietatea dioxidului de carbon de a transmite radiația solară cu undă scurtă și de a absorbi o parte din radiația termică de undă lungă este de mare importanță, ceea ce va crea așa-numitul efect de seră, care va fi discutat mai jos.

Influența asupra proceselor atmosferice, în special asupra regimului termic al stratosferei, este exercitată și de ozon. Acest gaz servește ca un absorbant natural al radiației ultraviolete solare, iar absorbția radiației solare duce la încălzirea aerului. Valorile medii lunare ale conținutului total de ozon din atmosferă variază în funcție de latitudinea zonei și de sezon în intervalul 0,23-0,52 cm (aceasta este grosimea stratului de ozon la presiunea solului și la temperatură). Există o creștere a conținutului de ozon de la ecuator la poli și o variație anuală cu un minim toamna și un maxim primăvara.

O proprietate caracteristică a atmosferei poate fi numită faptul că conținutul gazelor principale (azot, oxigen, argon) se modifică ușor cu înălțimea: la o altitudine de 65 km în atmosferă, conținutul de azot este de 86%, oxigen - 19 , argon - 0,91, la o altitudine de 95 km - azot 77, oxigen - 21,3, argon - 0,82%. Constanța compoziției aerului atmosferic pe verticală și pe orizontală este menținută prin amestecarea acestuia.

Pe lângă gaze, aerul conține vapor de apăȘi particule solide. Acestea din urmă pot avea origine atât naturală, cât și artificială (antropică). Acestea sunt polen de flori, cristale de sare minuscule, praf de drum, impurități de aerosoli. Când razele soarelui pătrund pe fereastră, pot fi văzute cu ochiul liber.

În aerul orașelor și al marilor centre industriale există în special multe particule în suspensie, unde emisiile de gaze nocive și impuritățile acestora formate în timpul arderii combustibilului sunt adăugate aerosolilor.

Concentrația de aerosoli în atmosferă determină transparența aerului, care afectează radiația solară care ajunge la suprafața Pământului. Cei mai mari aerosoli sunt nucleele de condensare (din lat. condensatie- compactare, îngroșare) - contribuie la transformarea vaporilor de apă în picături de apă.

Valoarea vaporilor de apă este determinată în primul rând de faptul că întârzie radiația termică cu undă lungă a suprafeței pământului; reprezintă veriga principală a ciclurilor mari și mici de umiditate; ridică temperatura aerului atunci când paturile de apă se condensează.

Cantitatea de vapori de apă din atmosferă variază în timp și spațiu. Astfel, concentrația vaporilor de apă în apropierea suprafeței pământului variază de la 3% la tropice până la 2-10 (15)% în Antarctica.

Conținutul mediu de vapori de apă în coloana verticală a atmosferei la latitudini temperate este de aproximativ 1,6-1,7 cm (stratul de vapori de apă condensați va avea o astfel de grosime). Informațiile despre vaporii de apă din diferite straturi ale atmosferei sunt contradictorii. S-a presupus, de exemplu, că în intervalul de altitudine de la 20 la 30 km, umiditatea specifică crește puternic odată cu înălțimea. Cu toate acestea, măsurătorile ulterioare indică o uscăciune mai mare a stratosferei. Aparent, umiditatea specifică din stratosferă depinde puțin de înălțime și se ridică la 2-4 mg/kg.

Variabilitatea conținutului de vapori de apă în troposferă este determinată de interacțiunea dintre evaporare, condensare și transport orizontal. Ca urmare a condensării vaporilor de apă, se formează nori și apar precipitații sub formă de ploaie, grindină și zăpadă.

Procesele de tranziție de fază ale apei au loc mai ales în troposferă, motiv pentru care norii din stratosferă (la altitudini de 20-30 km) și mezosferă (în apropierea mezopauzei), numite sidef și argint, sunt observați relativ rar. , în timp ce norii troposferici acoperă adesea aproximativ 50% din întreaga suprafață a pământului.

