Particelle d'aria durante il raffreddamento. Composizione e struttura dell'atmosfera

1. Da solo o con l'aiuto di un libro di testo, etichetta sul diagramma quali sostanze gassose sono presenti nell'aria.

Segna con matite di diversi colori (a tua scelta) quali gas assorbono gli esseri viventi e quali emettono durante la respirazione.
Decifrare i simboli che hai usato:

2. Sulla base dei risultati della ricerca, compila la tabella.

3. Utilizzare un diagramma schematico per mostrare come si dispongono le particelle d'aria quando vengono riscaldate e raffreddate. (Indicare le particelle d'aria con cerchi.)

Wise Turtle e completa i suoi compiti.

L'aria è la protettrice degli esseri viventi

Le piante erbacee che svernano sotto la neve non si congelano perché contengono molta aria. Grazie all'aria, la neve fredda funge da calda “coperta” per le piante.
Entro l'inverno, la pelliccia degli animali diventa più spessa e le piume degli uccelli diventano più spesse. Tra il pelo folto e le piume viene trattenuta più aria e l'animale è più caldo in inverno.

1) Questi fatti sono spiegati da un'altra proprietà dell'aria, di cui non abbiamo ancora parlato. Pensa a cos'è questa proprietà: l'aria non conduce bene il calore.
2) Fornisci un esempio che dimostri che questa proprietà dell'aria è importante non solo per le piante e gli animali, ma anche per l'uomo - c’è aria tra il corpo e i vestiti di una persona e nei vestiti stessi, quindi i vestiti trattengono il calore del nostro corpo

controllati.

5. Crea e disegna un poster "Prenditi cura dell'aria!" su un foglio di carta separato.
Guarda cosa hanno disegnato i tuoi amici. Se hai idee su come puoi aiutare a proteggere l’aria, discutile e mettilo in pratica.

6. Secondo le istruzioni del libro di testo, scopri e scrivi cosa si sta facendo nella tua città per proteggere l'aria.

Nella nostra città, per proteggere l'aria, le imprese installano filtri sui tubi e vengono piantati alberi nei parchi e nelle foreste. In città si stanno costruendo anche nuovi svincoli di trasporto per eliminare gli ingorghi.

L'aria e la sua protezione

Ariaè una miscela di gas. La composizione dell'aria comprende: ossigeno, azoto, anidride carbonica. La maggior parte dell'aria contiene azoto.

Proprietà dell'aria

1. L'aria è trasparente
2. L'aria è incolore
3. L'aria pulita non ha odore

Cosa succede all'aria quando viene riscaldata e raffreddata?
Quando riscaldata, l'aria si espande.
Quando l'aria si raffredda, si comprime.

Perché l'aria si espande quando viene riscaldata e si contrae quando viene raffreddata?
L'aria è costituita da particelle con spazi tra di loro. Le particelle sono in costante movimento e spesso si scontrano. Quando l'aria si riscalda, iniziano a muoversi più velocemente e si scontrano più forte. Per questo motivo rimbalzano a distanze maggiori l'uno dall'altro. Gli spazi tra loro aumentano e l'aria si espande. Quando l'aria si raffredda, accade il contrario.

Indovina un indovinello.
Passa attraverso il naso nel petto
E il ritorno è in arrivo.
È invisibile eppure
Non possiamo vivere senza di lui.
Risposta: Aria

Scrivi la tua risposta. Cosa respiriamo?
Risposta: respiriamo aria

Guarda le IMMAGINI. Dove sarà l’aria più pulita? Compila il cerchio sotto questa immagine.

Annotare le proprietà dell'aria pulita.
L'aria è trasparente, non ha colore e non ha odore.

L'aria può tenerti caldo.
L'abbigliamento non ti tiene caldo di per sé, ma perché impedisce al tuo corpo di perdere calore. L'abbigliamento è una buona trappola per l'aria. Il calore del tuo corpo non può penetrare attraverso quello intrappolato, poiché è così è un isolante. Anche gli indumenti invernali spessi intrappolano molta aria. Gli indumenti di lana sono molto caldi perché tra la lana rimane intrappolata molta aria. Gli uccelli in inverno cercano di arruffare le piume per assorbire quanta più aria possibile tra le piume. L'aria tra i doppi vetri funge anche da isolamento termico. La neve è un buon isolante perché intrappola l'aria. I viaggiatori sorpresi da una tempesta di neve scavano rifugi nella neve per scaldarsi.

