Как выглядят частицы воздуха при нагревании. Состав и строение атмосферы

Воздух и его охрана

Воздух - это смесь газов. В состав воздуха входят: кислород, азот, углекислый газ. Больше всего в составе воздуха азота.

Свойства воздуха

1. Воздух прозрачен
2. Воздух бесцветен
3. Чистый воздух не имеет запаха

Что происходит с воздухом при нагревании и охлаждении?
При нагревании воздух расширяется.
При охлаждении воздух сжимается.

Почему при нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается?
Воздух состоит из частиц, между которыми есть промежутки. Частицы постоянно движутся, часто сталкиваются. Когда воздух нагревается, они начинают двигаться быстрее, сталкиваются сильнее. Из-за этого они отскакивают на большее расстояние друг от друга. Промежутки между ними увеличиваются, и воздух расширяется. При охлаждении воздуха всё происходит наоборот.

Отгадай загадку.
Через нос проходит в грудь
И обратный держит путь.
Он невидимый, и всё же
Без него мы жить не можем.
Ответ: Воздух

Запиши ответ. Чем мы дышим?
Ответ: Мы дышим воздухом

Рассмотри рисунки. Где воздух будет самый чистый? Закрась кружочек под этим рисунком.

Запиши свойства чистого воздуха.
Воздух прозрачен, он не имеет цвета, не имеет запаха.

Воздух может согревать вас.
Одежда согревает вас не сама по себе, а потому, что она препятствует вашему телу терять тепло. Одежда хорошая ловушка для воздуха. Тепло вашего тела не может проникнуть сквозь пойманный , так как он является изолятором . Плотная зимняя одежда также задерживает много воздуха. Шерстяная одежда очень тёплая потому, что между шерстинками задерживается много воздуха. Птицы зимой стараются нахохлиться, чтобы вобрать между перьями как можно больше воздуха. Воздух между двойными стеклами также служит для теплоизоляции. Снег - хороший изолятор, потому что он задерживает воздух. Путники, застигнутые бураном, выкапывают в снегу укрытия, чтобы согреться.

Ответь на вопросы.
Что находится между стёклами окон? Ответ: Воздух
Под каким снегом растениям теплее: пушистым или утоптанным? Ответ: Под пушистым снегом растениям теплее.

Человеку и другим живым существам для дыхания нужен чистый воздух. Но во многих местах, особенно в больших городах, он загрязнён. Некоторые фабрики и заводы выбрасывают из своих труб ядовитые газы, сажу, пыль. Автомобили выделяют отработанные газы, в которых очень много вредных веществ.
Загрязнение воздуха угрожает здоровью людей, всей жизни на Земле!
Сейчас во многих отраслях промышленности установили контроль над уровнем токсичных веществ. Благодаря этим мерам воздух остается достаточно чистым и безопасным для жизнедеятельности. Сегодня заводы строят как можно дальше от города. Ученые помогают промышленникам найти решения проблемы, связанной с загрязнением воздуха. Например, они разработали для машин выхлопную трубу, эффективно фильтрующую отработанные газы. Создали новые автомобили - электромобили, которые не будут загрязнять воздух.
В разных местах созданы специальные станции, они следят за чистотой воздуха в больших городах, ежедневно измеряя чистоту воздуха, они предоставляют информацию и контролируют ситуацию.

У воздуха есть еще одно интересное свойство - он плохо проводит тепло. Многие растения, зимующие под снегом, не замерзают, потому что между холодными частицами снега много воздуха и снежный сугроб напоминает теплое одеяло, укрывающее стеб­ли и корни растений. Осенью белочка, заяц, волк, лиса и другие звери линяют. Зимний мех гуще и пышнее, чем летний. Между густыми волосками задерживается больше воздуха, и животным в заснеженном лесу не страшен мороз.

(Учитель записывает на доске.)

Воздух плохо проводит тепло.

Итак, какие свойства имеет воздух?

V. Физкультминутка

VI. Закрепление изученного материала Выполнение заданий в рабочей тетради

№ 1 (с. 18).