Cantitatea de vapori de apă care poate fi conținută în aer depinde de temperatura aerului.

1 m 3 de aer la o temperatură de -20 ° C nu poate conține mai mult de 1 g de apă; la 0 °C - nu mai mult de 5 g; la +10 °С - nu mai mult de 9 g; la +30 °С - nu mai mult de 30 g de apă.

Concluzie: Cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât poate conține mai mulți vapori de apă.

Aerul poate fi bogatȘi nu saturate aburi. Deci, dacă la o temperatură de +30 ° C 1 m 3 de aer conține 15 g de vapori de apă, aerul nu este saturat cu vapori de apă; dacă 30 g - saturată.

Umiditate absolută- aceasta este cantitatea de vapori de apa continuta in 1 m 3 de aer. Se exprimă în grame. De exemplu, dacă se spune „umiditatea absolută este 15”, atunci aceasta înseamnă că 1 ml conține 15 g de vapori de apă.

Umiditate relativă- acesta este raportul (în procente) dintre conținutul real de vapori de apă din 1 m 3 de aer și cantitatea de vapori de apă care poate fi conținut în 1 m L la o anumită temperatură. De exemplu, dacă radioul în timpul difuzării buletinului meteo a raportat că umiditatea relativă este de 70%, aceasta înseamnă că aerul conține 70% din vaporii de apă pe care îi poate reține la o anumită temperatură.

Cu cât umiditatea relativă a aerului este mai mare, t. cu cât aerul este mai aproape de saturație, cu atât este mai probabil să cadă.

În zona ecuatorială se observă întotdeauna o umiditate relativă ridicată (până la 90%), deoarece există o temperatură ridicată a aerului pe tot parcursul anului și există o mare evaporare de la suprafața oceanelor. Aceeași umiditate relativă ridicată este și în regiunile polare, dar numai pentru că la temperaturi scăzute chiar și o cantitate mică de vapori de apă face ca aerul să fie saturat sau aproape de saturație. În latitudinile temperate, umiditatea relativă variază sezonier - este mai mare iarna și mai scăzută vara.

Umiditatea relativă a aerului este deosebit de scăzută în deșerturi: 1 m 1 de aer acolo conține de două până la trei ori mai puțin decât cantitatea de vapori de apă posibilă la o anumită temperatură.

Pentru a măsura umiditatea relativă, se folosește un higrometru (din grecescul hygros - umed și metreco - măsoară).

Când este răcit, aerul saturat nu poate reține aceeași cantitate de vapori de apă în sine, se îngroașă (condensează), transformându-se în picături de ceață. Ceața poate fi observată vara într-o noapte senină și răcoroasă.

nori- aceasta este aceeași ceață, doar că se formează nu la suprafața pământului, ci la o anumită înălțime. Pe măsură ce aerul se ridică, se răcește și vaporii de apă din el se condensează. Picăturile mici de apă rezultate formează norii.

implicate în formarea norilor particule în suspensie suspendat în troposferă.

Norii pot avea o formă diferită, care depinde de condițiile formării lor (Tabelul 14).

Norii cei mai jos și cei mai grei sunt stratus. Sunt situate la o altitudine de 2 km de suprafața pământului. La o altitudine de 2 până la 8 km, pot fi observați nori cumuluși mai pitorești. Cei mai înalți și mai ușori sunt norii cirus. Sunt situate la o altitudine de 8 până la 18 km deasupra suprafeței pământului.

familii	Soiuri de nori	Aspect
A. Nori de sus - peste 6 km	I. Pinnate	Sub formă de fir, fibros, alb
	II. cirrocumulus	Straturi și creste de mici fulgi și bucle, albe
	III. Cirrostratus	Voal albicios transparent
B. Norii stratului mijlociu - peste 2 km	IV. Altocumulus	Straturi și creste de alb și gri
	V. Altostratus	Voal neted de culoare gri lăptos
B. Nori de jos - până la 2 km	VI. Nimbostratus	Strat solid gri, fără formă
	VII. Stratocumulus	Straturi opace și creste gri
	VIII. stratificat	Voal gri iluminat
D. Norii de dezvoltare verticală - de la nivelul inferior spre cel superior	IX. Cumulus	Treci și cupole albe strălucitoare, cu margini rupte în vânt
	X. Cumulonimbus	Mase puternice în formă de cumulus de culoare plumb închisă

