الهواء وليس الكثير من الوزن. هل الهواء له وزن؟ أي هواء هو أثقل
مؤتمر المدينة العلمي والعملي
"كوكب المثقفة"
هل الهواء له وزن؟
العالم
4 صف "أ" مدرسة MBOU الثانوية رقم 14
مشرف:
دزيرجينسك
2013
2. تنظيف الهواء.
3. الهواء له وزن.
4. إجراء التجارب.
مقدمة
كوكبنا كله يكتنفه حجاب شفاف - الهواء. نحن لا نراه ، لا نشعر به. ولكن إذا اختفى فجأة ، فإن الماء وجميع السوائل الأخرى سوف تغلي على الفور على الأرض ، وستحرق أشعة الشمس كل الكائنات الحية.
يمكن لأي شخص أن يظل بدون طعام لمدة خمسة أسابيع ، وبدون ماء لمدة خمسة أيام ، وبدون هواء لمدة أقصاها خمس دقائق. يحتاج الإنسان والحيوان والنبات إلى الهواء للتنفس ، وبالتالي للعيش. وماذا عن الريح؟ إنها حركة جوية! بدون ريح ، ستكون الغيوم دائمًا فوق البحر أو النهر. هذا يعني أن المطر بدون رياح يمكن أن يسقط فقط على الماء. تحت تأثير الهواء والماء ، تحدث العمليات الجيولوجية على سطح الأرض ، ويتشكل الطقس والمناخ. من خلال حرق الوقود (والأكسجين ، وهو أحد مكونات الهواء ، يجب أن يشارك بالضرورة في ذلك) ، يتلقى الناس الحرارة منذ فترة طويلة ، وهو أمر ضروري في كل من الحياة اليومية وفي الإنتاج.
الهواء هو أهم مصدر للمواد الخام الكيميائية. قبل قرنين من الزمان فقط ، تعلم العلماء أن الهواء عبارة عن مزيج من العديد من الغازات ، وخاصة الأكسجين والنيتروجين والأرجون وثاني أكسيد الكربون. نظرًا لإلحاح هذه المشكلة ، فقد حددنا ما يلي الغرض من الدراسة:تحديد ما إذا كان للهواء وزن؟
أهداف البحث:
مراجعة أفضل الممارسات في علم الهواء ؛
تحديد خصائص الهواء.
إجراء تجربة لتحديد وزن الهواء ؛
ليستنتج.
1. أهمية الهواء للإنسان.
بالنسبة للإنسان ، تعتبر درجة الحرارة والرطوبة وحركة الهواء ذات أهمية كبيرة. على سبيل المثال ، إذا كنت ترتدي ملابس خفيفة وتقوم بعمل بسيط ، فإن أفضل درجة حرارة للهواء هي 18-20 درجة مئوية. صقيع شديد. يشعر الناس بالراحة عندما تكون رطوبة الهواء 40-60 بالمائة. عادة ما يتم تحمل الهواء الجاف جيدًا ، ولرطوبة الهواء المرتفعة تأثير غير موات: في درجات الحرارة المرتفعة ، يسخن الجسم أكثر من اللازم ، وفي درجات الحرارة المنخفضة ، يصبح شديد البرودة.
2. تنظيف الهواء.
تتزايد كمية ثاني أكسيد الكربون والمركبات الكيميائية التي تنبعث من المؤسسات الصناعية والسيارات في الهواء.
هناك حركة واسعة النطاق في العالم للدفاع عن الطبيعة. لقد أصدرنا قوانين ونطور قوانين جديدة ، بموجبها يكون رؤساء الشركات مسؤولين عن تنظيف الغازات وتحييدها قبل إطلاقها في الغلاف الجوي.
تلعب النباتات ، رئتا الكوكب ، دورًا كبيرًا في تنقية الهواء. إنها تحبس الغبار والسخام وتمتص ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين. من بين المرشحات الطبيعية الأخرى ، يعتبر الحور وعباد الشمس الأفضل في تنقية الهواء من التلوث. أظهرت الدراسات أنه على الطرق السريعة المزدحمة ، حيث تم زرع أشجار الحور الهرمية وامتدت حقول عباد الشمس ، ظل الهواء نظيفًا.
3. الهواء له وزن.