- Прочитайте задание. Рассмотрите рисунок и подпишите на схеме, какие газообразные вещества входят в состав воз­духа.(самопроверка со схемой в учебнике на с. 46.)

№2 (с. 19).

Прочитайте задание. Запишите свойства воздуха. (После выполнения задания проводится самопроверка с записями на доске.)

№3(с. 19).

- Прочитайте задание. Какие свойства воздуха нужно учиты­вать, чтобы правильно выполнить задание? (При нагревании воздух расширяется, при охлаждении сжимается.)

Как объяснить, что воздух при нагревании расширяется? Что происходит с частицами, из которых он состоит? (Ча­стицы начинают двигаться быстрее, и промежутки между ними увеличиваются.)

Нарисуйте в первом прямоугольнике, как располагаются частицы воздуха при нагревании.

Как объяснить, что воздух при охлаждении сжимается? Что происходит с частицами, из которых он состоит? (Частицы начинают двигаться медленнее, и промежутки между ними уменьшаются.)

- Нарисуйте во втором прямоугольнике, как располагаются частицы воздуха при охлаждении.

№4 (с. 19).

- Прочитайте задание. Какое свойство воздуха объясняет это явление? (Воздух плохо проводит тепло.)

VII. Рефлексия

Работа в группах

Прочитайте первое задание в учебнике на с. 48. Попробуйте объяснить свойства воздуха.

Прочитайте второе задание на с. 48. Выполните его.

Что загрязняет воздух? (Промышленные предприятия, транс­порт.)

Беседа

Неподалеку от моего дома есть фабрика. Из моих окон видна высокая кирпичная труба. Из нее день и ночь валят черные густые клубы дыма, отчего горизонт вечно прячется за плотной серо­зной завесой. Порой так и кажется, будто это заядлый куриль­щик окуривает город своей неугасаемой гулливерской трубкой. Мы все кашляем, чихаем, кое-кого приходится даже укладывать в больницу. А «курильщику» хоть бы что: знай себе пых да пых, пых да пых.

Дети плачут: противная фабрика! Взрослые сердятся: немед­ленно закрыть!

А в ответ все слышат: как так «противная»?! Как так «за­крыть»?! Наша фабрика товары для людей выпускает. А, к сожа­лению, дыма без огня не бывает. Загасим пламя топок - фабрика остановится, товаров не будет.

Как-то поутру проснулась я, глянула в окно - не дымит! Перестал великан курить, фабрика на месте, труба по-прежнему тор­чит, а дыма нет. Интересно, надолго ли? Однако вижу: и завтра не дымит, и послезавтра, и послепослезавтра... Неужто фабрику вовсе закрыли?

А дым куда же подевался? Сами ведь говорили, что дыма без огня не бывает.

Вскоре выяснилось: услышали наконец бесконечные наши жалобы - приладили к фабричной трубе дымоуловители, дымо­ловку, которая не позволяет частичкам сажи вылетать из трубы.

И вот что интересно. Казалось бы, никому не нужный и даже вредный дым заставили делать доброе дело. Его (вернее, сажу) теперь здесь бережно собирают и отправляют на завод пластмасс. Кто знает, быть может, этот мой фломастер как раз из той самой сажи, пойманной дымоловками. Словом, польза от дымоловок всем: и нам, горожанам (мы больше не болеем), и самой фабрике (она сажу продает, а не пускает, как прежде, на ветер), и покупа­телям пластмассовых изделий (в том числе фломастеров).

Назовите способы охраны чистоты воздуха. (Установки для очистки воздуха, электромобили.)

- Чтобы очистить воздух, люди сажают деревья. Почему? (Ра­стения поглощают углекислый газ, а выделяют кислород.)

Давайте внимательно рассмотрим листочек дерева. Нижняя поверхность листа покрыта прозрачной пленочкой и усеяна очень мелкими отверстиями. Их называют «устьица», хорошенько раз­глядеть их можно только в лупу. Они то открываются, то закрыва­ются, собирая углекислый газ. При свете солнца из воды, которая поднимается от корней по стеблям растений, и углекислого газа в зеленых листьях образуются сахар, крахмал, кислород.