Protectie atmosferica

Principalele surse sunt întreprinderile industriale și automobile. În orașele mari, problema contaminării cu gaze a principalelor rute de transport este foarte acută. De aceea, în multe orașe mari ale lumii, inclusiv în țara noastră, a fost introdus controlul de mediu al toxicității gazelor de eșapament auto. Potrivit experților, fumul și praful din aer pot înjumătăți fluxul de energie solară către suprafața pământului, ceea ce va duce la o schimbare a condițiilor naturale.

Aerul și protecția acestuia

Aer este un amestec de gaze. Compoziția aerului include: oxigen, azot, dioxid de carbon. Majoritatea aerului este azot.

Proprietățile aerului

1. Aerul este transparent
2. Aerul este incolor
3. Aerul curat este inodor

Ce se întâmplă cu aerul când este încălzit și răcit?
Când este încălzit, aerul se dilată.
Pe măsură ce se răcește, aerul se contractă.

De ce aerul se dilată când este încălzit și se contractă când este răcit?
Aerul este format din particule cu goluri între ele. Particulele se mișcă în mod constant, adesea se ciocnesc. Pe măsură ce aerul se încălzește, se mișcă mai repede, se ciocnesc mai tare. Din această cauză, ei se ridică la o distanță mai mare unul de celălalt. Decalajele dintre ele cresc, iar aerul se extinde. Când aerul este răcit, se întâmplă invers.

Ghici o ghicitoare.
Trece prin nas la piept
Și inversul este pe drum.
El este invizibil și totuși
Nu putem trăi fără ea.
Răspuns: Aer

Scrieți răspunsul. Ce respirăm?
Răspuns: Respirăm aer

Luați în considerare desenele. Unde va fi aerul cel mai curat? Completați cercul de sub această imagine.

Scrieți proprietățile aerului curat.
Aerul este transparent, nu are culoare, nu are miros.

Aerul te poate încălzi.
Îmbrăcămintea te ține de cald nu de la sine, ci pentru că împiedică corpul tău să piardă căldură. Îmbrăcămintea este o capcană bună de aer. Căldura corpului tău nu poate pătrunde în cea prinsă, așa cum e este un izolator. Îmbrăcămintea strâmtă de iarnă captează, de asemenea, mult aer. Îmbrăcămintea din lână este foarte caldă deoarece mult aer este prins între fire de păr. Păsările încearcă să facă pene iarna pentru a absorbi cât mai mult aer între pene. Aerul dintre geamurile duble servește și ca izolație termică. Zăpada este un bun izolator, deoarece prinde aerul. Călătorii, prinși de viscol, sapă adăposturi în zăpadă pentru a se încălzi.

Răspunde la întrebările.
Ce este între ferestrele de sticlă? Răspuns: Aer
Sub ce zăpadă sunt plantele mai calde: pufoase sau călcate în picioare? Răspuns: Plantele sunt mai calde sub zăpada pufoasă.

Oamenii și alte ființe vii au nevoie de aer curat pentru a respira. Dar în multe locuri, mai ales în orașele mari, este poluat. Unele fabrici și fabrici emit gaze otrăvitoare, funingine și praf din conductele lor. Mașinile emit gaze de eșapament, care conțin o mulțime de substanțe nocive.
Poluarea aerului amenință sănătatea umană, toată viața de pe Pământ!
Acum, în multe industrii s-au stabilit controlul asupra nivelului de substanțe toxice. Datorită acestor măsuri, aerul rămâne suficient de curat și sigur pentru viață. Astăzi se construiesc fabrici cât mai departe de oraș. Oamenii de știință îi ajută pe industriași să găsească soluții la problema poluării aerului. De exemplu, au dezvoltat o țeavă de evacuare pentru mașini care filtrează eficient gazele de eșapament. S-au creat mașini noi - mașini electrice care nu vor polua aerul.
Au fost amenajate stații speciale în diferite locuri, acestea monitorizează puritatea aerului în orașele mari, măsurând zilnic puritatea aerului, oferă informații și controlează situația.