Rispondere alle domande.
Cosa c'è tra le finestre di vetro? Risposta: Aria
Sotto quale neve le piante sono più calde: soffici o calpestate? Risposta: le piante sono più calde sotto la neve soffice.

Gli esseri umani e gli altri esseri viventi hanno bisogno di aria pulita per respirare. Ma in molti posti, soprattutto nelle grandi città, è inquinato. Alcune fabbriche e stabilimenti emettono gas tossici, fuliggine e polvere dai loro camini. Le automobili emettono gas di scarico che contengono molte sostanze nocive.
L’inquinamento atmosferico minaccia la salute umana e tutta la vita sulla Terra!
Al giorno d'oggi, molte industrie hanno stabilito il controllo sul livello di sostanze tossiche. Grazie a queste misure l’aria rimane sufficientemente pulita e sicura per la vita. Oggi le fabbriche vengono costruite il più lontano possibile dalla città. Gli scienziati stanno aiutando l’industria a trovare soluzioni all’inquinamento atmosferico. Ad esempio, hanno sviluppato un tubo di scarico per auto che filtra efficacemente i gas di scarico. Hanno creato nuove auto: auto elettriche che non inquinano l'aria.
Sono state create apposite stazioni in diversi luoghi; monitorano la pulizia dell'aria nelle grandi città, misurando ogni giorno la pulizia dell'aria, forniscono informazioni e monitorano la situazione.

L'aria ha un'altra proprietà interessante: conduce male il calore. Molte piante che svernano sotto la neve non congelano perché c'è molta aria tra le particelle di neve fredda e il cumulo di neve assomiglia a una calda coperta che copre gli steli e le radici delle piante. In autunno fanno la muta lo scoiattolo, la lepre, il lupo, la volpe e altri animali. La pelliccia invernale è più spessa e rigogliosa della pelliccia estiva. Tra i folti peli viene trattenuta più aria e gli animali nella foresta innevata non hanno paura del gelo.

(L'insegnante scrive alla lavagna.)

L’aria è un cattivo conduttore di calore.

Quindi, quali proprietà ha l’aria?

V. Minuto di educazione fisica

VI. Consolidare il materiale appreso Completare i compiti nella cartella di lavoro

N. 1 (pag. 18).

- Leggi il compito. Esaminare il disegno e l'etichetta sul diagramma quali sostanze gassose fanno parte dell'aria (autotest con il diagramma nel libro di testo a pag. 46.)

N. 2 (pag. 19).

Leggi il compito. Annotare le proprietà dell'aria. (Una volta completata l'attività, viene eseguito un autotest con appunti sulla lavagna.)

N. 3 (pag. 19).

- Leggi il compito. Quali proprietà dell'aria devono essere prese in considerazione per completare correttamente l'attività? (Quando l'aria viene riscaldata, si espande; quando viene raffreddata, si contrae.)

Come spiegare che l'aria si espande quando viene riscaldata? Cosa succede alle particelle che lo compongono? (Le particelle iniziano a muoversi più velocemente e gli spazi tra loro aumentano.)

Nel primo rettangolo, disegna come sono disposte le particelle d'aria quando riscaldate.

Come spiegare che l'aria si comprime quando viene raffreddata? Cosa succede alle particelle che lo compongono? (Le particelle iniziano a muoversi più lentamente e gli spazi tra loro diventano più piccoli.)

- Disegna nel secondo rettangolo come sono disposte le particelle d'aria mentre si raffreddano.

N. 4 (pag. 19).

- Leggi il compito. Quale proprietà dell'aria spiega questo fenomeno? (L’aria è un cattivo conduttore di calore.)

VII. Riflessione

Lavoro di gruppo

Leggi il primo compito nel libro di testo a pag. 48. Prova a spiegare le proprietà dell'aria.

Leggi il secondo compito a pag. 48. Segui fino in fondo.

Cosa inquina l'aria? (Imprese industriali, trasporti.)