Не зря растения называют «легкими планеты».

Какой чудесный воздух в лесу! В нем много кислорода и полез­ных веществ. Ведь деревья выделяют особые летучие вещества - фитонциды, которые убивают бактерии. Смолистые запахи ели и сосны, аромат березы, дуба, лиственницы очень полезны для человека. А вот в городах воздух совсем другой. Он пахнет бензи­ном, выхлопными газами, ведь в городах много машин, работают фабрики, заводы, которые тоже загрязняют воздух. Дышать таким воздухом человеку вредно. Чтобы очистить воздух, мы сажаем де­ревья, кустарники: липы, тополя, сирень.

Маленькие дети часто спрашивают своих родителей о том, что такое и из чего обычно состоит воздух. Но не каждый взрослый может ответить правильно. Конечно, все изучали строение воздуха в школе на уроках природоведения, но с годами эти знания могли забыться. Попытаемся их восполнить.

Что такое Воздух?

Воздух - это уникальная «субстанция». Его нельзя увидеть, потрогать, он безвкусен. Именно поэтому так сложно дать четкое определение, что это такое. Обычно просто говорят - воздух, это то, чем мы дышим. Он находится вокруг нас, хотя мы его совсем не замечаем. Почувствовать его можно лишь, когда дует сильный ветер или появляется неприятный запах.

Что будет, если воздух исчезнет? Без него не может жить и работать ни один живой организм, а значит, все люди и животные погибнут. Он не обходим для процесса дыхания. Важное значение имеет, насколько чист и полезен воздух, которым все дышат.

Где найти свежий воздух?

Самый полезный воздух находится:

• В лесах, особенно сосновых.
• В горах.
• Около моря.

Воздух в этих местах отличается приятным ароматом и обладает полезными для организма свойствами. Это объясняет, почему детские оздоровительные лагеря и различные санатории располагаются неподалеку от лесных массивов, в горах или на морском побережье.

Насладиться свежим воздухом можно лишь подальше от города. По этой причине многие люди покупают дачные участки за пределами населенного пункта. Некоторые переезжают на временное или постоянное местожительство в деревню, строят там дома. Особенно часто так делают семьи с маленькими детьми. Люди уезжают, ведь воздух на территории города является сильно загрязненным.

Проблема загрязнения свежего воздуха

В современном мире проблема загрязнения окружающей среды особенно актуальна. Работа современных заводов, предприятий, атомных электростанций, автомобилей негативно отражается на природе. Они выкидывают в атмосферу вредные вещества, которые загрязняют атмосферу. Поэтому, очень часто люди в городских поселениях испытывают нехватку свежего воздуха, что очень опасно.

Серьезную проблему несет тяжелый воздух внутри плохо проветриваемого помещения, особенно если в нем находятся компьютеры и другая техника. Присутствуя в таком месте, человек может начать задыхаться от недостатка воздуха, у него появляются боли в голове, возникает слабость.

Если верить статистики, составленной Всемирной организацией здравоохранения, около 7 миллионов человеческих смертей в год связано с поглощением загрязненного воздуха на улице и в закрытых помещениях.

Вредный воздух - считается одной из главных причин возникновения такого ужасного заболевания, как рак. Так утверждают организации, занимающиеся изучением онкологических заболеваний.

Следовательно, необходимо принимать меры профилактики.

Как получить свежий воздух?

Человек будет здоров, если ежедневно сможет дышать свежим воздухом. Если нет возможности переехать за город из-за важной работы, отсутствия денег или по другим причинам, то необходимо искать выход из ситуации на месте. Чтобы организм получал необходимую норму свежего воздуха, следует придерживаться следующих правил:

1. Чаще бывать на улице, например, прогуливаться по вечерам в парках, садах.
2. Выезжать по выходным на прогулку в лес.
3. Постоянно проветривать жилые и рабочие помещения.
4. Посадить больше зеленых растений, особенно в рабочих кабинетах, где есть компьютеры.
5. Желательно раз в год посещать курорты, расположенные на море или в горах.

Из каких газов состоит воздух?