الهواء له وزن. في زجاجة لتر ، على سبيل المثال ، يوجد أكثر من جرام واحد من الهواء. مع وزنه ، يضغط الهواء علينا وعلى كل الأشياء من حولنا. إذا قمت ، على سبيل المثال ، بضخ الهواء من علبة من الصفيح ، فسوف تتسطح.
عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط جوي عادي ، تبلغ كتلة الهواء بحجم 1 م 3 1.29 كجم.
4. إجراء التجارب.
يمكن أن تثبت التجربة أن الهواء له وزن. في منتصف عصا يبلغ طولها ستين سنتيمترا ، سنقوي الحبل ، وسنربط بالونين متطابقين بكلا طرفيه. دعنا نعلق العصا من الخيط ونرى أنها معلقة أفقيًا. إذا قمت الآن بثقب أحد البالونات المنفوخة بإبرة ، فسيخرج الهواء منها ، وسترتفع نهاية العصا التي تم ربطها بها. إذا اخترقت الكرة الثانية ، فستتخذ العصا مرة أخرى وضعًا أفقيًا.
يحدث هذا لأن الهواء في البالون المنفوخ يكون أكثر كثافة ، وبالتالي أثقل من الهواء المحيط به.
تجربة أخرى:
أحضر زجاجة بلاستيكية شفافة فارغة. ستظهر هذه التجربة ما إذا كانت فارغة كما تبدو. اغمس الزجاجة في حوض الماء حتى تبدأ بالملء. انظر ماذا يحدث للمياه. تستطيع أن ترى فقاعات تخرج من العنق. إنه الماء الذي يزيح الهواء من الزجاجة. معظم الأشياء التي تبدو فارغة مليئة بالهواء.
اشعر بالجو
هل يوجد هواء بالجوار؟ من السهل جدًا معرفة ذلك. لوح بقطعة من الورق المقوى أمام وجهك. سيجعل الورق المقوى الهواء يتحرك وستشعر به على وجهك.
سباق الورق.
يمكن للهواء تحريك الأشياء. نقترح ترتيب مثل هذه اللعبة: سيحتاج كل لاعب إلى قطعة من الورق المقوى وورقة. يجب ثني جانب واحد من الورقة. بدلاً من الانتهاء من الشريط ، قم بمد الخيط. الآن ، عند الأمر ، قم بتلويح الكراتين خلف الأوراق ، وسيحركها الهواء للأمام.
صحيفة ثقيلة.
خذ نصف قطعة من الجريدة وانشرها على المنضدة. ضع مسطرة تحت الجريدة بحيث تبرز نهايتها خارج حافة الطاولة. انقر فوق المسطرة وحاول تمزيقها من على الطاولة.
اتضح أن هذا ليس بالأمر السهل ، لأن ضغط الهواء يضغط على الصحيفة على الطاولة.
حزمة بالارض.
للتجربة ، خذ كيس عصير صغير به فتحة للأنبوب. أخرج العصير من الكيس من خلال شفاط. استمر في سحب الهواء من خلاله. انظر ماذا سيحدث. عندما يغادر جزء من الهواء الكيس ، يضغط الهواء الخارجي على جدرانه. أخرج القشة وانظر إلى الكيس.
تشققت الجدران مرة أخرى ، لأن الهواء دخل الكيس وتقويمه. انظر ماذا يحدث للكيس إذا قمت بنفخ المزيد من الهواء فيه.
وهكذا أثبتنا أن الهواء له وزن.
خاتمة.
يعتمد مقدار وزن الهواء على وقت ومكان وزنه. وزن الهواء فوق مستوى أفقي هو الضغط الجوي. مثل كل الأشياء من حولنا ، فإن الهواء أيضًا عرضة للجاذبية. هذا ما يعطي الهواء وزنًا يساوي 1 كجم لكل سنتيمتر مربع. تبلغ كثافة الهواء حوالي 1.2 كجم / م 3 ، أي أن مكعب جانبه 1 م ، مملوء بالهواء ، يزن 1.2 كجم.
يمتد عمود الهواء الذي يرتفع عموديًا فوق الأرض لعدة مئات من الكيلومترات. هذا يعني أن عمودًا من الهواء يزن حوالي 250 كجم يضغط على شخص يقف بشكل مستقيم ، على رأسه وكتفيه ، تبلغ مساحته حوالي 250 سم 2!
