Что такое воздух: естествознание для взрослых. Все об атмосферном воздухе II. Изучение нового материала

В состав воздуха входит множество элементов, которые во многом определяют жизнедеятельность человеческого организма, делая ее лучше или хуже. Окись углерода, вырабатываемая двигателями автомобилей, курении табака, негативно влияет на здоровье человека. Повышенное количество этого газа в воздухе может вызывать тошноту, головную боль, сонливость. В состав воздуха входит и видимый нами элемент – пыль, которая представляет собой частицы минерального и органического происхождения. Важнейшей составляющей воздуха является кислород. Достаточное его количество обеспечивает человеку нормальное дыхание и функционирование легких и кровеносной системы. Больше всего в воздухе содержится азота. Этот газ служит разбавителем других газов. В результате дыхания образуется углекислый газ, который входит в состав воздуха наряду с промышленными выбросами. Его используют при искусственном дыхании, и, кроме того, уровень углекислого газа показывает уровень загрязнения воздуха. Помимо перечисленных газов в состав атмосферы также входит сернистый газ и окись углерода (образуется при неполном сгорании органических веществ). Перечисленные газы составляют основу воздушной смеси, однако процентное соотношение их может меняться, например, в городах с высоким содержанием углекислого газа. В среднем же соотношение газов атмосферного воздуха таково: 78% азота, 21% кислорода, около 0,035% углекислого газа, примерно 1% , озона, инертных газов. Наконец, помимо газов в состав воздуха всегда входит незначительное количество паров воды.

Примеси

В воздушную среду поступает множество механических примесей в результате сгорания органических и неорганических веществ, промышленных отходов в виде дыма, копоти, сажи, мелких частиц почвы. Если в определённом районе преобладает песочная почва, то значительно повышается запыленность почвы. Заасфальтированные дороги, наоборот, снижают уровень запыленности, однако сам процесс строительства сам по себе приводит к значительному загрязнению воздуха копотью.

Воздушная оболочка может содержать в себе и различные микроорганизмы, в том числе микробы, бактерии, грибки, вирусы, дрожжевые клетки. Именно поэтому возможно заражение простудой в плохо проветриваемом помещении с большим скоплением людей, где концентрация микроорганизмов значительно превышает норму. В таких условиях не только чихнувший человек, но и просто говорящий разбрызгивает мельчайшие капельки, которые с воздухом распространяются на расстояние до 10 метров.

Его нельзя потрогать и нельзя увидеть, а главное, чем мы ему обязаны - жизнь . Конечно, это воздух, который занимал не последнее место в фольклоре каждого народа. Как представляли его люди древности, и что он представляет из себя на самом деле - об этом я напишу ниже.

Газы, из которых состоит воздух

Естественная смесь газов называется воздухом. Его необходимость и значение для живого трудно недооценить - он играет важную роль в окислительных процессах , которые сопровождаются выделением необходимой для всего живого энергии. Путем экспериментов ученые смогли определить точный его состав, но главное, что необходимо понять - это не однородное вещество, а газовая смесь . Около 99% состава - смесь кислорода и азота, а в целом воздух образует атмосферу нашей планеты. Итак, смесь состоит из следующих газов:

метан;
криптон;
гелий;
ксенон;
водород;
неон;
углекислый газ;
кислород;
азот;
аргон.

Нужно отметить, что состав не является постоянным и может значительно отличаться на разных участках. Например, большие города отличаются большим содержанием углекислого газа. В горах будет наблюдаться пониженный уровень кислорода , поскольку этот газ тяжелее азота, и по мере восхождения плотность его будет падать. Наука утверждает, что состав может отличаться в разных частях планеты от 1% до 4% для каждого из газов .

Кроме процентного соотношения газов, воздух характеризуется по следующим параметрам:

влажность;
температура;
давление.

Воздух постоянно находится в движении , образуя вертикальные потоки. Горизонтальные - ветры, зависят от определенных природных условий, поэтому могут иметь разные характеристики скорости, силы и направления.