Conversazione

C'è una fabbrica non lontano da casa mia. Dalle mie finestre vedo un alto camino in mattoni. Da esso si riversano giorno e notte spesse nuvole nere di fumo, che fanno sì che l'orizzonte si nasconda per sempre dietro una cortina spessa e sierosa. A volte sembra che si tratti di un accanito fumatore che fuma la città con la sua inestinguibile pipa Gulliver. Tutti tossiamo, starnutiamo, alcuni addirittura devono essere ricoverati in ospedale. E almeno per il “fumatore”: solo boccata e boccata, boccata e boccata.

I bambini piangono: fabbrica schifosa! Gli adulti sono arrabbiati: chiudetela subito!

E tutti sentono in risposta: quanto è così "cattivo"?! Come “chiudere” così?! La nostra fabbrica produce beni per le persone. E, sfortunatamente, non c'è fumo senza fuoco. Se spegniamo le fiamme delle fornaci, la fabbrica si fermerà e non ci saranno più merci.

Una mattina mi sono svegliato, ho guardato fuori dalla finestra: non c'era fumo! Il gigante ha smesso di fumare, la fabbrica è a posto, il camino sporge ancora, ma non c'è fumo. Mi chiedo per quanto tempo? Però capisco: domani non c'è fumo, e dopodomani, e dopodomani... Davvero la fabbrica è stata chiusa del tutto?

Dov'è finito il fumo? Loro stessi hanno detto che non c'è fumo senza fuoco.

Divenne presto chiaro: finalmente hanno ascoltato le nostre infinite lamentele: hanno attaccato dei separatori di fumo al camino della fabbrica, una trappola per il fumo che impedisce alle particelle di fuliggine di volare fuori dal camino.

Ed ecco cosa è interessante. Sembrerebbe che nessuno ne avesse bisogno e anche il fumo dannoso fosse costretto a compiere una buona azione. Ora (o meglio, la fuliggine) viene raccolta con cura qui e inviata a una fabbrica di plastica. Chissà, forse questo mio pennarello è fatto con la stessa fuliggine catturata dalle trappole fumogene. In una parola, le trappole antifumo avvantaggiano tutti: noi, i residenti della città (non ci ammaliamo più), la fabbrica stessa (vende fuliggine e non la spreca come prima) e gli acquirenti di prodotti di plastica (compresi i pennarelli penne).

Indicare i modi per proteggere la purezza dell'aria. (Unità di purificazione dell'aria, veicoli elettrici.)

- Per pulire l’aria, le persone piantano alberi. Perché? (Le piante assorbono anidride carbonica e rilasciano ossigeno.)

Diamo un'occhiata da vicino alla foglia dell'albero. La superficie inferiore del foglio è ricoperta da una pellicola trasparente e costellata di piccolissimi fori. Si chiamano “stomi”; si vedono bene solo con una lente d'ingrandimento. Si aprono e si chiudono, raccogliendo anidride carbonica. Alla luce del sole, zucchero, amido e ossigeno si formano dall'acqua che sale dalle radici lungo gli steli delle piante e dall'anidride carbonica nelle foglie verdi.

Non per niente le piante sono chiamate “i polmoni del pianeta”.

Che aria meravigliosa nella foresta! Contiene molto ossigeno e sostanze nutritive. Dopotutto, gli alberi emettono speciali sostanze volatili: i phytoncides, che uccidono i batteri. Gli odori resinosi di abete rosso e pino, l'aroma di betulla, quercia e larice sono molto benefici per l'uomo. Ma nelle città l’aria è completamente diversa. Odora di benzina e gas di scarico, perché nelle città ci sono molte automobili, funzionano fabbriche e fabbriche, che inquinano anche l'aria. Respirare tale aria è dannoso per una persona. Per pulire l'aria piantiamo alberi e arbusti: tiglio, pioppo, lillà.

Naturalmente si verifica l'attrito con l'aria e allo stesso tempo viene rilasciata una certa quantità di calore, ma un altro processo fisico chiamato riscaldamento aerodinamico riscalda la pelle del veicolo in discesa e fa bruciare ed esplodere le palle di fuoco che volano verso il suolo.

