Склад та властивості повітря

Вогнивенко Володимир Федорович,

вчитель географії

Літинський ліцей опорний

заклад загальної середньої освіти № 2

 Куди ступиш – всюди маєш,

Хоч не бачиш, а вживаєш.

Відповідь на загадку: Повітря

Ти мене не помічаєш,

А я всю Землю обіймаю.

Тема. Склад і властивості повітря

Мета

- навчальна: дати характеристику властивостей повітря, сформувати уявлення про причини переміщення повітря над земною поверхнею, значення повітря для певних процесів, ознайомити з використанням властивостей повітря на користь людям;

- розвивальна: сприяти накопиченню фактів про властивості речовини, формувати вміння робити висновки, міркувати за аналогією;

- виховна: виховувати пізнавальний інтерес до вивчення природи, здатність спілкуватися в процесі спільної діяльності, бережне ставлення до зелених насаджень.

Тип уроку: урок - дослідження.

Матеріали до уроку  трубочки, склянки з водою, вентилятор, барабан, м’яч, порожня пляшка, колба, циліндр, терези, посудина з водою, тенісна кулька, надувні кульки

Очікувані результати: учні ознайомляться з фізичними властивостями повітря, з процесом його нагрівання та переміщення.

   Наша Земля оточена повітряною оболонкою - атмосферою. Інакше цю оболонку називають повітряним океаном., на дні якого ми живемо. Повітря заповнює весь вільний простір. Воно є у воді й на суходолі, за бортом літака та у глибокій шахті, у ґрунті й у гірських породах. Повітря є у всіх живих організмах: у рослин, тілі людини тварин. 

  Скрізь нас кочує прозоре покривало з повітря. Це покривало захищає всі живі істоти від небезпечного сонячного та космічного випромінювання. Щодень тонни космічних часток (метеорів) згоряють, не долітаючи до поверхні Землі. Без цієї повітряної оболонки наша планета була б неживою - сонячні промені зігрівали б освітлений бік Землі, а неосвітлений був би надзвичайно холодним.

 Повітря саме по собі не має кольору.  Проте білий колір Сонця складається з багатьох хвиль. Якщо розглянути їх кожну окремо, то можна помітити, що кожній довжині хвилі відповідає певний колір. Доки сонячне світло подолає шлях до Землі, частина його розсіюється в повітрі. Особливо до розсіювання схильні хвилі більш короткої довжини, які відповідають блакитному кольору. Тому повітря в небі здається нам блакитним.

Повітря прозоре

Мета. Довести дітям, що повітря прозоре, воно навколо нас.

Матеріал. Поліетиленовий пакет.

Чи є повітря в банці, у відкритому пакеті. Далі пропонує розкрити пакет, а потім швидко закрити. Чому утворилась «подушечка» з пакета?

Висновок. Повітря прозоре, воно є скрізь, в усіх предметах. Повітря навколо нас, воно невидиме.

Дослідницьке завдання   „Тенісна кулька”.

Матеріали: посудина з водою, тенісна кулька.

Діяльність: діти спостерігають за рухом тенісної кульки у посудині з водою. Вони по черзі намагаються „втопити” кульку.

Висновок: повітря легше, ніж вода. Де  використовується ця властивість повітря. Приклади: рятівне коло, гумовий човен, гумовий матрац.

  Отже, повітря безбарвне, прозоре, легке.

Весь наш простір заповнений повітрям.   Чи думали ви коли - небудь про те, що в будь-який момент зможе відчути його присутність?  Чи відчуваємо ми його? Чи можемо побачити повітря? Яким воно буває? Чи всюди воно може проникнути? Який склад повітря?  На ці та інші запитання спробуємо відповісти за допомогою експериментів.

Ви можете запитати: — Хіба можна досліджувати те, чого не можна побачити і помацати?

— Хоч повітря і не видно, але воно є!  .

   — Щоб виявити невидимку - повітря, проведемо досліди. Уважно спостерігайте, а потім доповніть речення.

Досліди, як виявити невидимку – повітря. 

Дослід № 1.

Надуй повітряну кульку.   Якщо надути кульку, то вона наповниться ... .