Ежедневно каждую секунду люди делают вдох и выдох, совершенно не задумываясь о воздухе. Люди никак не реагируют на него, несмотря на то, что он окружает их повсюду. Вопреки свой невесомости и невидимости для человеческого глаза, воздух имеет довольно сложную структуру. Он включает взаимосвязь нескольких газов:

• Азот.
• Кислород.
• Аргон.
• Углекислый газ.
• Неон.
• Метан.
• Гелий.
• Криптон.
• Водород.
• Ксенон.

Основную долю воздуха занимает азот , массовая доля которого равняется 78 процентам. 21 процент от общего числа приходится на кислород - самый незаменимый для жизни человека газ. Оставшиеся проценты занимают другие газы и водяной пар, из которого образовываются облака.

Может возникнуть вопрос, почему так мало кислорода, всего чуть больше 20%? Этот газ является реактивным. Поэтому, при увеличении его доли в атмосфере, значительно возрастет вероятность возникновения пожаров в мире.

Из чего состоит воздух, которым мы дышим?

Два главных газа, составляющие основу воздуха, которым мы дышим каждый день:

• Кислород.
• Углекислый газ.

Вдыхаем кислород, выдыхаем углекислый газ. Такую информацию знает каждый школьник. Но откуда берется кислород? Основной источник выработки кислорода - зеленые растения. Они же являются потребителями углекислого газа.

Интересно устроен мир. Во всех происходящих жизненных процессах соблюдается правило сохранения баланса. Если откуда-то что-то ушло, то куда-то что-то пришло. Так и с воздухом. Зеленые насаждения вырабатывают кислород, необходимый человечеству для дыхания. Люди потребляют кислород и выделяют углекислый газ, которым, в свою очередь, питаются растения. Благодаря этой системе взаимодействия, на планете Земля существуют жизнь.

Зная, из чего состоит воздух, которым мы дышим, и как сильно он загрязнен в современное время, необходимо беречь растительный мир планеты и делать все возможное для увеличения представителей зеленых растений.

Видео о составе воздуха

Атмосфера (от греч. atmos — пар и spharia — шар) — воздушная оболочка Земли, вращающаяся вместе с ней. Развитие атмосферы было тесно связано с геологическими и геохимическими процессами, протекающими на нашей планете, а также с деятельностью живых организмов.

Нижняя граница атмосферы совпадает с поверхностью Земли, так как воздух проникает в мельчайшие поры в почве и растворен даже в воде.

Верхняя граница на высоте 2000-3000 км постепенно переходит в космическое пространство.

Благодаря атмосфере, в которой содержится кислород, возможна жизнь на Земле. Атмосферный кислород используется в процессе дыхания человека, животными, растениями.

Если бы не было атмосферы, на Земле была бы такая же тишина, как на Луне. Ведь звук — это колебание частиц воздуха. Голубой цвет неба объясняется тем, что солнечные лучи, проходя сквозь атмосферу, как через линзу, разлагаются на составляющие цвета. При этом рассеиваются больше всего лучи голубого и синего цветов.

Атмосфера задерживает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, которое губительно действует на живые организмы. Также она удерживает у поверхности Земли тепло, не давая нашей планете охлаждаться.

Строение атмосферы

В атмосфере можно выделить несколько слоев, различающихся по и плотности (рис. 1).

Тропосфера

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы, толщина которого над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км.

Рис. 1. Строение атмосферы Земли

Воздух в тропосфере нагревается от земной поверхности, т. е. от суши и воды. Поэтому температура воздуха в этом слое с высотой понижается в среднем на 0,6 °С на каждые 100 м. У верхней границы тропосферы она достигает -55 °С. При этом в районе экватора на верхней границе тропосферы температура воздуха составляет -70 °С, а в районе Северного полюса -65 °С.

В тропосфере сосредоточено около 80 % массы атмосферы, находится почти весь водяной пар, возникают грозы, бури, облака и осадки, а также происходит вертикальное (конвекция) и горизонтальное (ветер) перемещение воздуха.

Можно сказать, что погода в основном формируется в тропосфере.