على فكرة...
في الحياة اليومية ، عندما نزن شيئًا ما ، نقوم به في الهواء ، وبالتالي نتجاهل وزنه ، لأن وزن الهواء في الهواء يساوي صفرًا. على سبيل المثال ، إذا قمنا بوزن قارورة زجاجية فارغة ، فسوف نعتبر أن النتيجة التي تم الحصول عليها هي وزن القارورة ، مع تجاهل حقيقة أنها مليئة بالهواء. ولكن إذا تم إغلاق القارورة بإحكام وضخ كل الهواء منها ، فسنحصل على نتيجة مختلفة تمامًا ...
فهرس
1. "الإيكولوجيا والبيئة والإنسان"
2. موسوعة "العالم من حولنا"
3. الموقع http: // ***** /
كم يزن الهواء وهل يزن على الإطلاق؟ نحن نعيش في الهواء محاطين به ولا نشعر بثقله. قد يبدو أنه عديم الوزن. في الواقع ، الهواء له حجم وكتلة. ونشعر به عندما تهب الرياح - تحني الريح الأشجار على الأرض ، وتمزق القبعات من الرؤوس.
هل الهواء له وزن؟
الهواء له وزن! هناك طريقة سهلة للتأكد.
خذ 2 بالون وعصا مستقيمة. اربط الكرات من أطراف مختلفة من العصا (يجب أن يكون طول الخيوط متماثلًا). الآن اربط حبلًا في منتصف العصا تمامًا. إذا تم كل شيء بشكل صحيح ، ثم إمساك الحبل ، ستكون العصا في وضع أفقي - لقد ظهر نوع من المقاييس. الآن خذ واحدة من البالونات ونفخها أكثر. ماذا سيحدث؟ سيكون جانب العصا مع البالون الذي نفخته للتو أقل لأن البالون الآن به هواء أكثر ويزن أكثر.
لكن قد ينشأ سؤال عادل - لماذا يزن البالون المملوء بالهواء والمُحاط بالهواء من الخارج أكثر؟ الجواب يكمن في الكثافة.
في السائل ، كل شيء له كثافة أكبر من البيئة سوف يغرق. عندما أضفت الهواء إلى البالون ، زادت كثافته الكلية ، لأن الهواء داخل البالون أقل من ب حولضغط أكبر من الخارج. المزيد من الضغط يعني المزيد من الكثافة ، وبالتالي فإن الهواء الثقيل داخل البالون يفوق البالون بهواء أقل.
كم وزن الهواء؟
على سطح الأرض ، يزن حوالي متر مكعب من الهواء 1.25 كجم(بيانات الهواء الجاف).
على الرغم من أننا لا نشعر بالهواء من حولنا ، إلا أن الهواء ليس شيئًا. الهواء خليط من الغازات: النيتروجين والأكسجين وغيرها. والغازات ، مثل المواد الأخرى ، تتكون من جزيئات ، وبالتالي لها وزن ، وإن كان صغيرًا.
يمكن أن تثبت التجربة أن الهواء له وزن. في منتصف عصا يبلغ طولها ستين سنتيمترا ، سنقوي الحبل ، وسنربط بالونين متطابقين بكلا طرفيه. دعنا نعلق العصا من الخيط ونرى أنها معلقة أفقيًا. إذا قمت الآن بثقب أحد البالونات المنفوخة بإبرة ، فسيخرج الهواء منها ، وسترتفع نهاية العصا التي تم ربطها بها. إذا اخترقت الكرة الثانية ، فستتخذ العصا مرة أخرى وضعًا أفقيًا.
هذا بسبب الهواء في البالون المنتفخ أكثر كثافة، مما يعنى أثقلمن الذي حوله.
يعتمد مقدار وزن الهواء على وقت ومكان وزنه. وزن الهواء فوق مستوى أفقي هو الضغط الجوي. مثل كل الأشياء من حولنا ، فإن الهواء أيضًا عرضة للجاذبية. هذا ما يعطي الهواء وزنًا يساوي 1 كجم لكل سنتيمتر مربع. تبلغ كثافة الهواء حوالي 1.2 كجم / م 3 ، أي أن مكعب جانبه 1 م ، مملوء بالهواء ، يزن 1.2 كجم.