Воздух в фольклоре

Легенды каждого народа наделяют воздух некими «живыми» качествами . Как правило, духи этой стихии представляли собой неуловимых и невидимых созданий. Согласно легендам, они населяли вершины гор или облака , и отличались предрасположенностью к человеку. Именно они, как считалось, творили снежинки и собирали облака в тучи, летая по небу на ветрах.

Египтяне считали воздух символом жизни , а индийцы полагали, что выдох Брахмы - жизнь , а вдох, соответственно - смерть. Что касается славян, то воздух (ветер) занимал чуть ли не центральное место в легендах этого народа. Он мог слышать, а иногда даже исполнять небольшие просьбы. Однако не всегда он был добр, иногда выступая на стороне сил зла в виде злого и непредсказуемого странника .

Цель урока: сформировать знания о составе и свойствах воздуха.

Задачи урока:

Раскрыть особенности газов, входящих в состав атмосферы, и их значение в природе и в жизни человека.
Раскрыть экологические проблемы, влияющие на изменение состава и свойств воздуха.
Способствовать формирован6ию у учащихся целостной картины мира благодаря использованию межпредметных связей биологии, химии, экологии.
Развивать умение искать, находить и презентовать информацию с использованием ИКТ.
Развивать умение в постановке простейших экспериментов.
Развивать умение работать в группах.
Способствовать формированию активной жизненной позиции учащихся в деле охраны природы.

Оборудование:

учебник природоведение для 5 класса (авторы: Пакулова В.М., Иванова Н.В.);
схемы «Круговорот азота», «Производители и потребители кислорода»;
пробирки с известковой водой, стеклянные трубочки, резиновая груша;
рисунки с изображением экологических проблем, дидактический материал.

Ход урока

Класс заранее делится на 4 группы.

I. Актуализация опорных знаний.

Ребята, сегодняшний урок я бы хотела начать с загадки:

Есть невидимка
В дом не просится,
А прежде людей
Бежит, торопится. (Ответы учащихся.)

Конечно же речь идет о воздухе.

Ответьте на вопросы:

Как называется воздушная оболочка Земли?
Какое значение имеет атмосфера?
В каком слое атмосферы протекает жизнь всех живых организмов? Почему?

Тема нашего урока «Воздух – смесь различных газов. Охрана воздуха». (Ученики записывают тему урока в тетрадь.)

II. Изучение нового материала.

1) Состав воздуха.

Воздух окружает нас повсюду. Он необходим для жизни всем живым организмам.

Какие газы входят в состав воздуха? (Ответы учащихся.)

Чтобы выяснить, какие еще газы есть в воздухе обратимся к рис 38 на с. 67.

Каких газов в воздухе содержится больше всего?

Какую долю занимает азот?

Какую долю занимает кислород?

Исходя из сказанного, делаем вывод: воздух – это смесь различных газов. (Ответы учащихся.)

А мы помним, что вещества, входящие в состав смесей, сохраняют свои свойства.

Познакомимся со свойствами отдельных газов.

2) Азот.

(Сообщение ученика.)

В воздухе наибольший объём занимает газ азот. В переводе с латинского «азот» означает «безжизненный» т.к. еще в 18 веке Д. Резерфорд К. Шееле, а позднее и Лавуазье в составе воздуха был обнаружен газ, который не поддерживает горения и дыхания.

Азот выделяется в атмосферу из земной коры как продукт жизнедеятельности микроорганизмов. В составе горных пород химического элемента азота содержится в 50 раз больше чем в атмосфере.

Азот, как химический элемент, очень важен для живых организмов т.к. он входит в состав белков. Но большинство живых организмов не могут усваивать его из атмосферы. Лишь некоторые бактерии способны потреблять его из воздуха. Во время грозы в атмосфере проскакивают мощные электрические разряды под воздействием которых образуются сложные соединения азота. С атмосферными осадками они попадают в почву. Растения поглощают азот из почвы, а животные – поедая растения или других животных, которые питаются растениями. Когда живые организмы погибают, их тела разлагаются, а азот поступает обратно в почву.

(Демонстрируется схема «Круговорот азота в природе».)

Какое название можно дать процессу, описанному и показанному на этой схеме? (Ответы учащихся.)

3) Кислород.

