Воздух и его свойства

9Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение "Гимназия №37"

Авиастроительного района г. Казани

Проектная работа

по окружающему миру

на тему:

"Воздух и его свойства"

Выполнили ученицы 2А класса

Адигамова Альбина

Измайлова Виктория

Учитель Глушкова Н.Н.

Казань, 2022

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3

1.1Что такое воздух и его состав..................................................................4

1.2 История открытия воздуха……………………………………………. 5

1.3 Основные свойства воздуха……………………………………………9

1.4 Охрана воздуха………………….……………………………………...10

2. Практическая часть……………………………………………...……11

2.1 Опыт 1. Невидимый воздух вокруг нас……...……………………….11

2.2 Опыт 2. Воздух может перемещаться………………………………...12

2.3 Опыт 3. Сжимаемость и упругость воздуха …………………...…..13

2.4 Опыт 4. Спасательный жилет……………………………….…….....14

2.5 Опыт 5. Танцующая монетка.……………………………….…….... 15

2.6 Опыт 6. Воздух занимает свободное пространство.……....…….... 16

Заключение……………………………………………………………… 17

Список литературы…………………………………………………… …18

Введение

Вся наша планета Земля окутана прозрачной шубой — воздухом. Мы её обычно не замечаем. Но если она вдруг исчезнет, мы не сможем прожить даже нескольких секунд! Мгновенно закипит на Земле вода, все другие жидкости, а лучи Солнца спалят всё живое.

Воздух не мешает нам передвигаться: он расступается перед нами и сразу занимает то место, которое мы освободили. Но если двигаться в воздухе быстро, он не успевает расступиться, и его можно ощутить. Вспомните, как что-то давит на ладонь, высунутую в окно поезда.

Если земля нагревается не равномерно, то воздушные массы начинают двигаться и в том или другом уголке планеты появляется ветер. Если воздух теплый, то он поднимается вверх, а вот если воздух тяжелый и холодный, то он опускается вниз. Это влияет на климат многих районов.

Мы узнаем о постоянных и переменных составляющих воздуха, о том, как происходит восполнение кислорода в атмосфере и для чего нужны пылинки.

Цель: выяснить, что такое воздух и какими свойствами он обладает.

Задачи:

• доказать, что воздух существует;

• узнать состав воздуха;

• выяснить, какими свойствами обладает воздух;

• узнать, где используется воздух человеком;

• научиться охранять воздух.

1.1Что такое воздух и его состав

Мы часто говорим «на столе стоит пустой стакан», но на самом деле он не пустой, а наполненный воздухом.

Рис. 1. Стакан, наполненный воздухом

Воздух – это смесь газов. В состав воздуха входят азот, кислород, углекислый газ и некоторые другие газы. Постоянные составные газы воздуха – это кислород, углекислый газ и азот. Но кроме постоянных газов в воздухе могут находиться примеси, содержание которых непостоянно. Это водяные пары, микробы, частицы дыма, пыли и соли, пыльца растений.

Чтобы лучше понять количественный состав воздуха, представим, что в 100 литрах воздуха содержится 78 литров азота, 21 литр кислорода, 1 литр углекислого газа и немного других примесей.

Рис. 2 Состав воздуха

Состав воздуха постоянен, это важное условие жизни на Земле. Но ведь во всех странах мира ежегодно сжигаются миллиарды тонн топлива, выделяя в атмосферу огромное количество углекислого газа и расходуя кислород.

Воздух необходим для нормального существования на Земле живых организмов. Кислород, содержащийся в воздухе, в процессе дыхания поступает в клетки организма и используется в процессе окисления, в результате которого происходит выделение необходимой для жизни энергии.

Каждую секунду любое живое существо вдыхает воздух, насыщенный кислородом, а выдыхает воздух с большим количеством углекислого газа.

Рис. 3. Дыхание

Часто можно услышать фразу «в комнате душно», так происходит, если помещение долгое время не проветривалось и большая часть кислорода уже израсходовалась.

Но при этом состав воздуха на планете в целом остается постоянным. Это результат работы зеленых растений, которые являются главным источником пополнения запасов кислорода на Земле.