يمتد عمود الهواء الذي يرتفع عموديًا فوق الأرض لعدة مئات من الكيلومترات. هذا يعني أن عمودًا من الهواء يزن حوالي 250 كجم يضغط على شخص يقف بشكل مستقيم ، على رأسه وكتفيه ، تبلغ مساحته حوالي 250 سم 2!
لن نكون قادرين على تحمل مثل هذا الوزن إذا لم نواجه نفس الضغط داخل أجسامنا. ستساعدنا التجربة التالية على فهم هذا. إذا قمت بمد ورقة بكلتا يديك وضغط أحدهم بإصبعه من جانب واحد ، فستكون النتيجة واحدة - ثقب في الورقة. لكن إذا ضغطت بإصبعين سبابتين في نفس المكان ، ولكن من جوانب مختلفة ، فلن يحدث شيء. الضغط على كلا الجانبين سيكون هو نفسه. يحدث الشيء نفسه مع ضغط عمود الهواء والضغط المضاد داخل أجسامنا: إنهما متساويان.
الهواء له وزن ويضغط على أجسامنا من جميع الجهات.
لكنه لا يستطيع سحقنا ، لأن الضغط المضاد للجسم يساوي الضغط الخارجي.
توضح التجربة البسيطة الموضحة أعلاه ذلك:
إذا ضغطت بإصبعك على ورقة من جانب واحد ، فسوف تتمزق ؛
ولكن إذا ضغطت عليه من الجانبين فلن يحدث هذا.
على فكرة...
في الحياة اليومية ، عندما نزن شيئًا ما ، نقوم به في الهواء ، وبالتالي نتجاهل وزنه ، لأن وزن الهواء في الهواء يساوي صفرًا. على سبيل المثال ، إذا قمنا بوزن قارورة زجاجية فارغة ، فسوف نعتبر أن النتيجة التي تم الحصول عليها هي وزن القارورة ، مع تجاهل حقيقة أنها مليئة بالهواء. ولكن إذا تم إغلاق القارورة بإحكام وضخ كل الهواء منها ، فسنحصل على نتيجة مختلفة تمامًا ...
سفيتلانا تشيبيشيفا
رقم الخبرة 1. "أين يختبئ الهواء؟"
ادوات:أكياس السيلوفان ، المسواك.
قل لي ، هل يمكنك رؤية الهواء من حولنا؟ (لا ، لا نرى)
إذن ما هو الهواء؟ (غير مرئى).
دعنا نلتقط بعض الهواء.
خذ الأكياس البلاستيكية من على الطاولة وحاول التقاط الهواء.
نشمر عن الحزم.
ماذا حدث للحزم؟ (انتفخوا ، اتخذوا شكلًا)
حاول الضغط على العبوة. لماذا لا تعمل؟ (يوجد هواء بالداخل)
أين يمكن استخدام خاصية الهواء هذه؟ (مرتبة قابلة للنفخ ، عوامة نجاة).
لنستنتج: الهواء ليس له شكل ، فهو يأخذ شكل الجسم الذي يدخل فيه.
انظر الآن إلى يدك من خلال الحقيبة. هل ترى يد؟ (نحن نرى).
إذن ما هو الهواء؟ (إنه شفاف ، عديم اللون ، غير مرئي).
دعنا نتحقق ، هل يوجد هواء بالداخل حقًا؟
خذ عصا حادة وثقب الحقيبة بعناية. اجلبه إلى وجهك واضغط عليه بيديك.
ما هو شعورك؟ (همسة).
هذه هي الطريقة التي يخرج بها الهواء. نحن لا نراه ، لكننا نشعر به.
ما الذي يمكن استنتاجه الآن؟ لا يمكن رؤية الهواء ، ولكن يمكن الشعور به.
انتاج: الهواء شفاف ، غير مرئي ، عديم اللون ، بدون شكل.
رقم الخبرة 2. "كيف ترى الهواء؟"
ادوات:قش كوكتيل ، أكواب مع الماء.
انفخ في الأنبوب على راحة يدك.
ماذا شعرت راحة اليد؟ (حركة الهواء - نسيم).
نتنفس الهواء عن طريق الفم أو الأنف ، ثم نزفره.