Дослід № 2.

Занур порожню пляшку у воду.

Якщо порожню пляшечку занурити у воду, то з неї вийдуть бульбашки ....

• Поміркуй, чи була вона насправді порожня.

Дослід № 3.

Поклади закорковану «порожню» пляшку у воду.

Якщо кинути у воду закорковану «порожню» пляшку, то вона не потоне. У ній міститься ....

Дослід 4. На запалену свічку спрямуємо отвір відкритої порожньої пластмасової пляшки й натиснемо на неї з боків. Побачимо, як полум’я заколивалося, хоча до свічки ми не торкалися. На нього подіяло повітря, витиснене з пляшки. Висновок. Повітря заповнює увесь простір.

Повітря навколо нас, у воді.

Дослід: Опустити сухий камінець у склянку з водою. На поверхні з'являться бульбашки, наповнені повітрям.

Повітря є у rрунті

ЧИ МОЖНА ПОБАЧИТИ ПОВІТРЯ?

Повітря – це прозора газова суміш, яка немає ані кольору, ані смаку, ані запаху. Здається, що побачити, а тим більше сфотографувати повітря неможливо.

І справді, повітря у кімнаті невидиме для ока. Однак малесеньку порцію повітря – наприклад, бульбашку у воді – побачити легко. До речі, і сфотографувати її можна.

Дослід. У вас на столах трубочки та склянки з водою. Продуйте повітря крізь трубочки, занурені у воду. У воді з’являться бульбашки повітря.

Висновок: повітря можна побачити у вигляді бульбашок.

Розгляньте фото та картину української художниці - живописниці, професорки, дійсної членкині Академії мистецтв України, лауреатки Національної премії України імені Тараса Шевченка, Героя України Тетяни Яблонської «Свіже повітря» (мал. 129). Підберіть якомога більше прикметників, якими можна його описати.

Велика порція повітря – атмосфера – теж може бути видима. В Інтернеті можна знайти фото, на якому Земля сфотографована з космічної станції. На таких фото видно світлу смугу „на краю Землі”. Це і є атмосфера.

Отже, побачити повітря можна. І якщо на якійсь звичайній світлині видно чисте синє небо, то на ній сфотографоване повітря. До речі, є ще один спосіб побачити повітря: поспостерігайте за мерехкотінням повітря над нагрітим асфальтом.

Дослідницьке завдання   „Чи можна почути повітря?”

Діяльність: запропонуйте дітям скласти у трубочку губи, з силою втягнути повітря.

Висновок: повітряний потік „звучить” і відчувається на губах.

Дослід. Надуйте щоки повітрям, а тепер натисніть на щоки пальцями. Що помітили?

Чи можна відчути повітря?

Діти, а як можна відчути повітря, можливо, діти здогадаються подути або створити „вітер” за допомогою аркуша чи зошита.  Якщо ні, то відгадайте  загадку:

Прийшов хтось та взяв щось;

бігти за ним – не знаю за ким,

бо пішов туди – не знаю куди.

Рукавом махнув, дерева нагнув. (Вітер)

       Увімкнути вентилятор і дати дітям відчути рух повітря.

Висновок: вітер – це рух повітря, який можна відчути.

Повітря рухається.

Повітря завжди находиться в русі.

Подивіться дослід, який доводить, що тепле повітря піднімається вгору.

Дослід  «Повітря рухається».

На демонстраційному столі горить свічка. На відстані підносимо папірець і помічаємо, що повітря рухається вгору. Отже, тепле повітря рухається вгору, а холодне — навпаки — вниз. 

Дослід. Тепле повітря піднімається вгору.

Поставимо свічку на поріг напіввідкритих дверей. Полум’я свічки відхилиться в бік класу. Холодне повітря знаходиться внизу і заходить в нижній частині дверей. Піднімемо свічку вгору. Полум’я свічки відхилиться в бік коридору. Це виходить із класу тепле повітря. Розмістимо свічку посеред дверей. Полум’я не відхиляється. Рух повітря майже не відбувається.