Aerul are o altă proprietate interesantă - nu conduce bine căldura. Multe plante care iernează sub zăpadă nu îngheață, deoarece există mult aer între particulele reci de zăpadă, iar zăpada seamănă cu o pătură caldă care acoperă tulpinile și rădăcinile plantelor. Toamna, veverița, iepurele, lupul, vulpea și alte animale năparesc. Blana de iarnă este mai groasă și mai luxuriantă decât blana de vară. Mai mult aer este prins între firele de păr groase, iar animalele dintr-o pădure înzăpezită nu se tem de îngheț.

(Profesorul scrie pe tablă.)

Aerul nu conduce bine căldura.

Deci, care sunt proprietățile aerului?

V. Educaţie fizică

VI. Consolidarea materialului studiat Finalizarea sarcinilor din caietul de lucru

Nr. 1 (pag. 18).

- Citiți sarcina. Privește imaginea și semnează pe diagramă care substanțe gazoase fac parte din aer (autotest cu diagrama din manualul de la pag. 46).

Nr. 2 (pag. 19).

Citiți sarcina. Scrieți proprietățile aerului. (După finalizarea sarcinii, se efectuează un autotest cu note pe tablă.)

Nr. 3 (pag. 19).

- Citiți sarcina. Ce proprietăți ale aerului trebuie luate în considerare pentru a finaliza corect sarcina? (Aerul se dilată când este încălzit și se contractă când este răcit.)

Cum explicați că aerul se dilată atunci când este încălzit? Ce se întâmplă cu particulele care îl alcătuiesc? (Particulele încep să se miște mai repede, iar golurile dintre ele cresc.)

Desenați în primul dreptunghi cum sunt aranjate particulele de aer când sunt încălzite.

Cum poți explica de ce aerul se comprimă când se răcește? Ce se întâmplă cu particulele care îl alcătuiesc? (Particulele încep să se miște mai încet, iar golurile dintre ele scad.)

- Desenați în al doilea dreptunghi cum sunt aranjate particulele de aer atunci când sunt răcite.

Nr. 4 (pag. 19).

- Citiți sarcina. Ce proprietate a aerului explică acest fenomen? (Aerul este un slab conductor de căldură.)

VII. Reflecţie

Lucru de grup

Citiți prima sarcină din manualul de la p. 48. Încercați să explicați proprietățile aerului.

Citiți a doua sarcină la p. 48. Fă-o.

Ce poluează aerul? (Întreprinderi industriale, transport.)

Conversaţie

Există o fabrică lângă casa mea. De la ferestrele mele văd un horn înalt de cărămidă. Din ea se revarsă zi și noapte nori groși de fum negru, motiv pentru care orizontul este pentru totdeauna ascuns în spatele unui văl dens seros. Uneori se pare că acesta este un fumător intens care fumigează orașul cu pipa lui Gulliver inextingabilă. Tușim, strănutăm cu toții, unii chiar trebuie să fie internați în spital. Și pentru „fumător”, măcar ceva: cunoaște-te puf și puf, puf și puf.

Copiii plâng: urâtă fabrică! Adulții sunt supărați: închideți imediat!

Și ca răspuns toată lumea aude: cât de „urât”?! Cum să „închizi”?! Fabrica noastră produce bunuri pentru oameni. Din păcate, nu există fum fără foc. Am stins flăcările cuptoarelor - fabrica se va opri, nu vor mai fi mărfuri.