هل يمكننا رؤية الهواء الذي نتنفسه؟
لنجرب. اغمر الأنبوب في كوب من الماء وانفخ.
ظهرت الفقاعات على الماء.
من أين أتت الفقاعات؟ (هذا هو الهواء الذي نزفره).
أين تطفو الفقاعات - ترتفع أو تغرق إلى القاع؟
(ترتفع فقاعات الهواء).
لأن الهواء خفيف فهو أخف من الماء. عندما يخرج كل الهواء ، لن تكون هناك فقاعات.
انتاج: الهواء أخف من الماء.
رقم الخبرة 3. "الهواء غير مرئي"
ادوات:وعاء شفاف كبير به ماء زجاج ومنديل.
في الجزء السفلي من الزجاج تحتاج إلى إصلاح منديل ورقي. اقلب الزجاج رأسًا على عقب وانزله ببطء في وعاء من الماء.
لفت انتباه الأطفال إلى حقيقة أن الزجاج يجب أن يمسك بشكل متساوٍ للغاية. أخرجوا الكوب من الماء ولمسوا المنديل ، فكان جافًا.
ماذا يحدث؟ هل يدخل الماء في الزجاج؟ لما لا؟
هذا يثبت وجود هواء في الزجاج ، مما يحفظ الماء خارج الزجاج. وبما أنه لا يوجد ماء ، فهذا يعني أنها لا تستطيع تبليل المنديل.
الأطفال مدعوون لخفض الكوب في جرة الماء مرة أخرى ، لكنهم الآن مدعوون لإمساك الزجاج ليس بشكل مستقيم ، ولكن مائل قليلاً.
ماذا يظهر في الماء؟ (فقاعات هواء مرئية).
من أين أتوا؟ يترك الهواء الكوب ويأخذ الماء مكانه.
انتاج: الهواء شفاف وغير مرئي.
الخبرة رقم 4. "حركة الهواء"
ادوات:مراوح مصنوعة من ورق ملون مسبقًا.
يا رفاق ، هل يمكننا أن نشعر بحركة الهواء؟ ماذا عن الرؤية؟
عند المشي ، غالبًا ما نلاحظ حركة الهواء. (الأشجار تتأرجح ، السحب تجري ، يدور القرص الدوار ، البخار من الفم).
هل يمكن أن نشعر بحركة الهواء في الغرفة؟ كيف؟ (المعجب).
لا يمكننا رؤية الهواء ، لكن يمكننا الشعور به.
خذ المشجعين ولوح لهم في وجههم.
ما هو شعورك؟ (اشعر بالهواء يتحرك).
انتاج: الهواء يتحرك.
رقم الخبرة 5. "هل الهواء له وزن؟"
ادوات:بالونان منفوخان بالتساوي ، عود أسنان ، قشور ( يمكن استبداله بعصا طولها حوالي 60 سم. اربط حبلًا في المنتصف ، واربط بالونات في النهايات).
ادعُ الأطفال للتفكير فيما سيحدث إذا اخترقت أحد البالونات بأداة حادة.
كزة إحدى البالونات المنفوخة بعود أسنان.
سيخرج الهواء من البالون ، وسترتفع النهاية التي يقيد بها. لماذا ا؟ (أصبح البالون بدون هواء أفتح).
ماذا يحدث عندما نثقب الكرة الثانية أيضًا؟
كزة كرة ثانية بعود أسنان.
سوف تستعيد رصيدك. تزن البالونات بدون هواء نفس وزن البالونات المنتفخة.
انتاج: الهواء له وزن.
عندما نريد التأكيد على خفة ، "انعدام الوزن" تقريبًا لشيء ما ، فإننا عادة ما نقول "هواء" ، وبالتالي التأكيد على أن الهواء يبدو لنا وكأنه شيء بلا وزن. لقد كان الناس متأكدين من هذا لعدة قرون ، وقد تعززت الثقة بسلطة عالم محترم مثل أرسطو. تساءل هذا الفيلسوف اليوناني القديم العظيم ذات مرة عما إذا كان للهواء وزن. كما يليق بالعالم ، قرر اختبار ذلك في تجربة. على أحد جانبي الميزان ، وضع جلدًا جلديًا منتفخًا بالهواء ، على الجانب الآخر - نفس الجلد تمامًا ، فارغ فقط. المقاييس متوازنة ، لذلك لا يزن الهواء شيئًا!