Кислород составляет пятую часть воздуха. По своим свойствам он отличается от азота.

Какие свойства кислорода нам известны? (Поддерживает горение и дыхание.)

Что общего между двумя этими явления? (Используется кислород, происходит окисление, выделяется энергия.)

При недостатке кислорода нарушается функционирование всех органов у организмов, которые используют его для дыхания, а таких большинство.

Давайте обратимся к истории открытия кислорода (работа с учебником с.67-68).

4) Экспериментальное доказательство наличия кислорода в воздухе.

Как доказать наличие кислорода в воздухе? (Зажечь спичку, свечу.)

Демонстрация опыта учителем: зажечь свечу и накрыть стеклянным колпаком.

Почему свеча гаснет?

Какой газ образуется при горении?

Поддерживает ли он горение и дыхание? (Ответы учащихся.)

5) Экспериментальное доказательство наличия углекислого газа в атмосферном воздухе.

Чтобы доказать наличие углекислого газа нам понадобится известковая вода. Это прозрачный раствор. При её взаимодействии с углекислым газом образуется белое вещество, поэтому происходит помутнение известковой воды.

Демонстрация опыта учителем: при помощи резиновой груши пропустить несколько раз воздух через известковую воду (наблюдается помутнение).

6) Экспериментальное доказательство наличия углекислого газа в выдыхаемом воздухе.

Перед вами пробирки с известковой водой. Предлагаю вам сделать глубокий вдох и медленно через трубочку выдохнуть воздух в пробирку. При этом необходимо соблюдать правила техники безопасности – вдыхать через трубочку нельзя !

(Проведение опыта учащимися по группам.)

Какой вывод можно сделать о содержании углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе?

Вывод : во вдыхаемом воздухе углекислого газа меньше чем в выдыхаемом.

Почему необходимо проветривать кабинет во время перемен?

7) Относительное постоянство содержания кислорода и углекислого газа в атмосфере.

На земле огромное количество потребителей кислорода.

Почему его содержание в атмосфере относительно постоянно?

Работа со схемой «Потребители и производители кислорода».

Интересные сведения. Растения суши вырабатывают ежегодно 53 млрд. тонн кислорода, а водоросли почти в 10 раз больше.

8) Экологические проблемы, влияющие на состав и свойства воздуха.

Да, растения поддерживают относительное постоянство кислорода в атмосфере, но существуют проблемы, которые вызваны деятельностью человека и влияют на изменение состава и свойств воздуха.

Заслушивание сообщений и просмотр презентаций учащихся (от группы) по темам:

Разрушение озонового слоя.
Вырубка лесов. Лесные пожары.
Глобальное потепление.
Загрязнение воздуха химическими отходами.

9) Примеси в воздухе.

Какие примеси содержатся в воздухе? (Ответы учащихся.)

Водяные пары определяют влажность воздуха.

Где влажность воздуха выше всего?

Интересные сведения. Бывают в воздухе и необычные примеси. Летом 1933 г. в Приморском крае с неба падали морские медузы, а в 1974 г. в пригороде Ашхабада шел дождь из живых лягушек.

В чем причина этих необычных дождей?

III. Закрепление.

Сегодня вы получили много информации о воздухе. И как говорил Конфуций:

«Я слышу, и я забываю.
Я вижу, и я помню.
Я делаю, и я понимаю».

Поэтому я предлагаю вам, работая в группах, выполнить несколько заданий (задания распределяются между учащимися в группах).

Задание 1. Заполните таблицу.

Название газа	Окраска	Запах	Поддерживает ли горение	Поддерживает ли дыхание	Содержание в воздухе

Задание 2. Проанализируйте информацию. Ответьте на вопросы.

Воздух довольно хорошо растворяется в воде, особенно в холодной. В нём кислорода не 1/5, как в атмосфере, а 1/3. Если ледяную воду поставить в теплое место, на стенках сосуда появятся пузырьки воздуха.

Чем дышат рыбы?
Можно ли в аквариум наливать кипяченую воду?

Задание 3. Ваши предложения по сохранению состава воздуха. Ваш личный вклад.

