مدخل إلى الهواء وأهميته
الهواء هو عبارة عن مزيج من غازات غير مرئية تحيط بكوكبنا الأرضي. هذا المزيج يشكل الغلاف الجوي للأرض، وهو ضروري لاستمرار الحياة. تتفاوت تراكيز هذه الغازات تبعًا للموقع والزمن. على الرغم من أن الأكسجين يعتبر حيويًا، إلا أنه جزء واحد فقط من تركيبة الهواء المتكاملة.
إجراء اختبار بسيط لتحليل الهواء
يمكن إجراء تجربة بسيطة باستخدام الماء والشمعة لإظهار بعض خصائص الهواء.
الأدوات المطلوبة
- كوب زجاجي
- شمعة
- ماء ملون (أو ماء مع صبغة)
- علبة كبريت
- طبق
هدف التجربة
الهدف من هذه التجربة هو توضيح أن الهواء يتكون من عناصر مختلفة، وكيف يستهلك الأكسجين في عملية الاحتراق.
خطوات العمل
- ضع الشمعة في منتصف الطبق وأشعلها.
- اسكب كمية صغيرة من الماء الملون في الطبق.
- ضع الكوب الزجاجي مقلوبًا فوق الشمعة المشتعلة بحيث يكون داخل الطبق المحتوي على الماء.
- لاحظ ما يحدث. سترى أن الماء الملون يبدأ في الارتفاع داخل الكوب تدريجيًا، بينما تبدأ الشمعة في الانطفاء.
تفسير النتائج
يرتفع الماء الملون داخل الكوب لأن الشمعة تستهلك الأكسجين الموجود داخل الكوب أثناء الاحتراق. عندما يقل الأكسجين، يقل الضغط داخل الكوب، مما يسمح للماء بالصعود ليحل محل الأكسجين المستهلك. عندما ينتهي الأكسجين، تنطفئ الشمعة.
يمكنك أيضًا وضع قطعة نقدية داخل الصحن المملوء بالماء الملون وسحبها وملاحظة عدم ابتلال يدك عند القيام بذلك.
الأهمية البالغة لوجود الهواء
يلعب الهواء دورًا حيويًا في البيئة، وله فوائد عديدة:
- بالنسبة للماء: يساهم الهواء في الحفاظ على دورة الماء الطبيعية. عند تسخين الماء، يتبخر ويتحول إلى بخار ماء في الهواء. وعندما يبرد، يتكاثف بخار الماء بفعل الهواء.
- الكربون والهواء: يساهم الهواء في عملية إعادة تدوير الكربون. تتغذى الكائنات الحية على النباتات التي تقوم بعملية البناء الضوئي، مما يساعد على امتصاص الكربون.
التركيب الأساسي للهواء
يتكون الهواء من مجموعة متنوعة من الغازات:
- الأكسجين: يعتبر ثالث أكثر عنصر وفرة على سطح الأرض، والأول داخل جسم الإنسان. ينتج عن تفاعل ضوء الشمس.
- النيتروجين: يشكل حوالي 78% من حجم الهواء، وهو عنصر أساسي للحياة.
- ثاني أكسيد الكربون: على الرغم من وجوده بنسبة قليلة، إلا أنه ضروري لعملية البناء الضوئي في النباتات. يأتي من مصادر مختلفة مثل احتراق الوقود الأحفوري.
- غاز الأرجون: ونسبته ما يقارب ال 0.934%
- غاز النيون: ونسبته ما يقارب ال 0.001818%
- غاز الهيليوم: ونسبته ما يقارب ال 0.000524%
- غاز الكربتون: ونسبته ما يقارب ال 0.000114%
- غاز الزينون: ونسبته ما يقارب 0.0000087%
- غاز الهيدروجين: ونسبته ما يقارب ال 0.00005%
- غاز الأوزون: ونسبته ما يقارب ال 0.000007