Зробимо з паперу «змійку». Потримаємо її над електричною плиткою. Спостерігайте, що буде відбуватися зі «змійкою». Поясніть свої спостереження. Висновок: «змійка» обертається завдяки теплому повітрю, яке піднімається вгору.

Прозоре повітря нагрівається не сонячними променями, а від земної поверхні.

Вам уже відомо, що повітря, так само як тверді та рідкі тіла, нагріваючись, розширюється. Воно стає менш щільним, а тому легшим. Тепле легке повітря піднімається вгору — відбувається висхіднхій рух   Холодне повітря більш щільне й важке. Тому воно опускається — відбувається ннзхідннк рух.

                    Мал. Нагрівання і переміщення повітря над суходолом та водною поверхнею

Подібні переміщення повітря відбуваються і в природі. Над екватором повітря добре прогрівається, стає легшим і піднімається вгору. Над полюсами, де протягом року температури низькі, повітря охолоджується, стає щільним і важким, а тому опускається.

Нагріваючись, повітря розширюється, стає легшим, а тому піднімається вгору (висхідний рух). Холодне повітря більш щільне й важке, тому воно опускається (низхідний рух).

Нагрівання й охолодження повітря над суходолом та водною поверхнею. Ви вже знаєте, що ділянки земної поверхні — суходіл і вода — нагріваються неоднаково. Протягом дня суходіл нагрівається швидше й дужче, ніж вода в річці або морі. Тому й повітря над ним нагріється швидше. Тепле повітря піднімається вгору. Над водною поверхнею у цей час повітря холодніше. Воно переміщується з моря на суходіл на місце теплого. Вночі все відбувається навпаки: суходіл охолоджується швидше, а вода охолоджується повільно й ще довго зберігає тепло. Холодніше повітря із суходолу переміщується у бік моря. Так народжується вітер — горизонтальний рух повітря.

Тепле повітря легше, ніж холодне. Воно піднімається вгору, а холодне опускається вниз.

Люди помітили цю властивість повітря і вирішили використовувати її для підйому вгору різних предметів. Так винайшли повітряну кулю. Вона рухалася туди, куди дме вітер. Незабаром учені створили повітряну кулю, яка була оснащена кермом, нею можна було управляти. Таку повітряну кулю назвали аеростат.

Завдяки руху повітря ми можемо відчувати запахи на відстані.

        Як ви гадаєте, повітря має запах? Ні, але у повітрі легко й швидко поширюється запах духів і аромат квітів. Цілюща ранкова свіжість травня сповнена ароматом квітучої весни. В розпалі літа повітря ніби настояне на травах. Восени, коли небо вкрите свинцевими хмарами, віє свіжістю і прохолодою. А як легко дихається після грози? Ні з цим не зрівняється запах першого снігу, коли свіжий вітерець грайливо змітає перші сніжинки і холодить обличчя. В сонячні березневі дні нас бадьорить особлива свіжість талого снігу.

Отже, повітря має такі властивості: воно прозоре, без кольору, без запаху, легше від води, заповнює всі порожнини, знаходиться у ґрунті, воді.

Повітря займає місце.

Дослід 1 (проводить учитель)

Склянку догори дном опустіть у широку посудину з водою. Ви відчуєте опір: повітря „не пускає” воду в склянку. Нахиліть склянку, не виймаючи її з води. Зі склянки піднімуться бульбашки повітря, а вода затікатиме у склянку, але не наповнить її повністю.

Висновок: повітря, як усі тіла навколо нас, займає частину простору. Воно пружне.

Дослід 2 (проводять учні)

Опустити соломинку у воду, затиснувши кінець пальцем. Вода не входить у соломинку, не пускає повітря.

Висновок. Повітря займає місце.

Дослід

Ударимо м’ячем об підлогу. Повітря в м’ячику стискається. Але оскільки повітря пружне, воно прагне розширитися, і м’яч і силою відскакує від підлоги.

Висновок. Повітря стискується і пружне.

Висновок. Люди заповнюють м'яч чи шини велосипеда та автомобіля повітрям, бо знають, що воно може стискатися та бути пружним. Завдяки такій властивості повітря м'яч високо стрибає та пружинять шини автомобіля. Стиснене повітря також розпилює з балончика фарби чи парфуми.

