Ako jednom rukom zatvorite nos i usta, šta he se desiti? — Nećete moći da dišete.
To znači da se oko nas nalazi nešto što je potrebno za disanje.
A šta je to? — Vazduh, koji je za naše oko nevidljiv.
A kako možemo osetiti vazduh? — To nije nimalo teško. Mahnite rukom pokraj lica i osetićete kao da vas nešto miluje. — To je vazduh.
Da li vam se nekad desilo kad trčite da vam kapa padne sa glave? Jeste li se zapitali ko je to izazvao? —Vazduh ko ji se kreće.
Sigurno ste se vozili biciklom.
Šta osećate kad brzo jurite?
Zašto motociklista ima zaštitnik ispred sebe?
Sadržaj
1. Vazduh popunjava sve praznine na površini Zemlje
2. Vazduh zauzima prostor
3. Vazduh ima težinu
4. Vazduh vrši pritisak
5. Merenje vazdušnog pritiska
6. Pritisak vazduha nije jednak na svim delovima Zemlje
7. Vazduh se širi i skuplja
8. Vazduh se kreće
9. Kakve su koristi od vazduha
10. Sastav vazduha
11. Kiseonik
12. Ugljen-dioksid
13. Kruženje vazduha u prirodi
14. Pokretačka snaga vazduha
Najvažniji deo vazduha
Literatura
1. Vazduh popunjava sve praznine na površini Zemlje
Ljudi žive, kreću se i rade na dnu velikog vazdušnog okeana. On je neophodan za održavanje života. Čovek je ispitao vazdušni omotač Zemlje na raznim visinama. Na osnovu tih ispitivanja vazdušni omotač Zemlje podeljen je na troposferu (sloj vazduha najbliži Zemlji), stratosferu i jonosferu.
Na slici 1 prikazane su visine do kojih je čovek uspeo da dođe raznim letilicama i balonima.
Vazdušni okean, na čijem dnu živimo, naziva se zemljina atmosfera. Vazduha ima svuda. On popunjava sva prazna mesta na Zemlji. Ispunjava sve pukotine, probija se u kuće i onda kada su vrata i prozori zatvoreni, ulazi u telo, pa čak dospeva i u našu krv.
Da vazduh popunjava sva prazna mesta, možemo lako dokazati eksperimentom. Staklenu bocu koja ima uzan grlić zagnjurite u sud sa vodom vertikalno na njenu površinu (sl. 2). Zatim polako podižite grlić boce prema površini vode.
Šta se može primetiti? — Voda je počela da ulazi u bocu. Za to vreme su mehurići vazduha izlazili iz boce.
Dok smo bocu držali normalno na površinu vode, ona nije mogla da ulazi u bocu, pa se boca nije ni punila vodom.
Slika 2
Izostavljeno iz prikaza
Kakav se zaključak može izvesti iz ovog eksperimenta?
Prvi zaključak je da se u boci nalazi vazduh. Drugo, voda je u bocu ušla tek onda kada je iz nje izašao vazduh. Voda je, ulazeći u bocu, isterala vazduh. Ona je mogla da ispuni bocu tek onda kad smo omogućili vazduhu da izlazi napolje.
Pomoću eksperimenata ispitajte kod kuće:
- Ima li vazduha u zemlji? (Stavite malo zemlje u čašu sa vodom i polako mešajte.) Šta se može zaključiti?
- Ima li vazduha u prirodnoj vodi? (Napunite čašu vodom i ostavite je da stoji duže vremena na toplom mestu.) Šta se može zaključiti?
2. Vazduh zauzima prostor
Vazduha ima u vodi i u zemlji. To smo i eksperimentom dokazali (u sud u kome ima vazduha ne može da ulazi voda dok se vazduh ne istera). To znači da se vazduh bori za svoj prostor.
Ako je boca uspravna, može li se uvek napuniti vodom ili nekom drugom tečnošću?
Da izvršimo eksperimenat.
Eksperimenat će nam i ubuduće koristiti za sve što želimo da ispitamo i dokažemo. Tako i naučnici vrše eksperimente kad proučavaju pojave u prirodi.
Za svaki eksperimenat prvo treba da pripremimo i sastavimo aparaturu.
Za ovaj eksperimenat treba pripremiti:
- stakleni levak (može se uzeti svaki levak),
- gumeni zapušač,
- staklenu bocu.
Izrada aparature:
Gumeni zapušač probušite na sredini i postavite ga na produžetak levka (sl. 3). Treba paziti da gumeni zapušač dobro zatvara bocu, tako da vazduh ne može da izlazi, niti ulazi u nju. Gumeni zapušač s levkom stavite na bocu (sl. Za) i u levak sipajte vodu.
Šta se primećuje? — Voda je samo malo ušla u bocu. Šta je pokazao eksperimenat? Boca je izgledala potpuno prazna, jer je vazduh za naše oko nevidljiv.