В растениях под воздействием солнечного света из углекислого газа и воды образуются питательные вещества и кислород. Чем больше зеленых растений, тем чище воздух, поэтому в лесу так легко дышится.

1.2 История открытия воздуха

До XVIII века воздух считался однокомпонентным газом, только в конце века учёные экспериментально определили его состав и доказали, что это смесь газов.

Открытие основных элементов воздуха принадлежит таким учёным, как:

• Ломоносов

• Блэк

• Шеели

• Пристли

• Лавуазье

• Рамзай

• Релей, Резерфорд

Русский учёный Ломоносов в 1750 году, на основании экспериментов установил, что воздух вступает в реакции с другими веществами и содержит газ способный окислять металлы.

Рис. 4. Михаил Васильевич Ломоносов

В 1754 году шотландский химик и физик Джозеф Блэк, изучая состав газов и других материй, обнаружил, что воздух не простое вещество, а смесь разных элементов. При нагревании некоторых веществ он выделил «связанный воздух», который в последующем был назван углекислым газом.

Рис. 5. Джозеф Блэк

В 1772 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле изучал свойства огня и само горение. Во время опытов он пришёл к выводу, что воздух не однородное вещество, а состоит как минимум из двух газов и один из них способствует горению.

Рис. 6. Карл Шееле

В это же время эксперименты по изучению состава воздуха проводились британским химиком Пристли. В процессе исследования фотосинтеза он открыл углекислый газ, который назвал «испорченный воздух», потому что в нем погибают живые организмы. На основании этих работ он доказал способность растений поглощать этот элемент и выделять другой, пригодный для дыхания.

В 1774 году ученый изучал состав различных веществ и виды воздуха выделяемые при их нагревании. При нагреве окиси ртути он получил ранее не изученный газ. Затем заметил, что им можно дышать и свеча в сосуде с ним горит ярче. Пристли исследовал свойства нового вещества и назвал его «огненный газ», но так и не смог научно объяснить открытие кислорода.

С целью проверки своего предположения он посадил под стеклянный колпак мышь - довольно быстро животное погибло, тогда он под такой же колпак посадил другую мышь, но уже вместе с веткой мяты - мышь прекрасно смогла жить в сосуде.

Вывод: на свету растения выделяют кислород, необходимый для дыхания другим живым организмам.

Рис. 7. Джозеф Пристли

На основании идей Карла Вильгельма Шееле и Джозефа Пристли, французский химик Антуан Лоран Лавуазье впервые опытным путём установил сложный состав воздуха. В 1777 году на основании исследований он сделал вывод, что воздух состоит из двух элементов:

1. «Жизненный газ» — необходимый элемент для горения и дыхания всего живого, который занимает 20 процентов от общего объёма. Потом Лавуазье переименовал его в oxygenium (кислород), что значит «производящий кислоту». Так как считал, что все вещества во время горения, при взаимодействии с кислородом окисляются и превращаются в кислоты, в состав которых он и входит.

2. «Неживой газ» — не участвует в горении, дыхании, не окисляет щёлочи и занимает 80 процентов в объёме воздуха. Впоследствии Лавуазье переименовал его в azote (азот), что обозначало безжизненный, ведь он явно не использовался для поддержания жизни.

Рис. 8. Антуан Лавуазье

В XIX веке исследование состава воздуха продолжал шотландский профессор Уильям Рамзай. В 1894 году вместе с британским физиком Джоном Уильямом Релеем, изучая плотность и массу газообразных веществ, они выявили третий элемент воздуха – аргон. Уильям Рамзай продолжал работу и в дальнейшем открыл гелий, неон и ксенон.

Таким образом, открытие веществ, составляющих воздух нельзя присвоить одному человеку, определением и изучением его элементов занимались разные учёные на протяжении XVIII – XIX века. Ими были открыты основные составляющие воздуха: углекислый газ, кислород, азот, аргон, гелий, неон, ксенон.

Рис. 9. Уильям Рамзай

1.3 Основные свойства воздуха

• Прозрачен.

• Не имеет цвета и запаха.