Стратосфера

Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. Цвет неба в этом слое кажется фиолетовым, что объясняется разреженностью воздуха, из-за которой солнечные лучи почти не рассеиваются.

В стратосфере сосредоточено 20 % массы атмосферы. Воздух в этом слое разрежен, практически нет водяного пара, а потому почти не образуются облака и осадки. Однако в стратосфере наблюдаются устойчивые воздушные течения, скорость которых достигает 300 км/ч.

В этом слое сосредоточен озон (озоновый экран, озоносфера), слой, который поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле и тем самым защищая живые организмы на нашей планете. Благодаря озону температура воздуха на верхней границе стратосферы находится в пределах от -50 до 4-55 °С.

Между мезосферой и стратосферой расположена переходная зона — стратопауза.

Мезосфера

Мезосфера — слой атмосферы, расположенный на высоте 50-80 км. Плотность воздуха здесь в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли. Цвет неба в мезосфере кажется черным, в течение дня видны звезды. Температура воздуха снижается до -75 (-90)°С.

На высоте 80 км начинается термосфера. Температура воздуха в этом слое резко повышается до высоты 250 м, а потом становится постоянной: на высоте 150 км она достигает 220-240 °С; на высоте 500-600 км превышает 1500 °С.

В мезосфере и термосфере под действием космических лучей молекулы газов распадаются на заряженные (ионизированные) частицы атомов, поэтому эта часть атмосферы получила название ионосфера — слой очень разреженного воздуха, расположенный на высоте от 50 до 1000 км, состоящий в основном из ионизированных атомов кислорода, молекул окиси азота и свободных электронов. Для этого слоя характерна высокая наэлектризован- ность, и от него, как от зеркала, отражаются длинные и средние радиоволны.

В ионосфере возникают полярные сияния — свечение разреженных газов под влиянием электрически заряженных летящих от Солнца частиц — и наблюдаются резкие колебания магнитного поля.

Экзосфера

Экзосфера — внешний слой атмосферы, расположенный выше 1000 км. Этот слой еще называют сферой рассеивания, так как частицы газов движутся здесь с большой скоростью и могут рассеиваться в космическое пространство.

Состав атмосферы

Атмосфера — это смесь газов, состоящая из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), углекислого газа (0,03 %), аргона (0,93 %), небольшого количества гелия, неона, ксенона, криптона (0,01 %), озона и других газов, но их содержание ничтожно (табл. 1). Современный состав воздуха Земли установился более сотни миллионов лет назад, однако резко возросшая производственная деятельность человека все же привела к его изменению. В настоящее время отмечается увеличение содержания СО 2 примерно на 10-12 %.

Входящие в состав атмосферы газы выполняют различные функциональные роли. Однако основное значение этих газов определяется прежде всего тем, что они очень сильно поглощают лучистую энергию и тем самым оказывают существенное влияние на температурный режим поверхности Земли и атмосферы.

Таблица 1. Химический состав сухого атмосферного воздуха у земной поверхности

Азот, самый распространенный газ в атмосфере, химически мало активен.

Кислород , в отличие от азота, химически очень активный элемент. Специфическая функция кислорода — окисление органического вещества гетеротрофных организмов, горных пород и недоокисленных газов, выбрасываемых в атмосферу вулканами. Без кислорода не было бы разложения мертвого органического вещества.

Роль углекислого газа в атмосфере исключительно велика. Он поступает в атмосферу в результате процессов горения, дыхания живых организмов, гниения и представляет собой, прежде всего, основной строительный материал для создания органического вещества при фотосинтезе. Кроме этого, огромное значение имеет свойство углекислого газа пропускать коротковолновую солнечную радиацию и поглощать часть теплового длинноволнового излучения, что создаст так называемый парниковый эффект, о котором речь пойдет ниже.

Влияние на атмосферные процессы, особенно на тепловой режим стратосферы, оказывает и озон. Этот газ служит естественным поглотителем ультрафиолетового излучения Солнца, а поглощение солнечной радиации ведет к нагреванию воздуха. Средние месячные значения общего содержания озона в атмосфере изменяются в зависимости от широты местности и времени года в пределах 0,23-0,52 см (такова толщина слоя озона при наземных давлении и температуре). Наблюдается увеличение содержания озона от экватора к полюсам и годовой ход с минимумом осенью и максимумом весной.

