هل الهواء مادة؟
يتكون الهواء من عدة غازات غير مرئية حول الكوكب وهذه الغازات مهمة للحياة وتتمثل في: غاز الأكسجين وغاز النيتروجين ، وتسمى هذه الغازات الغلاف الجوي ، لذا فإن الإجابة على السؤال هل الهواء مادة؟ أن تكون نعم الهواء مادة لعدة أسباب:
- تحتل حيزا ، لكن موادها ليست مواد نقية ، بمعنى أنها خليط من عدة مواد ، لأنها خليط من مركبات وعناصر كيميائية مختلفة.
- ليس مثل المواد الصلبة أو السائلة ، لأنه على الرغم من اعتباره مادة ، إلا أنه لا يتمتع بما تتمتع به هذه المواد ؛ هذا لأنه غير مرئي ، ولم يكن معروفًا لكثير من الناس لآلاف السنين ولم يكن الناس يعرفون حتى بوجوده.
- من خصائص الهواء أن له حجمًا ، ويمكن وزنه ، ومعرفة وزنه ، ويشغل حيزًا ، وله ضغط أيضًا ، وهذه خاصية مهمة جدًا.
معنى الهواء
نواصل مناقشتنا حول “هل الهواء مادة؟ من المهم أن تحتاجه جميع الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر والنباتات والحيوانات ، وكل منها يحتاج إلى غاز معين. يعتمد البشر والحيوانات على الأكسجين للعيش ، وتعتمد النباتات على ثاني أكسيد الكربون لإجراء عملية التمثيل الضوئي لتوفير الغذاء.
هناك كائنات حية لا تحتاج إلى هذه الغازات ، وهي كائنات بحرية تعيش تحت الماء. لا يحتاجون إلى الهواء أو أشعة الشمس لأنها تتغذى على مواد وعناصر أخرى مثل كبريتيد الهيدروجين. مصدر هذا الغاز هو الشقوق والفتحات في القشرة الأرضية.
الهواء عازل
إضافة إلى حديثنا هل الهواء مادة؟ بالإضافة إلى كونه مادة ، فإن الهواء هو أيضًا مادة عازلة ، والهواء مادة عازلة قوية لأنه أفضل من السوائل وأيضًا أفضل من المواد الصلبة. بفضل كثافتها ، فإن حقيقة أنها مادة عازلة لها تأثير كبير.
أحد أسباب كون الهواء مادة عازلة هو أنه مادة غازية لأن تركيبته الجزيئية تجعله نوعًا ما مقاومًا لانتقال الحرارة. تشمل التجارب التي تم إجراؤها حول هذا الموضوع ما يلي:
عندما تقترب من فنجان قهوة ساخن وتمسكه بيدك ، تنتقل الحرارة إلى يدك ، وعندما توضع على الطاولة ، لا يحدث هذا ؛ تعمل الجزيئات كعازل لنقل الحرارة وتمنعها من الوصول إلى اليد.
كيف تبدو الأجواء؟
بما أن الهواء مادة ويسمى الغلاف الجوي ، فما هو الغلاف الجوي؟ وما هي مكوناته؟ الغلاف الجوي ، أي الهواء ، يحتاج إلى فضاء ، والدليل على ذلك التجارب العلمية التي أجريت منه: المناطيد منفوخة بالهواء.
عندما يدخل الهواء إلى البالون ، فإنه يشغل حيزه ، فينتفخ ويتسع تدريجياً كلما دخله الهواء ، وعندما يمتلئ فضاءه بالكامل ويزداد الهواء بداخله ينفجر.
الغلاف الجوي عبارة عن مجموعة من الغازات غير المرئية التي تحيط بالكوكب: وهي خليط معظمه من الأكسجين والنيتروجين وتصل نسبتهما 99٪ والباقي عبارة عن مجموعة من الغازات المختلفة مثل: ثاني أكسيد الكربون ، والأرجون ، والهيليوم ، والنيون. وغيرها من الغازات التي تشكل 1٪ فقط.
بالإضافة إلى الغبار وبخار الماء ، توجد 98٪ من الكتلة الكبيرة للغلاف الجوي في أول 30 كم ، وهي قريبة من سطح الكرة الأرضية ، والقمر مختلف في أن له غلاف جوي ، لأنه مثل غيره. الكواكب هناك كواكب ليس لها غلاف جوي.