Come è noto, un'onda d'urto si forma davanti a un corpo che si muove nel gas a velocità supersonica, una sottile regione di transizione in cui si verifica un forte e improvviso aumento della densità, della pressione e della velocità della sostanza. Naturalmente, all'aumentare della pressione del gas, si riscalda: un forte aumento della pressione porta ad un rapido aumento della temperatura. Il secondo fattore - questo è in realtà il riscaldamento aerodinamico - è la frenatura delle molecole di gas in uno strato sottile adiacente direttamente alla superficie di un oggetto in movimento: l'energia del movimento caotico delle molecole aumenta e la temperatura aumenta di nuovo. E il gas caldo riscalda il corpo supersonico stesso e il calore viene trasferito sia per conduttività termica che per radiazione. È vero, la radiazione delle molecole di gas inizia a svolgere un ruolo notevole a velocità molto elevate, ad esempio alla 2a velocità cosmica.

Non solo i progettisti di veicoli spaziali devono affrontare il problema del riscaldamento aerodinamico, ma anche gli sviluppatori di aerei supersonici, quelli che non lasciano mai l'atmosfera.

È noto che i progettisti dei primi aerei passeggeri supersonici al mondo - il Concorde e il Tu-144 - furono costretti ad abbandonare l'idea di far volare i loro aerei ad una velocità di Mach 3 (dovevano accontentarsi di "modesti "2.3). Il motivo è il riscaldamento aerodinamico. A una tale velocità, riscalderebbe le superfici degli aerei di linea a temperature tali che potrebbero già influenzare la resistenza delle strutture in alluminio. Sostituire l'alluminio con titanio o acciaio speciale (come nei progetti militari) era impossibile per ragioni economiche. A proposito, puoi leggere come i progettisti del famoso intercettore sovietico ad alta quota MiG-25 hanno risolto il problema del riscaldamento aerodinamico in

L'aria è in noi e intorno a noi; è una condizione indispensabile per la vita sulla Terra. La conoscenza delle proprietà dell'aria aiuta una persona a usarle con successo nella vita di tutti i giorni, nell'agricoltura, nell'edilizia e molto altro. In questa lezione continueremo a studiare le proprietà dell'aria, condurremo molti esperimenti entusiasmanti e conosceremo le straordinarie invenzioni dell'umanità.

Argomento: La natura inanimata

Lezione: Proprietà dell'aria

Ripetiamo le proprietà dell'aria che abbiamo appreso nelle lezioni precedenti: l'aria è trasparente, incolore, inodore e non conduce bene il calore.

In una giornata calda, il vetro della finestra è fresco al tatto, mentre il davanzale e gli oggetti appoggiati su di esso sono caldi. Ciò accade perché il vetro è un corpo trasparente che lascia passare il calore, ma non si riscalda. L'aria è inoltre trasparente, quindi lascia passare bene i raggi del sole.

Riso. 1. Il vetro della finestra conduce i raggi del sole ()

Facciamo un semplice esperimento: caliamo un bicchiere capovolto in un ampio recipiente pieno d'acqua. Sentiremo una leggera resistenza e vedremo che l'acqua non riesce a riempire il bicchiere, perché l'aria nel bicchiere non “cede” il suo posto all'acqua. Se si inclina leggermente il bicchiere senza toglierlo dall'acqua, dal bicchiere uscirà una bolla d'aria e parte dell'acqua entrerà nel bicchiere, ma anche in questa posizione del bicchiere l'acqua non riuscirà a riempirlo completamente.

Riso. 2. Dal vetro inclinato escono bolle d'aria che lasciano il posto all'acqua ()

Ciò accade perché l'aria, come qualsiasi altro corpo, occupa spazio nel mondo circostante.

Usando questa proprietà dell'aria, l'uomo ha imparato a lavorare sott'acqua senza una tuta speciale. A questo scopo è stata realizzata una campana subacquea: le persone e l'attrezzatura necessaria stanno sotto la campana, realizzata in materiale trasparente, e la campana viene calata sott'acqua tramite una gru.

L'aria sotto la cupola consente alle persone di respirare per un po', abbastanza a lungo da poter ispezionare i danni a una nave, ai supporti di un ponte o al fondo di un serbatoio.

Per dimostrare la seguente proprietà dell'aria, è necessario coprire ermeticamente il foro della pompa da bicicletta con la mano sinistra e premere il pistone con la mano destra.

Quindi, senza togliere il dito dal foro, rilasciare il pistone. Il dito con cui si chiude il foro sente che l'aria preme molto forte su di esso. Ma il pistone si muoverà con difficoltà. Ciò significa che l'aria può essere compressa. L'aria ha elasticità perché quando rilasciamo il pistone ritorna nella sua posizione originale.