• Не имеет формы, занимает всё пространство.

• Упругость, то есть способность воздуха восстанавливать прежний объем после прекращения давления на него — автомобильные шины, мяч, пневматический пистолет.

• Проводит звук и солнечные лучи.

• Сохраняет тепло. Низкая теплопроводность воздуха используется, например,  в двойных оконных рамах.  Стекла сами по себе не защищают от холода, они лишь удерживают воздух, который плохо проводит тепло. И в квартире  сохраняется нужная температура.

• При нагревании расширяется, при охлаждении сжимается.

• Подвижен.

Физические свойства

1. Температурные. Регулирует теплообмен. Почему звери к зиме надевают теплые пушистые шубки? В пушистых шубках между ворсинками больше воздуха, который сохраняет тепло. Почему звери и птицы в сильный холод прячутся в снег? Хоть снег и холодный , но между снежинками есть воздух. Этот воздух и защищает животных от холода.

2. Влажность. Определяет насыщение газов кислородом, содержание водяного пара.

3. Атмосферное давление. Масса атмосферного столба, который давит на поверхность планеты и на всё, что расположено внутри воздушного океана.

4. Подвижность.

5. Формирует ветра и обновление газового состава. Если мы помашем веером около лица, мы ощутим легкий ветерок; Движение воздуха в горизонтальном направлении называется ветер; Ветер возникает тогда, когда на место теплого воздуха поступает холодный воздух.

6. Солнечная радиация. Определяет процент радиоактивных веществ и газов, содержащихся в атмосфере. Основной показатель формирования климата планеты.

7. Электрическая активность. Количество электрических зарядов, содержащихся в воздушном пространстве.

1.4 Охрана воздуха

Промышленная деятельность человека приводит к загрязнению окружающей среды. Человечество сжигает нефть, газ, бензин, уголь и другие виды топлива в топках электростанций, различных заводов, в двигателях автомобилей.

При неполном сгорании топлива в воздух попадают частицы вредных веществ.

Они с воздушными массами переносятся ветрами по всему миру и вместе с осадками возвращаются на землю, загрязняя воду, почву и всю окружающую нас природу.

Загрязнение воздуха ведет к парниковому эффекту. Поверхность земного шара постепенно нагревается. Таят ледники на полюсах, растет уровень мирового океана.

Все больше катаклизмов обрушивается на человечество. Человек, чтобы жить комфортно в будущем, обязан заботиться о защите чистоты воздуха, уменьшая выбросы от промышленных предприятий и автомобилей. Это вопрос существования светлого будущего.

Ученые всего мира уже давно разработали эффективные методы по охране атмосферы от загрязнений. К ним относятся следующие действия:

• Установка очистительных конструкций на фабриках и заводах.

• Переход на альтернативные источники энергии — электричество, солнечные батареи. Это поможет остановить выбросы транспортных средств.

• Использование силы природы вместо горючего топлива — ветер, солнечный свет, вода.

• Соблюдение установленных государством правил охраны окружающей среды.

• Утилизация и переработка отходов.

• Озеленение загрязненных территорий, увеличение количества зеленых зон. Именно они насыщают воздух кислородом. На листьях деревьев остается до 70% пыли. Поэтому в парках, скверах и садах воздух всегда чище, чем на обычных улицах.

• Сокращение или запрет на вырубку лесов.

• Снижение уровня добычи полезных ископаемых.

Если проводить вышеперечисленные мероприятия, ситуация определенно изменится в лучшую сторону. Бороться со сложившейся экологической обстановкой можно также информативным путем — рассказывать о загрязнении воздуха детям, устраивать лекции и семинары, организовывать субботники.

2 Практическая часть

2.1 Опыт 1. Невидимый воздух вокруг нас.

Цель: доказать, что вокруг нас невидимый воздух, который мы вдыхаем и выдыхаем.

Оборудование: Чашка с водой. Коктейльная соломинка.

Описание опыта: давайте попробуем увидеть воздух. Возьмем чашку с водой и выдохнем в воду через соломинку. В чашке появились пузырьки –это выдыхаемый нами воздух .