Într-o dimineață m-am trezit, m-am uitat pe fereastră - fără fum! Gigantul s-a oprit din fumat, fabrica este pe loc, țeava încă mai iese afară, dar nu e fum. Mă întreb pentru cât timp? Totuși, văd: mâine nu se fumează și poimâine și poimâine... Fabrica a fost închisă deloc?

Unde s-a dus fumul? Ei înșiși au spus că nu există fum fără foc.

Curând a devenit clar: în sfârșit, nesfârșitele noastre plângeri au fost auzite - au atașat eliminatoare de fum la coșul fabricii, o capcană de fum care nu permite particulelor de funingine să zboare din coș.

Și iată ce este interesant. S-ar părea că nimeni nu avea nevoie și chiar și fumul dăunător a fost obligat să facă o faptă bună. Aceasta (sau mai bine zis, funingine) este acum adunată cu grijă aici și trimisă la fabrica de plastic. Cine știe, poate că acest stilou al meu este doar din aceeași funingine prinsă de detectoarele de fum. Într-un cuvânt, beneficiile detectoarelor de fum sunt pentru toată lumea: pentru noi, orășenii (nu ne mai îmbolnăvim), și pentru fabrică în sine (vinde funingine și nu o lasă să treacă la vânt, ca înainte), și cumpărătorii de produse din plastic (inclusiv pixuri cu pâslă).

Enumerați modalități de a menține aerul curat. (Unități de purificare a aerului, vehicule electrice.)

- Pentru a purifica aerul, oamenii plantează copaci. De ce? (Plantele iau dioxid de carbon și eliberează oxigen.)

Să aruncăm o privire mai atentă la frunza copacului. Suprafața inferioară a foii este acoperită cu o peliculă transparentă și punctată cu găuri foarte mici. Se numesc „stomate”, nu le poți vedea bine decât cu lupa. Se deschid și se închid pentru a colecta dioxid de carbon. În lumina soarelui, din apa care se ridică din rădăcini de-a lungul tulpinilor plantelor și dioxidul de carbon din frunzele verzi, se formează zahăr, amidon și oxigen.

Plantele sunt numite „plămânii planetei” dintr-un motiv.

Ce aer minunat în pădure! Conține mult oxigen și substanțe nutritive. La urma urmei, copacii emit substanțe volatile speciale - fitoncide care ucid bacteriile. Mirosurile rășinoase de molid și pin, aroma de mesteacăn, stejar, zada sunt foarte utile oamenilor. Dar în orașe aerul este complet diferit. Miroase a benzină, gaze de eșapament, pentru că sunt foarte multe mașini în orașe, fabrici, uzine care poluează și aerul. Este dăunător pentru o persoană să respire un astfel de aer. Pentru a purifica aerul, plantăm copaci, tufișuri: tei, plopi, liliac.

Desigur, are loc frecarea cu aerul și în acest caz se eliberează o anumită cantitate de căldură, totuși, un alt proces fizic, numit încălzire aerodinamică, încălzește pielea vehiculului de coborâre și face ca mingile de foc care zboară spre pământ să ardă și să explodeze.

După cum se știe, în fața unui corp care se mișcă într-un gaz cu viteză supersonică se formează o undă de șoc - o regiune subțire de tranziție în care are loc o creștere bruscă și bruscă a densității, presiunii și vitezei materiei. Desigur, atunci când presiunea gazului crește, acesta se încălzește - o creștere bruscă a presiunii duce la o creștere rapidă a temperaturii. Al doilea factor - aceasta este de fapt încălzirea aerodinamică - este decelerația moleculelor de gaz într-un strat subțire adiacent direct suprafeței unui obiect în mișcare - energia mișcării haotice a moleculelor crește, iar temperatura crește din nou. Și gazul deja fierbinte încălzește corpul însuși grăbindu-se cu o viteză supersonică, iar căldura este transferată atât cu ajutorul conducerii căldurii, cât și cu ajutorul radiației. Adevărat, radiația moleculelor de gaz începe să joace un rol semnificativ la viteze foarte mari, de exemplu, la a 2-a cosmică.