Дослід "Розширення та стискання повітря".

1. У склянку з водою опустимо догори дном колбу так, щоб у неї не зайшла вода.

Будемо нагрівати колбу руками.

З неї виходять буль­башки повітря. Чому?

2.Не виймаючи колби з води, покладемо на неї холодну вологу тканину. В колбу почне набиратися вода. Чому?

При нагріванні повітря розширюється, а при охолодженні стискається.

Експеримент «Об’єм теплого повітря»

      «Чудеса», які здатне творити повітря.   Його поведінка змінюється залежно від температури. Чи можливо це?  Що станеться з повітряною кулькою, якщо нагріти повітря всередині неї.

Що вам знадобиться для експерименту: Порожня склянка або пластикова пляшка, повітряна кулька, посудина з гарячою водою (але не окропу).

Що вам треба буде робити:

1. Візьміть порожню скляну або пластикову пляшку, на край шийки пляшки натягніть повітряну кульку і щільно притисніть.  Все повинно бути герметичним, щоб об'єм повітря у пляшці залишився незмінним.

2. Почекайте трохи, щоби поспостерігати, чи відбудеться щось саме по собі. 

3. Поставте пляшку разом з натягнутою на неї кулькою в каструлю з гарячою водою.   Уважно стежить за тим, що відбуватиметься з кулькою.

4. За кілька хвилин опишіть результат експерименту. Що сталося з кулькою? Чому кулька почала надуватися. Звідки в ній з'явилось повітря?

5. Поставте пляшку з кулькою в посудину з холодною водою,    спостерігайте зворотний процес. Зробіть висновки.

Що відбувається?

Коли повітря всередині пляшки нагрівається, воно починає розширюватись. Оскільки з підвищенням температури збільшується кінетична енергія молекул повітря, вони починають рухатися швидше й віддаляються одна від одної. Відстань між молекулами збільшується, і це змушує повітряну кульку розтягуватися. При цьому кількість повітря всередині кульки та пляшки залишається тією ж, що й була, воно просто розширюється при нагріванні й займає більший об’єм.

Отже, тепле повітря займає більший простір, ніж та ж кількість холодного повітря. Тепле повітря важить менше, ніж холодне, що займає той же простір, оскільки в ньому менше молекул. Цей принцип можна спостерігати в дії, якщо полетіти на повітряній кулі.

Чи можна стиснути повітря?

Дослід . Візьмемо порожню пластмасову пляшку з-під води, закриємо її щільно пробкою і натиснемо на неї з боків. Помітно стиснути пляшку не вдається. Це тому, що вона не порожня, як здавалося, а заповнена повітрям. Через пробку воно не може поширитися назовні. Відкриємо пробку і повторимо стиснення. Це вдається зробити без особливих зусиль.

Повітря має вагу

Дослід "Чи має повітря вагу?".

• Візьми дві кульки, однакові за розмірами, дві нитки однакової довжини, щоб перев’язати надуті кульки, лінійку, голку.

• Прив’яжи надуті кульки на кінцях лінійки так, щоб вона врівноважилася на пальці. Одну з кульок обережно проткни голкою. Зверни увагу, як ціла кулька потягне край лінійки донизу.

Повітря має ще одну цікаву властивість, дуже важливу для людей, тварин, рослин. Дізнатися про неї допоможе дослід.

      Візьмемо дві склянки з гарячою водою. Виміряємо температуру води в них. Одну склянку залишимо відкритою. Другу — накриємо більшою склянкою. Через деякий час знову виміряємо температуру води в обох склянках. Порівняй температуру води в обох склянках. Поміркуй, чому вона стала різною.

     У накритій склянці вода залишилася гарячою тому, що між склянками було повітря. А повітря погано проводить тепло.

Цю властивість повітря можна часто спостерігати в природі. На зиму у звірів відростає густа шерсть, а в птахів з'являється пух. Між густими шерстинками і пушинками є багато повітря. Воно зберігає тепло тіла тварин.