Вывод: нас окружает невидимый воздух, мы его вдыхаем и выдыхаем.

2.2 Опыт 2. Воздух может перемещаться.

Цель: доказать, что невидимый воздух может перемещаться.

Оборудование: 1. Воронка.2. Сдутый воздушный шарик.3. Чашка с водой.

Описание опыта: мы знаем, что воронка только кажется пустой, на самом деле в ней воздух. А можно ли его переместить? Наденем на узкую часть воронки сдутый воздушный шарик. По мере опускания воронки в воду шарик раздувается. Почему? Вода заполняет воронку. А куда делся воздух? Вода его вытеснила, воздух переместился в шарик.

Вывод: воздух может перемещаться.

2.3 Опыт 3. Сжимаемость и упругость воздуха.

Цель: доказать, что воздух сжимаем и упруг.

Оборудование: футбольный мяч.

Описание опыта: ударим мячом об пол. Воздух в мяче сжимается. Но так как воздух упруг, он стремится расшириться и мяч с силой отталкивается от пола.

Вывод: воздух сжимаем и упруг.

2.4 Опыт 4. Спасательный жилет.

Цель: доказать, что в кожуре мандарина есть воздух.

Оборудование: Два мандарина. Банка с водой.

Описание опыта: один мандарин опустим в банку с водой. Он плавает на поверхности. Второй очистим от кожуры и тоже опустим в банку с водой. Мандарин утонул! Почему? В кожуре много пузырьков воздуха. Они выталкивают мандарин на поверхность воды. Без кожуры мандарин тонет, потому что тяжелее воды, которую вытесняет.

Вывод: мандарин не тонет в воде, потому что в его кожуре есть воздух и он удерживает его на поверхности воды.

2.5 Опыт 5. Танцующая монетка.

Цель: доказать, что теплый воздух поднимается вверх.

Оборудование: 1. Пустая бутылка из-под лимонада.2. Монетка.3. Чашка.4. Стакан горячей воды.

Описание опыта: на бутылку с длинным горлышком положим сверху монетку, предварительно смочив ободок горлышка. Поставим бутылку с монетой в таз, наливаем в таз горячую воду. Мы увидим, как монетка начнет двигаться, даже подпрыгивать. Почему? Это связано с тем, что воздух от тепла расширяется и пытается вырваться из бутылки, толкая при этом монетку.

Вывод: теплый воздух поднимается вверх.

2.6 Опыт 6. Воздух занимает свободное пространство.

Цель: доказать, что баночка из-под пюре заполнена воздухом.

Оборудование:1. Пустая стеклянная баночка из-под пюре.2. Бумажная салфетка.3. Чашка с водой, подкрашенной акварельной краской.

Описание опыта: закрепим при помощи клея на дно банки салфетку. Перевернем банку горлышком вниз и опустим в чашку с водой на самое дно. Вода полностью покрыла банку. Аккуратно вынимаем ее из воды. Почему салфетка осталась сухой? Потому что в банке воздух, он не пускает воду.

Вывод: баночка только кажется пустой, на самом деле в ней воздух.

Заключение

В ходе проведенных опытов мы узнали следующие свойства воздуха:

• воздух прозрачный, не имеет цвета и вкуса;

• воздух движется;

• воздух сжимаем и упруг;

• воздух легче воды;

• теплый воздух поднимается вверх;

• воздух занимает весь предоставленный ему объем.

В результате проведенных нами исследований, мы узнали, что такое воздух и изучили его состав. Мы доказали, что воздух существует и узнали свойства воздуха. Изучили историю открытия воздуха. Перечислили, что нужно делать для охраны воздуха.

Список литературы

1. Большая энциклопедия природы. Вода и воздух. Москва, «Махаон», 2015, с.256.

2.Детская энциклопедия. Зачем и почему. Воздух и вода. ООО ТД Издательство «Мир книги», 2009, с.48.

3. https://yandex.ru/images

4. http://ucthat-v-skole.ru/biblioteka/prezentatsii

5. Ожегов С.И. и Шведова Н.Ю.«Толковый словарь русского языка» «Российская академия наук». Москва, 2005, с.304