دعونا لا نحكم بدقة: في ذلك الوقت ، كانت الفيزياء في مهدها فقط ، ولم يستطع أرسطو ، مثل أي رائد ، تجنب الأخطاء. لفهم خطأ العالم العظيم ، دعونا نتذكر المعنى الدقيق لكلمة "وزن": القوة التي يعمل بها الجسم على دعامة أو تعليق. ما نسميه الوزن في الحياة اليومية ونقيسه بالكيلوجرام هو الكتلة ، خاصية الأجسام لتغيير سرعتها عند تطبيق القوة عليها. لا داعي للخلط بين هذه المفاهيم: في انعدام الوزن ، تفقد الأجسام الوزن ، وليس الكتلة ، بحيث تتدلى الخزانة في الهواء في سفينة الفضاء ، ولكن لن يكون نقلها من مكانها أسهل من نقلها على الأرض. إذن ، هو الوزن الذي يتم قياسه بمساعدة المقاييس ، لكن هذا الوزن يتوافق مع كتلة معينة ، ولأنها كتلة تهمنا ، من أجل البساطة ، فإننا نتحدث عن الجرامات والكيلوجرامات ، وليس عن نيوتن ، حيث تُقاس القوة ، لكن تُقاس - هذه هي بالضبط القوة ، إنها بالضبط القوة التي ظهر بها الخطأ. عندما تم نفخ الجلد الجلدي ، زاد حجمه ، وبالتالي ، تغيرت قوة الطفو للهواء المحيط الذي يعمل عليه (قانون أرخميدس ، الذي لم يكن قد تم اكتشافه في وقت أرسطو) ، لذلك كانت المقاييس متوازنة.
ذهب G.Galileo في الاتجاه الآخر. لم يزن كيسًا ، بل يزن كرة نحاسية مجوفة لا يمكنها تغيير حجمها. قام الباحث بوضعه على الميزان ، ثم قام بضخ الهواء من البالون. و ماذا؟ أصبحت الكرة أخف وزنا! وهذا يعني أن الهواء "عديم الوزن" يزن!
في ذلك الوقت ، يمكن أن يبدو مثل هذا البيان جريئًا للغاية (ليس من المزاح - أن يجادل أرسطو نفسه ، الذي تم "تقديس" وجهات نظره من قبل سلطة الكنيسة الكاثوليكية!) ، لكننا الآن نفهم أن هذا أمر منطقي. من أجل أن يكون للجسم وزن (أي للعمل على دعامة) ، في جوهره ، هناك حاجة إلى القليل - حتى تعمل جاذبية الأرض عليه. يعمل على الهواء. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فلن يتبقى لنا غلاف جوي ، وستتطاير كل ذرات الغازات التي يتكون منها في الفضاء الخارجي ، وبالتالي ، فإن للهواء أيضًا وزنًا يعمل على سطح الأرض وكل ما هو موجود هو - هي. هذا الوزن صغير حقًا - كشتبان من الماء ، على سبيل المثال ، يزن أكثر من لتر من الهواء ، لكن ... هناك الكثير منه! إذا أخذنا الهواء من سطح الأرض إلى الجزء العلوي من الغلاف الجوي على مساحة سنتيمتر مربع واحد ، فسيكون هذا الوزن المقابل للكيلوغرام الواحد. تبلغ مساحة راحة اليد حوالي 70 سم مربعًا ، لذلك فإن الهواء يؤثر عليها كما لو كنا نحمل شيئًا يزن 70 كجم في راحة يدنا! وعلى جسم الإنسان ككل ، يعمل الهواء بقوة تساوي 15 طنًا ، هذه ثلاث شاحنات بوزن خمسة أطنان!
لكننا لا نشعر بهذا الثقل لسبب واحد بسيط: يوجد أيضًا هواء داخل أجسامنا ، ويعمل بنفس القوة ، موازنةً وزن الهواء بالخارج. لا يمكن أن يكون الأمر غير ذلك ، لأن جنسنا البيولوجي نشأ على هذا الكوكب ، في ظروف هذا الغلاف الجوي. لكن جو كوكب الزهرة ، على سبيل المثال ، سوف يسحقنا في أي وقت من الأوقات!