Узимку деякі трав'янисті рослини — озима пшениця, жито, суниці, копитняк не відмирають і залишаються зеленими. Але не гинуть вони тільки тоді, коли вкриті товстим пухким шаром снігу. Чому?

Якщо сніг пухкий, то між сніжинками багато повітря, яке погано проводить тепло. Тепло зберігається біля рослин і зігріває їх під час морозу.

Спостереження. Чому у вікнах школи (і вдома) – подвійні рами? Що між рамами не випускає назовні тепло і не дає холоду зайти у приміщення?

Висновок: повітря – поганий провідник тепла.   Наприклад, земля під снігом не замерзає, бо між сніжинками – повітря; пташки у мороз набуньбучуються; ми одягаємо декілька шарів одягу (хоча би три), між ними – повітря.

Досліджуємо склад повітря

  Можливо, вам відомо, які гази входять до складу повітря?

Для того, щоб дізнатися про склад повітря, який сьогодні відомий  кожному школяреві, вченим знадобилося багато часу.

Античні вчені відносили повітря до однієї з 4-х стихій, які дають початок всьому існуючому на Землі.

Алхіміки повітря вважали індивідуальною речовиною і позначали його таким символом:

І лише в 1775 році французький вчений – Антуан Лоран Лавуазьє здійснив історичний дослід, який довів, що повітря – не індивідуальна речовина, а суміш газів.

       Експериментальна задача. В трьох колбах знаходяться: в одній – повітря, в другій – вуглекислий газ, в третій – кисень. Як розпізнати, де який газ? Розв’яжіть задачу усно, а потім виконайте її практично. Гази розпізнаються за допомогою палаючої скіпки: в вуглекислому газі – скіпка згасне, в кисні – спалахне, в повітрі – горітиме без змін.

Тліюча скіпка спалахне, якщо вміст кисню перевищує 28% і погасне, якщо кисню менше 16%. Зверніть увагу – в останньому випадку газова суміш непридатна для дихання. Кожного разу спускаючись для якихось робіт у глибоку яму, колодязь, водозбірний колектор, де можуть зібратися вуглекислий газ або сірководень, варто перевірити, чи придатне там повітря для дихання цим нескладним способом. Що спільного між усіма складниками повітря?

Очікувані відповіді:

Всі газоподібні речовини, які входять до складу повітря, мають спільні ознаки. Вони невидимі, прозорі й безбарвні, тому незважаючи на те, що людина живе на дні “повітряного океану”, вона вивчила повітря, що її оточує, значно пізніше, ніж інші речовини. Це пояснюється тим, що повітря

невидиме, не має ні запаху, ні смаку.

Людина і тварини можуть прожити певний час без їжі і води (кілька днів), але вони гинуть через кілька хвилин, якщо їх позбавити повітря. Це означає, що людство повинне особливу увагу приділяти тому, без чого життя неможливе. Проблему охорони повітря від забруднення розв’язують усі країни.

ПОВIТРЯ I ТВОЄ ЗДОРОВ’Я

На твоє здоров’я впливає якість повітря, яким ти дихаєш. Жителі сіл і невеликих містечок мають перевагу: ліси виділяють багато кисню, річки і озера наповнюють повітря вологою, польовий вітер перемішує повітряні маси.

Повітря у місті, навпаки, заповнене пилом, бактеріями, цигарковим і автомобільним димом. Дрібнесенькі частинки, які кружляють у повітрі, осідають на вулицях, на будинках, у наших квартирах. Пил треба відразу ж прибрати за допомогою вологої ганчірки. Науковці з’ясували, що з кожним вдихом міський житель поглинає 280 тис. пилинок, а видихає щоразу лише 80 тис. Щодня після школи витирай пил у своїй кімнаті, і твоє дихання буде чистішим і вільнішим.

Регулярно провітрюй квартиру. Треба, щоб повітря у кімнаті змінювалося, циркулювало. Провітрюй приміщення вранці і перед сном. Не відчиняй вікна у час пік (особливо, якщо вони виходять на вулицю), бо у квартиру потраплять вихлопи автомобілів.