Характерным свойством атмосферы можно назвать то, что содержание основных газов (азота, кислорода, аргона) с высотой изменяется незначительно: на высоте 65 км в атмосфере содержание азота — 86 %, кислорода — 19, аргона — 0,91, на высоте же 95 км — азота 77, кислорода — 21,3, аргона — 0,82 %. Постоянство состава атмосферного воздуха по вертикали и по горизонтали поддерживается его перемешиванием.

Кроме газов, в воздухе содержатся водяной пар и твердые частицы. Последние могут иметь как естественное, так и искусственное (антропогенное) происхождение. Это цветочная пыльца, крохотные кристаллики соли, дорожная пыль, аэрозольные примеси. Когда в окно проникают солнечные лучи, их можно увидеть невооруженным глазом.

Особенно много твердых частиц в воздухе городов и крупных промышленных центров, где к аэрозолям добавляются выбросы вредных газов, их примесей, образующихся при сжигании топлива.

Концентрация аэрозолей в атмосфере определяет прозрачность воздуха, что сказывается на солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. Наиболее крупные аэрозоли — ядра конденсации (от лат.condensatio — уплотнение, сгущение) — способствуют превращению водяного пара в водяные капли.

Значение водяного пара определяется прежде всего тем, что он задерживает длинноволновое тепловое излучение земной поверхности; представляет основное звено больших и малых круговоротов влаги; повышает температуру воздуха при конденсации водяных наров.

Количество водяного пара в атмосфере изменяется во времени и пространстве. Так, концентрация водяного пара у земной поверхности колеблется от 3 % в тропиках до 2-10 (15) % в Антарктиде.

Среднее содержание водяного пара в вертикальном столбе атмосферы в умеренных широтах составляет около 1,6-1,7 см (такую толщину будет иметь слой сконденсированного водяного пара). Сведения относительно водяного пара в различных слоях атмосферы противоречивы. Предполагалось, например, что в диапазоне высот от 20 до 30 км удельная влажность сильно увеличивается с высотой. Однако последующие измерения указывают на большую сухость стратосферы. По-видимому, удельная влажность в стратосфере мало зависит от высоты и составляет 2-4 мг/кг.

Изменчивость содержания водяного пара в тропосфере определяется взаимодействием процессов испарения, конденсации и горизонтального переноса. В результате конденсации водяного пара образуются облака и выпадают атмосферные осадки в виде дождя, града и снега.

Процессы фазовых переходов воды протекают преимущественно в тропосфере, именно поэтому облака в стратосфере (на высотах 20-30 км) и мезосфере (вблизи мезопаузы), получившие название перламутровых и серебристых, наблюдаются сравнительно редко, тогда как тропосферные облака нередко закрывают около 50 % всей земной поверхности.

Количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе, зависит от температуры воздуха.

В 1 м 3 воздуха при температуре -20 °С может содержаться не более 1 г воды; при 0 °С — не более 5 г; при +10 °С — не более 9 г; при +30 °С — не более 30 г воды.

Вывод: чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара может в нем содержаться.

Воздух может быть насыщенным и не насыщенным водяным паром. Так, если при температуре +30 °С в 1 м 3 воздуха содержится 15 г водяного пара, воздух не насыщен водяным паром; если же 30 г — насыщен.

Абсолютная влажность — это количество водяного пара, содержащегося в 1 м 3 воздуха. Оно выражается в граммах. Например, если говорят «абсолютная влажность равна 15», то это значит, что в 1 м Л содержится 15 г водяного пара.

Относительная влажность воздуха — это отношение (в процентах) фактического содержания водяного пара в 1 м 3 воздуха к тому количеству водяного пара, которое может содержаться в 1 м Л при данной температуре. Например, если по радио во время передачи сводки погоды сообщили, что относительная влажность равна 70 %, это значит, что воздух содержит 70 % того водяного пара, которое он может вместить при данной температуре.