Заслушивание ответов учащихся по группам.

IV. Итог урока.

Оценивание деятельности учеников.

Домашнее задание: параграф 16; составить «Сборник пословиц, поговорок, загадок о воздухе»; сочинить стихотворение или сказку о воздухе (по желанию).

Вы молодцы! Спасибо за плодотворную совместную работу.

основной газ в воздухе

Альтернативные описания

Газ, делающий металл хрупким

Газ, из которого на 78% состоит воздух

Главный «воздушный наполнитель»

Главный компонент вдыхаемого вами воздуха, которым в чистом виде дышать нельзя

Компонент воздуха

Удобрение, витающее в воздухе

Химический элемент - основа ряда удобрений

Химический элемент, один из основных питательных веществ растений

Химический элемент, составная часть воздуха

Нитрогениум

Жидкий хладагент

Химический элемент, газ

Магический меч Парацельса

На латыни этот газ называется «nitrogenium», то есть «рождающий селитру»

Название этого газа произошло от латинского слова «безжизненный»

Этот газ - составляющая воздуха практически отсутствовал в первичной атмосфере Земли 4,5 млрд. лет назад

Газ, чья жидкость служит для охлаждения сверхточных приборов

Какой газ в жидком состоянии хранят в сосуде Дьюара?

Газ, заморозивший Терминатора II

Газ-охладитель

Какой газ тушит огонь?

Самый распространенный элемент в атмосфере

Основа всех нитратов

Химический элемент, N

Замораживающий газ

Воздух на три четверти

В составе аммиака

Газ из воздуха

Газ под номером 7

Элемент из селитры

Популярнейший газ

Элемент из нитратов

Жидкий газ из сосуда

Газ №1 в атмосфере

Удобрение в воздухе

78% воздуха

Газ для криостата

Почти 80% воздуха

Самый популярный газ

Распространенный газ

Газ из сосуда Дьюара

Главный компонент воздуха

. «N» в воздухе

Нитроген

Воздушный компонент

Древний богатый филистимский город, с храмом Дагона

Большая часть атмосферы

Преобладает в воздухе

Следом за углеродом в таблице

Между углеродом и кислородом в таблице

7-й у Менделеева

Перед кислородом

Предшественник кислорода в таблице

Газ, отвечающий за урожай

. «безжизненный» среди газов

Вслед за углеродом в таблице

Пес из палиндрома Фета

Газ - компонент удобрений

До кислорода в таблице

После углерода в таблице

78,09% воздуха

Какого газа больше в атмосфере?

Какой газ витает в воздухе?

Газ, занимающий большую часть атмосферы

Седьмой в строю химических элементов

Хим. элемент №7

Составная часть воздуха

В таблице он после углерода

Нежизненная часть атмосферы

. «рождающий селитру»

Закись этого газа - «вселящий газ»

Основа земной атмосферы

Большая часть воздуха

Часть воздуха

Преемник углерода в таблице

Безжизненная часть воздуха

Седьмой в менделеевском строю

Газ в составе воздуха

Основная масса воздуха

Седьмой химический элемент

Около 80% воздуха

Газ из таблицы

Газ, существено влияющий на урожай

Главный компонент нитратов

Основа воздуха

Главный элемент воздуха

. «нежизненный» элемент воздуха

Менделеев назначил его седьмым

Львиная доля воздуха

Седьмой в менделеевской шеренге

Главный газ в воздухе

Седьмой в химическом строю

Основной газ воздуха

Главный газ воздуха

Между углеродом и кислородом

Инертный при нормальных условиях двухатомный газ

Самый распространенный на Земле газ

Газ, основной компонент воздуха

Химический элемент, газ без цвета и запаха, главная составная часть воздуха, входящий также в состав белков и нуклеиновых кислот

Наименование химического элемента

. "N" в воздухе

. "Безжизненный" среди газов

. "Нежизненный" элемент воздуха

. "Рождающий селитру"

7-я графа Менделеева

Большая часть вдыхаемого воздуха

Входит в состав воздуха

Газ - компонент удобрений

Газ, существенно влияющий на урожай

Главная состав. часть воздуха

Главная часть воздуха

Главный "воздушный наполнитель"