Гуляти на свіжому повітрі дуже корисно. Що більше часу ти проводиш на вулиці, то краще. Повітряні маси циркулюють, тому на вулиці чистіше, ніж у квартирі. Під час прогулянки твої легені наповняться чистим повітрям, а в мозок потрапить нова порція кисню. У тебе буде добрий апетит і міцний сон. Намагайся гуляти в парку, а у вихідні виїжджай з батьками за місто, на дачу, в ліс. Канікули по можливості проводь у селі. Навіть за місяць часу подалі від вихлопів і смогу міста твій імунітет зміцніє і зросте опірність хворобам.

Коротко про головне:

Повітря – це суміш газів. До складу повітря входять азот, вуглекислий газ, кисень.

Більшу частину вашого повітря, ¾ (три чверті), становить газ, який називається «азот». Але для дихання вам потрібен інший газ – кисень. Його в складі повітря трохи менше ¼ частини. Іншу частину повітря займає вуглекислий газ. Вуглекислий газ ви виділяєте при диханні.

Значення повітря в природі і житті людини

1) Повітря необхідне людині для дихання

2) Повітря необхідне рослинам для фотосинтезу

3) Повітря необхідне тваринам для дихання

4) Повітря необхідне для дихання мешканців водного середовища

5) Повітря використовують в промисловості для спалювання палива

6) Повітря використовують в побуті для спалювання палива

7) Під дією повітря і бактерій віджилі органічні речовини перетворюються в мінеральні сполуки.

8) Повітря необхідне для вивітрювання гірських порід і для грунтоутворення

Також завдяки повітрю літають літаки, вертольоти, птиці. Підйомна сила, що утримує їх в польоті, виникає за рахунок обтікання повітрям вигнутих поверхонь їх крил.

Домашнє завдання: опрацювати параграф 34 та виконай  дослідницьке завдання:     1. „Куди сховалося повітря?”

Матеріали: цукор-рафінад, чай.

Діяльність: вкинь грудочку цукру-рафінаду до склянки з чаєм. Зверни увагу на бульбашки, що піднімаються на поверхню.

 Це сховалося у дрібнесеньких порах повітря. Вода потрапляє всередину грудочки, де причаїлися маленькі легкі бульбашки повітря, і витісняє їх. Прислухайся – і ти почуєш тихе шипіння, що супроводжує цей процес.

Дослід 2. Потримаємо тарілку над запаленою свічкою.

Уявіть, що тарілка це повітря, а свічка, яка горить, димарі заводів, ТЕЦ, вихлопні труби автомобілів, літаків. Переверніть тарілку, подивіться на неї.  Які висновки можна зробити з досліду?

Дно тарілки стало чорним — таким стає повітря при забрудненні його відходами згоряння.

У містах будується багато заводів. З їх труб у повітря піднімається дим, у якому багато пилу отруйних речовин, шкідливих для здоров’я всіх живих істот.

Вихлопні гази автомашин так само забруднюють повітря. Спалювання опалого листя дерев призводить до забруднення повітря.

        Дослід 3. Вийти сухим з води

Підготуйте: склянку, серветку або папірець, грудку пластиліну, миску з водою. Чи можна дістати папірець (серветку) з води сухим? На перший погляд здається, що ні. Але спосіб зробити це є.

Прикріпіть папірець пластиліном до дна склянки. Занурте її в миску з водою, тримаючи дном догори. Чому папір не намокає? Його захищає шар повітря!

Подумай.  Чим відрізняється зимова куртка від осінньої чи літньої?  У зимовій куртці є пух чи пористий матеріал синтепон. Такі матеріали вміщують між волосинками або в порожнинах багато повітря, яке зберігає ваше тепло й не пропускає холод. Отже, взимку вам не холодно в пуховому чи хутряному вбранні завдяки повітрю.

Використані джерела:

https://www.pinterest.ru/pin/635852041109142664

https://volynonline.com/volinyan-poperedzhayut-pro-silni-porivi-vitru

https://dovidka.biz.ua/rozpovid-pro-povitrya

uk.wikipedia.org

Підручник «Пізнаємо світ», 5 клас  Біда Д.Д.,Гільберг Т.Г.,Колісник Я.В.