ما هي مكونات الغلاف الجوي؟
الغلاف الجوي عبارة عن خليط من الغازات بنسب مختلفة ، على سبيل المثال 78٪ غاز نيتروجين ، 21٪ غاز أكسجين ، والباقي 1٪ خليط من غازات أخرى بكميات صغيرة مع بخار الماء.
بالإضافة إلى الجزيئات السائلة والصلبة الصغيرة العائمة ، تسمى هذه الجسيمات الهباء الجوي ، بما في ذلك: حبوب اللقاح ، والأملاح المتكونة بسبب رذاذ البحر في الغلاف الجوي ، والجراثيم ، والغبار ، والرماد البركاني وغيرها.
طبقات الغلاف الجوي
هناك عدة طبقات متتالية من الغلاف الجوي وهي:
1- التروبوسفير
وهي أقرب طبقة من الغلاف الجوي لكوكب الأرض وتصل إلى 10 كيلومترات فوق مستوى سطح البحر ، وتحدث معظم تقلبات الطقس وظواهر الطقس في هذه المنطقة. لأن 99٪ من بخار الماء موجود في تلك الطبقة ويقل الضغط ودرجة الحرارة في تلك الطبقة كلما صعدنا.
2- الستراتوسفير
الطبقة الثانية من الغلاف الجوي تبعد عن سطح الأرض بحوالي 50 كيلومترًا ، وتحتوي هذه الطبقة على طبقة أوزون قوية تمتص الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس وتحولها إلى حرارة.
على عكس الطبقة السابقة ، تتميز هذه الطبقة بدرجات حرارة عالية. نظرًا لأنها لا تخضع للاضطرابات أو التيارات مثل طبقة التروبوسفير ، يستخدم الطيارون هذه الطبقة ، وخاصة الجزء السفلي منها.
3- الميزوسفير
وهي الطبقة الثالثة وتمتد 85 كم من سطح الأرض ، حيث ينخفض الضغط الجوي ودرجة الحرارة وتحترق معظم النيازك فيها.
4- ثيرموسفير
الطبقة الأقرب إلى الفضاء الخارجي والتي توجد بها الأقمار الصناعية وتمتص الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية ؛ مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في هذه الطبقة ، ومن أهم الظواهر الطبيعية التي تحدث في هذه الطبقة وهي ظاهرة الشفق القطبي الذي يحدث في القطبين الشمالي والجنوبي.
5- طبقة إكزوسفير
هذه الطبقة تشبه الفضاء حيث لا يوجد الكثير من الهواء ، فهي تمتد من 100.000 إلى 190.000 كم فوق سطح الأرض.
6- الأيونوسفير
تمتد هذه الطبقة إلى الطبقتين الثالثة والرابعة وتسمى كذلك لأن الأشعة القادمة من الشمس والجزيئات والذرات التي تتكون منها هذه الطبقة تتصادم مما ينتج عنه انفصال وهروب الإلكترونات مما يعطيها مزايا عديدة.
أهمية الغلاف الجوي
يلعب الغلاف الجوي دورًا رئيسيًا في حماية الكوكب وإعطاء الحياة للكائنات الحية الموجودة عليه. أهم الأشياء التي يقوم بها الغلاف الجوي هي:
- يحمي الكوكب من الإشعاعات الضارة ، مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية ، التي تضر جميع الكائنات الحية.
- إنه يحمي كوكب الأرض من المواد الموجودة في الفضاء.
- يحافظ على درجة حرارة الأرض ، لأن بعض طبقات الغلاف الجوي تمتص الحرارة العالية ، بالإضافة إلى أنها تبدد الحرارة المناسبة للأرض.
- يحافظ على دورة المياه على الأرض.
- إنه يحمينا من سماع الأصوات في الفضاء وداخل الأرض ، مثل تلك التي تصدرها النيازك وغيرها ، لأنه يمتص قدرًا كبيرًا من هذه الأصوات.
- يساعد في الحفاظ على طقس معتدل غير ضار.
- إنه يأتي من تجوية صخور الأرض.
- يحافظ على وجود الكائنات الحية.
خصائص الهواء
للهواء عدة خصائص وهي:
- الهواء ليس له شكل محدد.
- الهواء ليس له لون محدد.
- الهواء ليس له طعم.
- الهواء قابل للضغط.
- يمتلك الهواء القدرة على التمدد إذا كان فوق مساحة كبيرة.
- يشغل الهواء كل الفراغات والمساحات.
- الهواء غير مرئي.
من واجبنا أن ننقذ الهواء. لأن عدم الحفاظ عليه يؤدي إلى مخاطر جسيمة كما حدث في طبقة الأوزون.