Закись этого газа - "вселящий газ"

Какого газа больше в атмосфере

Какой газ в жидком состоянии хранят в сосуде Дьюара

Какой газ витает в воздухе

Какой газ тушит огонь

М. химич. основание, главная стихия селитры; селитротвор, селитрород, селитряк; он же главная, по количеству, составная часть нашего воздуха (азота объемов, кислорода Азотистый, азотный, азотовый, азот в себе содержащий. Химики различают этими словами меру или степени содержания азота в сочетаниях его с другими веществами

На латыни этот газ называется "nitrogenium", то есть "рождающий селитру"

Название этого газа произошло от латинского слова "безжизненный"

Основной компонент вдыхаем. воздуха

Перед кислородом в таблице

Последыш углерода в таблице

Седьмая графа Менделеева

Химическ. элемент с кодовым именем 7

Химический элемент

Что за химический элемент №7

Входит в состав селитры

Воздух - неотъемлемое условие жизни подавляющего числа организмов на нашей планете.

Без еды человек может прожить месяц. Без воды - три дня. Без воздуха - всего несколько минут.

История исследования

Не все знают, что главный компонент нашей жизнедеятельности - крайне неоднородное вещество. Воздух - это смесь газов. Каких именно?

Долгое время считалось, что воздух представляет собой единую субстанцию, а не смесь газов. Гипотеза неоднородности появлялась в научных трудах многих ученых в разное время. Но дальше теоретических догадок никто не продвигался. Только в восемнадцатом веке шотландский химик Джозеф Блэк экспериментально доказал, что газовый состав воздуха неоднороден. Открытие было произведено в ходе очередных опытов.

Современные ученые доказали, что воздух - это смесь газов, состоящая из десяти основных элементов.

Состав отличается в зависимости от места концентрации. Определение состава воздуха происходит постоянно. От этого зависит здоровье людей. Воздух - смесь каких газов?

На возвышенностях (особенно в горах) малое содержание кислорода. Такая концентрация называется «разреженный воздух». В лесах, наоборот, содержание кислорода максимальное. В мегаполисах повышено содержание углекислого газа. Определение состава воздуха - одна из важнейших обязанностей экологических служб.

Где можно использовать воздух

Сжатую массу используют при закачивании воздуха под давлением. Установка до десяти бар установлена на любой станции шиномонтажа. Воздухом накачивают шины.
Рабочие используют отбойные молотки, пневматические пистолеты для быстрого съема/монтажа гаек и болтов. Для такого оборудования характерен малый вес и высокий коэффициент полезного действия.
На производствах, использующих лаки и краски, применяется для ускорения процесса сушки.
На автомойках сжатая воздушная масса помогает в быстрой просушке автомобилей;
Производственные предприятия пользуются сжатым воздухом при очистке инструментов от любых видов загрязнений. В таким образом можно очистить от стружки и опилок целые ангары.
Нефтехимическая промышленность уже не представляется без оборудования для продувания трубопроводов перед первым пуском.
При производстве оксидов и кислот.
Для повышения температуры технологических процессов;
Из воздуха добывают ;

Зачем нужен воздух живым существам

Основная задача воздуха, а точнее, одного из основных компонентов - кислорода - проникать в клетки, вследствие чего способствовать процессам окисления. Благодаря этому организм получает важнейшую для жизнедеятельности энергию.

Воздух попадает в тело через легкие, после чего распределяется по организму при помощи кровеносной системы.

Воздух - смесь каких газов?. Рассмотрим их подробнее.

Азот

Воздух - смесь газов, первым из которых является азот. Седьмой элемент периодической системы Дмитрия Менделеева. Первооткрывателем считается шотландский химик Даниил Резерфорд в 1772 г.

Входит в состав белков и нуклеиновых кислот человеческого организма. Хоть его доля в клетках невелика - не более трех процентов, газ имеет важнейшее значение для нормальной жизнедеятельности.

В составе воздуха его содержание - более семидесяти восьми процентов.

В нормальных условиях не имеет цвета и запаха. Не вступает в соединения с другими химическими элементами.