I corpi elastici sono quelli che, cessata la compressione, ritornano alla forma originaria. Ad esempio, se comprimi una molla e poi la rilasci, tornerà alla sua forma originale.

Anche l'aria compressa è elastica; tende ad espandersi e a riprendere il suo posto originario.

Per dimostrare che l'aria ha massa, è necessario creare una bilancia fatta in casa. Attacca i palloncini sgonfi alle estremità del bastoncino usando del nastro adesivo. Posiziona il bastoncino lungo al centro di quello corto, in modo che le estremità si bilancino tra loro. Colleghiamoli con il filo. Attacca un bastoncino corto a due lattine con del nastro adesivo. Gonfiamo un palloncino e fissiamolo nuovamente al bastoncino con lo stesso pezzo di nastro adesivo. Installiamolo nella sua posizione originale.

Vedremo come il bastoncino si inclina verso il palloncino gonfiato, perché l'aria che riempie il palloncino lo rende più pesante. Da questo esperimento possiamo concludere che l'aria ha massa e può essere pesata.

Se l'aria ha massa, allora deve esercitare una pressione sulla Terra e su tutto ciò che si trova su di essa. Esatto, gli scienziati hanno calcolato che l'aria nell'atmosfera terrestre esercita su una persona una pressione di 15 tonnellate (come tre camion), ma una persona non lo sente, perché il corpo umano contiene una quantità sufficiente di aria, che esercita una pressione della stessa forza. La pressione interna ed esterna è equilibrata, quindi la persona non sente nulla.

Scopriamo cosa succede all'aria quando viene riscaldata e raffreddata. Per fare questo, facciamo un esperimento: riscaldiamo con il calore delle mani un pallone in cui è inserito un tubo di vetro e vediamo che dal tubo escono delle bolle d'aria nell'acqua. Ciò accade perché l'aria nel pallone si espande quando viene riscaldata. Se copriamo il pallone con un tovagliolo imbevuto di acqua fredda, vedremo che l'acqua dal vetro risale lungo il tubo, perché raffreddandosi l'aria viene compressa.

Riso. 7. Proprietà dell'aria durante il riscaldamento e il raffreddamento ()

Per saperne di più sulle proprietà dell'aria, conduciamo un altro esperimento: fissiamo due boccette a un tubo del treppiede. Sono equilibrati.

Riso. 8. Esperienza nella determinazione del movimento dell'aria

Ma se un pallone viene riscaldato, salirà più in alto dell'altro, perché l'aria calda è più leggera dell'aria fredda e sale verso l'alto. Se attacchi strisce di carta sottile e leggera su un pallone di aria calda, vedrai come svolazzano e si sollevano verso l'alto, mostrando il movimento dell'aria riscaldata.

Riso. 9. L'aria calda sale

L'uomo ha sfruttato la conoscenza di questa proprietà dell'aria per creare un aereo: una mongolfiera. Una grande sfera piena di aria riscaldata si erge in alto nel cielo e può sostenere il peso di più persone.

Ci pensiamo raramente, ma utilizziamo le proprietà dell'aria ogni giorno: un cappotto, un cappello o dei guanti non si scaldano da soli - l'aria nelle fibre del tessuto non conduce bene il calore, quindi più soffici sono le fibre, più l'aria che contengono, e quindi più calda è la cosa, realizzata con questo tessuto.

La comprimibilità e l'elasticità dell'aria vengono utilizzate nei prodotti gonfiabili (materassi gonfiabili, palloni) e pneumatici di vari meccanismi (automobili, biciclette).

Riso. 14. Ruota di bicicletta ()

L'aria compressa può fermare anche un treno a tutta velocità. I freni ad aria compressa sono installati su autobus, filobus e treni della metropolitana. L'aria fornisce il suono del vento, delle percussioni, della tastiera e degli strumenti a fiato. Quando il batterista colpisce con le bacchette la pelle tesa del tamburo, questo vibra e l'aria all'interno del tamburo produce il suono. Negli ospedali sono installati ventilatori: se una persona non riesce a respirare da sola, viene collegata a un dispositivo che fornisce aria compressa arricchita di ossigeno nei polmoni attraverso un tubo speciale. L'aria compressa viene utilizzata ovunque: nella stampa di libri, nell'edilizia, nelle riparazioni, ecc.