Problema încălzirii aerodinamice se confruntă nu numai de proiectanții de nave spațiale, ci și de dezvoltatorii de avioane supersonice - cele care nu părăsesc niciodată atmosfera.

Se știe că designerii primei aeronave supersonice de pasageri din lume - Concorde și Tu-144 - au fost forțați să renunțe la ideea de a-și face aeronavele să zboare cu o viteză de Mach 3 (trebuia să se mulțumească cu „modest” 2.3) . Motivul este încălzirea aerodinamică. La o astfel de viteză, el ar încălzi pielea căptușelilor la temperaturi care ar putea afecta deja rezistența structurilor de aluminiu. Înlocuirea aluminiului cu titan sau oțel special (ca în proiectele militare) a fost imposibilă din motive economice. Apropo, modul în care designerii celebrului interceptor sovietic MiG-25 de mare altitudine au rezolvat problema încălzirii aerodinamice poate fi găsit în

Aerul din noi și din jurul nostru, este o condiție indispensabilă pentru viața pe Pământ. Cunoașterea proprietăților aerului ajută o persoană să le aplice cu succes în viața de zi cu zi, gospodărie, construcții și multe altele. În această lecție, vom continua să studiem proprietățile aerului, vom face multe experimente interesante, vom afla despre invențiile uimitoare ale omenirii.

Tema: Natura neînsuflețită

Lecția: Proprietățile aerului

Să repetăm ​​proprietățile aerului despre care am învățat în lecțiile anterioare: aerul este transparent, incolor, inodor și nu conduce bine căldura.

Într-o zi fierbinte, geamul este rece la atingere, în timp ce pervazul și obiectele care stau pe el sunt calde. Acest lucru se întâmplă deoarece sticla este un corp transparent care permite trecerea căldurii, dar nu se încălzește singură. Aerul este si transparent, asa ca transmite bine razele soarelui.

Orez. 1. Geamul conduce lumina soarelui ()

Să facem un experiment simplu: să punem un pahar răsturnat într-un vas larg umplut cu apă. Vom simți o ușoară rezistență și vom vedea că apa nu poate umple paharul deoarece aerul din pahar nu „cedează” apei. Dacă înclinați ușor paharul fără a-l scoate din apă, din pahar va ieși o bulă de aer și o parte din apă va intra în pahar, dar nici în această poziție a paharului, apa nu va putea să-l umple. complet.

Orez. 2. Din paharul înclinat ies bule de aer, dând loc apei ()

Acest lucru se întâmplă deoarece aerul, ca orice alt corp, ocupă spațiu în lumea înconjurătoare.

Folosind această proprietate a aerului, o persoană a învățat să lucreze sub apă fără un costum special. Pentru aceasta, a fost creat un clopot de scufundare: sub capacul clopotului din material transparent devin oameni și echipamentul necesar și clopotul este coborât sub apă cu o macara.

Aerul de sub cupolă permite oamenilor să respire pentru o perioadă, suficient de mult pentru a inspecta deteriorarea navei, digurile podului sau fundul rezervorului.

Pentru a demonstra următoarea proprietate a aerului, este necesar să acoperiți strâns deschiderea pompei bicicletei cu degetul mâinii stângi și să apăsați pistonul cu mâna dreaptă.

Apoi, fără a scoate degetul din orificiu, eliberați pistonul. Degetul cu care se inchide gaura simte ca aerul il apasa foarte tare. Dar pistonul cu dificultate, dar se va mișca. Aceasta înseamnă că aerul poate fi comprimat. Aerul are elasticitate, deoarece atunci când eliberăm pistonul, acesta revine în poziția inițială.

Corpurile elastice sunt numite corpuri care, după încetarea compresiei, își iau forma inițială. De exemplu, dacă comprimați un arc și apoi îl eliberați, acesta va reveni la forma inițială.

Aerul comprimat este de asemenea elastic, tinde să se extindă și să-și ia locul inițial.