Чем больше относительная влажность воздуха, т. с. чем ближе воздух к состоянию насыщения, тем вероятнее выпадение осадков.

Всегда высокая (до 90 %) относительная влажность воздуха наблюдается в экваториальной зоне, так как там в течение всего года держится высокая температура воздуха и происходит большое испарение с поверхности океанов. Такая же высокая относительная влажность и в полярных районах, но уже потому, что при низких температурах даже небольшое количество водяного пара делает воздух насыщенным или близким к насыщению. В умеренных широтах относительная влажность меняется по сезонам — зимой она выше, летом — ниже.

Особенно низкая относительная влажность воздуха в пустынях: 1 м 1 воздуха там содержит в два-три раза меньше возможного при данной температуре количество водяного пара.

Для измерения относительной влажности пользуются гигрометром (от греч. hygros — влажный и metreco — измеряю).

При охлаждении насыщенный воздух не может удержать в себе прежнего количества водяного пара, он сгущается (конденсируется), превращаясь в капельки тумана. Туман можно наблюдать летом в ясную прохладную ночь.

Облака — это тог же туман, только образуется он не у земной поверхности, а на некоторой высоте. Поднимаясь вверх, воздух охлаждается, и находящийся в нем водяной пар конденсируется. Образовавшиеся мельчайшие капельки воды и составляют облака.

В образовании облаков участвуют и твердые частицы , находящиеся в тропосфере во взвешенном состоянии.

Облака могут иметь различную форму, которая зависит от условий их образования (табл. 14).

Самые низкие и тяжелые облака — слоистые. Они располагаются на высоте 2 км от земной поверхности. На высоте от 2 до8 км можно наблюдать более живописные кучевые облака. Самые высокие и легкие — перистые облака. Они располагаются на высоте от 8 до 18 км над земной поверхностью.

Охрана атмосферы

Главным источником являются промышленные предприятия и автомобили. В больших городах проблема загазованности главных транспортных магистралей стоит очень остро. Именно поэтому во многих крупных городах мира, в том числе и в нашей стране, введен экологический контроль токсичности выхлопных газов автомобилей. Поданным специалистов, задымленность и запыленность воздуха может наполовину сократить поступление солнечной энергии к земной поверхности, что приведет к изменению природных условий.