Наибольшее количество азота используют в химической промышленности, в первую очередь при изготовлении удобрений.

Используется азот в медицинской промышленности, при производстве красителей,

В косметологии при помощи газа лечат угри, рубцы, бородавки, систему терморегуляции организма.

С применением азота синтезируют аммиак, изготовляют азотную кислоту.

В химической промышленности кислород используется для окисления углеводородов в спиртах, кислотах, альдегидах, производства азотной кислоты.

Рыбная промышленность - насыщение кислородом водоемов.

Но наибольшее значение газ имеет для живых существ. При помощи кислорода организм может утилизировать (окислять) нужные белки, жиры и углеводы, превращая их в необходимую энергию.

Аргон

Газ, входящий в состав воздуха, находится на третьем месте по важности - аргон. Содержание не превышает одного процента. Является инертным газом без цвета, вкуса и запаха. Восемнадцатый элемент периодической системы.

Первое упоминание приписывается английскому химику в 1785 году. А лорд Лэрей и Уильям Рамзай получили Нобелевские премии за доказательство существования газа и опыты с ним.

Области применения аргона:

лампы накаливания;
заполнение пространства между стекол в пластиковых окнах;
защитная среда при сварке;
средство пожаротушения;
для очистки воздуха;
химический синтез.

Человеческому организму особой пользы не приносит. При высокой концентрации газа приводит к удушению.

Баллоны с аргоном серого или черного цвета.

Остальные семь элементов составляют 0,03% в воздухе.

Углекислый газ

Углекислый газ в составе воздуха не имеет цвета и запаха.

Образуется вследствие гниения или горения органических материалов, выделяется при дыхании и работе автомобилей и другого транспорта.

В теле человека образуется в тканях вследствие процессов жизнедеятельности и переносится по венозной системе в легкие.

Имеет положительное значение, т.к. при нагрузках расширяет капилляры, что обеспечивает возможность большей транспортировки веществ. Положительно влияет на миокард. Способствует увеличению частоты и силы нагрузки. Используется при коррекции гипоксии. Участвует в регуляции дыхания.

В промышленности углекислый газ получают из продуктов горения, как побочный газ химических процессов или при разделении воздуха.

Применение крайне широко:

консервант в пищевой промышленности;
сатурация напитков;
огнетушители и системы пожаротушения;
подкормка аквариумных растений;
защитная среда при сварке;
применение в баллончиках для газового оружия;
хладагент.

Неон

Воздух - смесь газов, пятым из которых является неон. Был открыт значительно позже - в 1898 году. Название переводится с греческого как «новый».

Одноатомный газ, который не имеет цвета и запаха.

Обладает высокой электропроводностью. Имеет завершенную электронную оболочку. Инертен.

Получают газ при помощи разделения воздуха.

Применение:

Инертная среда в промышленности;
Хладагент в криогенных установках;
Наполнитель газоразрядных ламп. Нашел широкое применение благодаря рекламе. Большинство цветных вывесок сделано при помощи неона. При пропускании электрического разряда лампы дают яркое цветное свечение.
Сигнальные огни на маяках и аэродромах. Хорошо себя зарекомендовали при сильных туманах.
Элемент воздушной смеси для людей при работе с высоким давлением.

Гелий

Гелий - одноатомный газ без цвета и запаха.

Применение:

Подобно неону, при пропускании электрического разряда дает яркий свет.
В промышленности - для удаления примесей из стали при выплавке;
Хладагент.
Наполнение дирижаблей и аэростатов;
Частично в смесях для дыхания при глубоких погружениях.
Теплоноситель в ядерных реакторах.
Главная детская радость - летающие воздушные шарики.

Для живых организмов особой пользы не представляет. В высокой концентрации может вызвать отравление.

Метан

Воздух - смесь газов, седьмым из которых является метан. Газ без цвета и запаха. В больших концентрациях взрывоопасен. Поэтому для индикации в него добавляют одоранты.

Используется чаще всего как топливо и сырье в органическом синтезе.

Домашние печи, котлы, газовые колонки работают преимущественно на метане.

Продукт жизнедеятельности микроорганизмов.