Veda nás baví

Interaktívne a zábavné aktivity pre deti

Lekcia I / 07 - Vzduch

Deti si prehĺbili svoje doterajšie vedomosti o zložení a vlastnostiach vzduchu. Vlastnosti vzduchu si deti vyskúšali na niekoľkých experimentoch.

Zeptejte se Vašich dětí:

  • Čo je to atmosféra?
  • Je vo vesmíre vzduch (myslené mimo zemskej atmosféry)?
  • Prečo je pre človeka, živočíchy a rastliny vzduch dôležitý?
  • Prečo je vzduch ešte dôležitý?
  • Ktoré dopravné prostriedky využívajú vzduch?
  • Kde sa využíva stlačený vzduch?

VZDUCH

 Vzduch je zmes plynov tvoriaci plynný obal Zeme - atmosféru - siahajúca až do výšky asi 10 000 km. Má vplyv na všetky chemické premeny ako v nerastnej prírode respektíve v neživej prírode, tak aj v živých organizmoch. Prakticky všetky živé organizmy (živá príroda) by bez kyslíka (životne dôležitý plyn pre dýchanie) z ovzdušia nemohli vôbec existovať. Má aj svoje významné fyzikálno chemické vlastnosti, jedná sa najmä o transport vody čiže kolobeh vody v ovzduší.

Okrem toho tepelná kapacita vzduchu udržuje na Zemi teplotu prijateľnú pre život, inak by na nočnej strane našej planéty bol mráz niekoľkých desiatok stupňov, kdežto na dennej strane by bolo viac než stostupňové horúco. Je tiež dôležitou priemyselnou surovinou. Okrem iného vzduch (resp. Kyslík v ňom obsiahnutý) tiež slúži k oxidácii paliva vo všetkých bežných spaľovacích motoroch, k oxidácii paliva pri výrobe elektrickej energie v tepelných elektrárňach, ďalej pri vykurovaní či ohreve vody atď. Vzduch teda slúži čoby druhá (prakticky neviditeľná) zložka každého bežného fosílneho paliva. 

Zloženie vzduchu (atmosféry)


(Tabuľka zloženia vzduchu)

 

Zloženie vzduchu
(Graf zloženie vzduchu)

ATMOSFÉRA

Zemskú atmosféru delíme na tieto vrstvy:

  • troposféra
  • stratosféra
  • mezosféra
  • termosféra
  • exosféra

Vrstvy atmosféry
(Obrázok Layers of the atmosphere od The High Fin Sperm Whale (Self-made drawing) [CC-BY-SA-3.0 nebo GFDL], via Wikimedia Commons)

TLAK VZDUCHU

 Tlak vzduchu (atmosférický tlak) je sila, ktorá pôsobí v danom mieste atmosféry kolmo na ľubovoľne orientovanú plochu jednotkovej veľkosti (1 m2), je vyvolaný tiažou vzduchového stĺpca siahajúceho od hladiny, v ktorej sa tlak zisťuje, až k hornej hranici atmosféry. Tlak vzduchu sa meria v pascaloch (Pa) alebo ich násobkoch, napr. Hektopascaloch (1 hPa = 100 Pa). Na veľkosť atmosférického tlaku má vplyv teplota vzduchu, obsah vodnej pary v atmosfére, nadmorská výška a zemepisná šírka. Na porovnávanie sa používa tlak redukovaný na hladinu mora. Tento tlak je priemerne 1013,25 hPa (tzv. normálny atmosférický tlak).

Atmosferický tlak priamo vyplýva z hmotnosti vzduchu. Pretože sa množstvo (a hustota) vzduchu nad povrchom zeme mení podľa zemepisnej polohy, nie je ani atmosferický tlak v dvoch miestach rovnaký. Ťarcha vzduchového stĺpca siahajúca od hladiny, kde sa tlak zisťuje, až k hornej hranici atmosféry sa s pribúdajúcou nadmorskou výškou tejto hladiny zmenšuje. Tlak vzduchu teda s pribúdajúcou nadmorskou výškou klesá. Zmenu tlaku vzduchu pripadajúci na 100 m výšky udáva tzv. vertikálny tlakový gradient. Vertikálny tlakový gradient s výškou klesá, s pribúdajúcou nadmorskou výškou sa toto klesanie stále spomaľuje. Všeobecne sa dá povedať, že tlak klesne približne o 50%, keď vystúpime do výšky 5 km nad hladinu oceánu.

STLAČENÝ VZDUCH

 Jednou z typických vlastností vzduchu je jeho stlačiteľnosť (na rozdiel od vody, ktorá stlačiteľná nie je). V priemysle sa stlačený vzduch používa najmä na prenos energie pre pneumatické nástroje a zariadenia. Príkladom môže byť pneumatické kladivo či rôzne baliace stroje. Vzduch pre prenos energie je obvykle stlačený kompresorom, podľa potreby ochladený, vysušený a zbavený oleja pochádzajúceho z kompresora.

Stlačeným vzduchom sa nafukujú pneumatiky, zdvíhacie vaky, nafukovacie člny, lopty, hračky. Stlačený vzduch je ďalej používaný pri potápaní a prácu pod vodou, zvyčajne do maximálnej hĺbky 40 m. Zaujímavý efekt možno dobre pozorovať napr. u koľajových vozidiel v tuneloch (napríklad v metre), kde sa vozidlo v tuneli chová ako voľný piest a vzduch pred sebou tlačí tunelom dopredu.

 

Príklady využitia stlačeného vzduchu
(Obrázky: scuba-diving-diver-diving-147683 od OpenClips[Public domain],via Pixabay;
Bridgestone Potenza Formula One Tire od S-8500 (S-8500 file) [GFDLCC-BY-SA-3.0 nebo CC-BY-SA-2.1-jp], via Wikimedia Commons)

VZDUCH JAKO DOPRAVNÍ MÉDIUM

 Vzduchom sa pohybujú všetky vozidlá, hladinové lode a všetky lietadlá. Vzduch v motorových lietadlách s pevnými krídlami lietadlo nielenže pomáha poháňať, ale nesie ho aj nad povrchom Zeme. Bezmotorové lietadlá (klzáky, vetrone a padáky) využívajú všetky vlastnosti vzduchu pre svoj presne definovaný pohyb.

Telesá, ktoré sa veľmi rýchlo pohybujú v atmosfére (napr. granáty, rakety, guľky), bývajú z dôvodov stabilizácie dráhy letu vzduchom udržiavané v priamom smere prostredníctvom zotrvačného efektu. Vzduch tiež slúži k doprave - buď priamo, napr. poľnohospodársky fukár, alebo na prepravu schránok napr. v systéme potrubnej pošty.


Kluzák
(Obrázek SZD-50-3 Puchacz Glider in a turn od Przemysław "BlueShade" Idzkiewicz (Own work) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons)

VAKUUM

 Vákuum (z lat. Vacuus, prázdny) znamená prázdny priestor, v ktorom je tlak plynu podstatne nižšie ako pri normálnom atmosférickom tlaku.

Pokud vás téma zaujalo a chcete se dozvědět více:

Potrebujete poradiť? Napíšte nám infosk@vedanasbavi.sk

cancel
helpline kroužky

Môžeme Vám pomôcť?

Nedarí sa Vám dokončiť prihlášku? Pokiaľ máte problém, neváhajte nás kontaktovať:

Email: infosk@vedanasbavi.sk