Представьте себе, что в солнечный Весенний день вы прогуливаетесь по парку. Вам кажется, что вокруг вас, - между деревьями и гуляющими людьми - совершенно пустое пространство. Но вот срывается лёгкий ветерок, и вы сразу ощущаете, что окружающая нас «пустота» заполнена воздухом, что мы живём на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Частицы воздуха слабо связаны между собой и совершают беспрерывное хаотическое движение, вот почему воздушные массы постоянно перемещаются с места на место. Если бы воздух долгое время находился на одном и том же месте, мы давно бы задохнулись с вами, ребята. Кроме большой подвижности воздух обладает ещё одним важным свойством, каким не обладают твёрдые и жидкие тела. Воздух можно сжимать, другими словами, изменять его объём.
Чтобы лучше понять свойства воздуха, давайте познакомимся с его атомным строением. Если мы увеличим в несколько миллионов раз какой- нибудь крошечный пузырёк воздуха, то заметим, что воздух состоит из огромного количества частиц, которые свободно перемещаются, разлетаются во все стороны, сталкиваются между собой. Мы не видим упорядоченного расположения частиц (как в кристаллах), к тому же между отдельными частицами много свободного места (вы, наверное, помните, что в жидкости частицы расположены очень близко одна к другой). Именно поэтому воздух легко сжимается. Если у вас есть велосипедный насос, попробуйте сжать воздух, закрыв выходное отверстие. Передвигая поршень насоса, вы уменьшаете объём воздуха, т.е. приближаете частицы друг к другу. Рассматривая сжатый воздух, мы снова наблюдаем хаотическое движение частиц и сразу же замечаем, что теперь частицы более плотно заполняют пространство.
Ребята, вы, конечно, почувствовали, что для уменьшения объёма воздуха нужна некоторая сила, чтобы преодолеть постепенно увеличивающееся давление воздуха в насосе. Собственно, почему увеличивается давление воздуха в насосе? Нетрудно догадаться. Частицы воздуха, их содержится в одном кубическом сантиметре более 10.000.000.000.000.000.000 штук, находятся в беспрерывном движении. Они то и дело ударяются о металлические стенки насоса, т.е. давят на них. При уменьшении объёма воздуха частицы чаще ударяются о стенки. Следовательно, чем меньше объём воздуха, тем больше его давление. Вот, оказывается, почему приходится затратить немало сил, пока велосипедное колесо станет достаточно «твёрдым».
Все вещества, обладающие такими же свойствами, как воздух, физики называют газами. В одном кубическом сантиметре любого газа содержится примерно в 1000 раз меньше атомов, чем в таком же объёме жидкости или твёрдого тела.
Силы сцепления между атомами газов очень незначительные, именно поэтому газы оказывают небольшое сопротивление движению тел. Попробуйте сначала махнуть рукой в воздухе, а затем сделать такое же движение в воде. Вы заметили, какая огромная разница?
А сейчас предлагаем проделать такой опыт: возьмите два листа бумаги и, держа их вертикально на расстоянии 1 - 2 см друга от друга, сильно дуньте между ними. Казалось бы, листки должны расходиться, а они наоборот - сходятся. Это означает, что давление воздуха, находящегося между листами, вместо того, чтобы увеличиваться, уменьшается. Как можно объяснить данное явление? Выше мы выяснили, что давление газа на какую- нибудь «преграду» обусловлено ударами частиц об эту поверхность. В нашем опыте давление воздуха на листы бумаги с обеих сторон одинаково, поэтому листы свисают параллельно друг другу. При движении сильной воздушной струи частицы не успевают удариться о них столько раз, сколько бы они ударились в спокойном состоянии воздуха. Вот почему давление воздуха между листами уменьшается. А так как давление на наружную поверхность листов не изменилось, возникает разность давлений, в результате которой те притягиваются друг к другу. Собственно, можно взять только один лист бумаги и дунуть на него сбоку. Он обязательно будет несколько отклоняться в ту сторону, где движется поток воздуха.
С описанным явлением мы часто встречаемся в жизни. Благодаря этому летают птицы и самолёты. Вероятно, вы знаете, как создаётся подъёмная сила, действующая на крыло самолёта. Профиль крыла подбирают таким образом, чтобы скорость потока воздуха над крылом была больше, а давление меньше, чем под крылом. Разность этих давлений и создаёт подъёмную силу.
Всасывающее действие воздушной струи используется также в разнообразных насосах и пульверизаторах. Давайте «познакомимся» с пульверизатором для духов. Воздух из сжимаемой резиновой «грушки» выходит с большой скоростью через тонкую трубку А, суженную на конце. Рядом находится вторая трубка В, опущенная в сосуд с духами. Сильная струя воздуха создаёт разрежение в трубке В, атмосферное давление поднимает по трубке духи, которые, попав в струю воздуха, распыляются.
Далеко не всегда разрежение, созданное потоком воздуха, служит человеку. Иногда оно приносит большой вред. Например, во время сильных ураганов в результате стремительных потоков воздуха, несущихся над домами, так резко уменьшается давление на поверхности крыши, что ветер срывает её.
Снижение давления наблюдается также и в потоке жидкости, причём ещё более отчётливо, так как по сравнению с газами жидкости имеют более «плотное» атомное строение. В этой связи хочется напомнить об опасностях, угрожающих на реке. Две лодки или байдарки, плывущие рядом, будут «притягиваться» друг к другу, так как скорость движения воды между ними больше, а давление меньше, чем с другой стороны лодок.
Никогда не подплывайте на лодке слишком близко к бетонному побережью, а тем более к опоре моста. При быстром течении реки бетонные стенки или опоры сильно притягивают лодки. Они особенно опасны для легкомысленных пловцов, рискующих своей жизнью. Во время летнего отдыха на реке помните о простом опыте с двумя листками бумаги.