Повітря – це те, що ми постійно оточуємо. Воно невидиме, але всеодно дуже важливе для нашого життя. Завдяки повітрю ми дихаємо, літаємо в повітряних кулях і радіохвилі проникають до нашого радіо або телефону. Але чи знаєте ви, що з повітрям відбуваються цікаві речі, коли його нагрівають або охолоджують?
Коли нагрівають повітря, воно починає розширюватися. Це означає, що його частинки рухаються швидше і займають більше місця. Завдяки цьому нагріте повітря стає легкішим і піднімається вгору. Саме цей процес спричиняє виникнення теплових струмів, які ми називаємо терміками. Наприклад, подивіться, як пташка літає, кружляючи навколо невеликого вогнища. Діти, це називається терміком!
З іншого боку, коли повітря охолоджується, воно починає стискатись і стає важчим. Це означає, що його частинки рухаються повільніше й ближче одна до одної. Коли охолоджене повітря стикається з нагрітим повітрям, воно виглядає як туман або хмара. Діти, це називається конденсацією! Заманливо, чи не так?
Усе це звучить досить цікаво, чи не так? Нагрівання і охолодження повітря – це процеси, які ми можемо спостерігати довкола себе у повсякденному житті. А тепер, коли знаєте, як вони працюють, спробуйте відшукати їх в реальному світі! Звідки береться вітер? Чому сніг залишається на сталій поверхні? Запитайте своїх батьків або вчителів та дізнайтеся більше цікавих фактів про повітря!
Повітря: Як воно змінюється?
Коли повітря нагрівається, гази, з яких воно складається, розширюються. Це означає, що вони починають займати більше простору. Якщо розширюючеся повітря закрито в контейнері, то воно надає тиск на стінки контейнера. Один із прикладів такого явища – це кипіння води в чайнику. Під час нагрівання, вода перетворюється на пару, яка займає багато більше простору, ніж рідина, тому вона “вибухає” і “випливає” через горлечко.
Охолодження повітря також може відбуватися. Коли повітря охолоджується, гази розширюються. Це може призводити до створення хмарок або туману. Наприклад, якщо нагрітій повітряний паровій кулемет, рідина замерзне, а подих викличе виникнення пару.
Повітря також може впливати на швидкість руху предметів навколо нас. Коли повітря нагрівається, воно розширюється і стає легшим. Це означає, що опора повітря на рух предметів зменшується, що дозволяє їм рухатися швидше. Це явище пояснює, чому легше на їздовому велосипеді їхати зі спуску, ніж вгору.
Не забуваймо, що повітря – це також джерело кисень для нас, людей. Наші легені вдихають повітря, а кисень з нього проходить у наш кровотік і живить наш організм. Повітря впливає на наше здоров’я та комфорт, тому важливо зберігати його чистим та здоровим.
| Нагрівання повітря | Охолодження повітря |
| При нагріванні повітря розширюється і надає тиск на контейнери. | При охолодженні повітря розширюється, що призводить до появи хмарок та туману. |
| Може викликати зміну швидкості руху предметів. | Охолодження повітря може знизити швидкість руху предметів. |
| Розширене повітря може призводити до зміни об’єму рідини, наприклад, під час кипіння води. | Може створювати умови для утворення льоду, пари та повітряних туманів. |
Під час нагрівання
Нагрівання повітря приводить до розширення його частинок. Коли повітря нагрівається, його молекули рухаються з більшою енергією, відтак вони розширюються і займають більше простору.
Таке розширення повітря призводить до зростання об’єму, але маса повітря залишається незмінною. Це означає, що густина повітря зменшується під час нагрівання.
Цей ефект можна спостерігати, наприклад, коли нагрівається повітря в печі. Як тільки тепло починає нагрівати повітря, воно стає легшим і піднімається вгору. Весь цей процес згодом викликає конвекцію.
Конвекція – це перенесення тепла шляхом переміщення частинок субстанції. У випадку із повітрям, коли воно нагрівається, конвективні потоки виникають через поєднання факторів штучного нагрівання, наприклад, під дією опалення, та природного – через сонячне тепло.
Під час охолодження
Під час охолодження повітря також претворюється у рух. Коли повітря охолоджується, його молекули втрачають енергію і змінюють свою швидкість руху. Від цього залежить їхня щільність.
Коли повітря охолоджується, воно стає щільнішим і важчим. Важче повітря занурюється вниз, а легше повітря піднімається вгору. Цей процес називається конвекційним потоком.
Коли повітря охолоджується, воно також може втрачати вологу. Волога у повітрі конденсується і перетворюється на хмари або росу.
При охолодженні повітря може стати настільки холодним, що його молекули згортаються і утворюють тверді частинки – льодинки або сніжинки. Цей процес називається конденсацією.
Охолодження повітря може також призводити до зміни тиску. Холодне повітря стискається, тоді як тепле повітря розширюється.
- Охолодження повітря може призводити до формування туману або ожеледь.
- Коли повітря охолоджується, воно може також спричиняти зниження температури на землі і утворення морозу.
- Охолодження повітря також може мати вплив на рослини і тварини. Деякі рослини можуть не витримати низьких температур і загинути, а деякі тварини можуть хижувати, щоб зберегти тепло.