Pentru a demonstra că aerul are masă, trebuie să faci cântare de casă. Atașați baloanele dezumflate la capetele bețelor cu bandă adezivă. Punem un bat lung in mijlocul unuia scurt, astfel incat capetele sa se echilibreze intre ele. Le vom conecta cu un fir. Atașați un băț scurt la două cutii cu bandă adezivă. Umflați un balon și atașați-l de băț din nou cu aceeași bucată de bandă. Să-l punem la loc.

Vom vedea cum bastonul se înclină spre balonul umflat, deoarece aerul care a umplut balonul îl face mai greu. Din această experiență, putem concluziona că aerul are masă și poate fi cântărit.

Dacă aerul are masă, atunci trebuie să exercite presiune asupra Pământului și a tot ce se află pe el. Într-adevăr, oamenii de știință au calculat că aerul din atmosfera Pământului exercită o presiune de 15 tone asupra unei persoane (ca trei camioane), dar o persoană nu simte acest lucru, deoarece corpul uman conține o cantitate suficientă de aer care exercită aceeași presiune. . Presiunea din interior și din exterior este echilibrată, astfel încât persoana nu simte nimic.

Aflați ce se întâmplă cu aerul când este încălzit și răcit. Pentru a face acest lucru, să efectuăm un experiment: să încălzim un balon cu un tub de sticlă introdus în el cu căldura mâinilor noastre și să vedem că bule de aer ies din tub în apă. Acest lucru se datorează faptului că aerul din bec se extinde atunci când este încălzit. Dacă acoperim balonul cu o cârpă înmuiată în apă rece, vom vedea că apa din pahar se ridică pe tub, deoarece aerul este comprimat în timpul răcirii.

Orez. 7. Proprietățile aerului în timpul încălzirii și răcirii ()

Pentru a afla mai multe despre proprietățile aerului, vom face un alt experiment: vom fixa două baloane pe un tub trepied. Sunt echilibrate.

Orez. 8. Experienta in determinarea miscarii aerului

Dar dacă un balon este încălzit, acesta se va ridica deasupra celuilalt, deoarece aerul cald este mai ușor decât aerul rece și se ridică. Dacă fixați benzi de hârtie subțire, ușoară, peste un balon cu aer fierbinte, veți vedea cum flutură și se ridică, arătând mișcarea aerului încălzit.

Orez. 9. Aerul cald se ridică

Omul a folosit cunoștințele despre această proprietate a aerului pentru a crea o aeronavă - un balon. O sferă mare plină cu aer încălzit se ridică sus în cer și este capabilă să susțină greutatea mai multor oameni.

Rareori ne gândim la asta, dar folosim proprietățile aerului în fiecare zi: o haină, pălărie sau mănuși nu se încălzesc de la sine - aerul din fibrele țesăturii nu conduce bine căldura, prin urmare, cu cât fibrele sunt mai pufoase, conțin mai mult aer, ceea ce înseamnă cu cât lucrul este mai cald, realizat din această țesătură.

Compresibilitatea și elasticitatea aerului sunt utilizate în produsele gonflabile (saltele gonflabile, mingi) și anvelopele cu diferite mecanisme (mașini, biciclete).

Orez. 14. Roata de bicicleta ()

Aerul comprimat poate opri chiar și un tren la viteză maximă. Frânele pneumatice sunt instalate în autobuze, troleibuze, trenuri de metrou. Aerul furnizează sunetul instrumentelor de vânt, percuție, tastatură și suflat. Când bateristul lovește pielea strâns întinsă a tobei cu bastoanele sale, aceasta vibrează și aerul din interiorul tobei produce sunet. Spitalele au instalat dispozitive de ventilație pulmonară: dacă o persoană nu poate respira singură, este conectată la un astfel de dispozitiv, care furnizează aer comprimat îmbogățit cu oxigen printr-un tub special în plămâni. Aerul comprimat este folosit peste tot: în tipărire, construcții, reparații etc.