Da li je to tako? — Eksperimenat je pokazao da je boca puna vazduha i da voda nije mogla da ulazi u nju.
Zašto? — Zato što je vazduh već zauzeo prostor u boci.
Voda može ulaziti u bocu samo ako prethodno istera iz nje vazduh. Tako je jedino moguće napuniti bocu vodom.
Slika 3a
Izostavljeno iz prikaza
Može li i vazduh da istera vodu i da zauzme njen prostor?
Kako biste to dokazali?
Svakako ćete reći da treba izvesti eksperimenat. — Da, tako je. Treba izvesti eksperimenat.
Dve staklene cevi provucite kroz gumeni zapušač tako da, kad ga stavite na bocu, jedna cev dopire skoro do dna (sl. 36), a kroz kraću cev duvajte.
Šta se primećuje? —Voda iz boce izlazi kroz drugu cev. Vazduh koji smo uduvali u bocu isterao je vodu i tako zauzeo njen prostor.
3. Vazduh ima težinu
Videli smo da vazduh zauzima prostor. Sad treba da ispitamo da li ima i težinu.
Ako bi vas neko zapitao da li su olovo, bakar ili gvožđe teški, svakako biste odgovorili potvrdno: „Da, oni imaju težinu“.
To znamo po tome što osećamo njihovu težinu kad ih držimo u ruci.
Ima li i vazduh težinu? — Pokušaćemo da to saznamo pomoću eksperimenta.
Napravite drveni metar i po sredini ga obesite da mirno visi (sl. 4).
Slika 4
Izostavljeno iz prikaza
On he nam za ovaj eksperimenat poslužiti kao terazije, kojima ćemo meriti težinu vazduha. Na jedan krak terazija obesite gumu od fudbalske lopte i dovedite terazije u ravnotežu. Sa terazija skinite gumu, dobro je naduvajte i opet je stavite na isto mesto (sl. 4a).
Slika 4a
Izostavljeno iz prikaza
Šta se primećuje? Strana terazija na kojoj se nalazi guma puna vazduha postala je teža.
Zašto je ta strana postala teža? — Vazduh koji se nalazi u gumenoj lopti ima težinu.
Izvedite i ovaj eksperimenat.
Napravite terazije od dugog lenjira, tas — od poklopca male kutije, a umesto gume za fudbalsku loptu uzmite dečji balon. Naduvajte dobro gumeni balon, stavite ga na terazije i posmatrajte.
Šta se može primetiti?
Mogu li se pomoću ovog eksperimenta izvesti isti zaključci kao i pri prethodnom? (Ako imate gumu od bicikla, možete i pomoću nje izvesti isti eksperimenat.)
4. Vazduh vrši pritisak
Eksperimentom smo dokazali da vazduh zauzima prostor i da ima težinu. Znamo da sve što ima težinu vrši i pritisak.
Možemo li dokazati da i vazduh vrši pritisak? — Možemo ako izvedemo ovaj eksperimenat.
Napunite do ivice čašu vodom i poklopite je listom hartije (sl. 5). Jednom rukom pridržite hartiju i pažljivo okrenite čašu. Kad ste to uradili, uklonite ruku sa hartije (sl. 5a).
Slika 5a
Izostavljeno iz prikaza
Posmatrajte šta se desilo. — Voda je ostala u čaši!
Zašto voda nije izašla iz čaše? — Nije joj dao pritisak koji vazduh vrši na hartiju.
Izvedite i ovaj eksperimenat.
Uzmite jednu staklenu cev i u nju stavite klip koji je dobro zatvara. Spustite cev u vodu i polako podižite klip (sl. 6).
Slika 6
Izostavljeno iz prikaza
Slika 7
Izostavljeno iz prikaza
Šta se primećuje? — Podizanjem klipa u cevi podiže se i voda!
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? —U cevi se nije nalazio vazduh. Pritisak u cevi bio je manji nego što je spoljašnji. Voda u cevi penjala se usled razlike pritisaka. Pritisak vazduha na površini vode bio je veći od pritiska vazduha u cevi, pa se zbog toga voda u cevi penjala.
A dokle će se ona tako penjati? — Ona će se penjati sve dotle dok se unutrašnji pritisak ne izjednači sa spoljašnjim.
Običan šmrk za sisanje vode (sl. 7) vadi vodu iz bunara zahvaljujući pritisku vazduha. Evo kako se to postiže.
Klip razređuje vazduh u stublini, a zbog razlike pritisaka voda se penje za klipom. Kada se klip nekoliko puta pokrene, voda u cevi postepeno dolazi do bočnog otvora i počinje da teče (sl. 7a).
Slika 7a
Izostavljeno iz prikaza
Da li ste videli kako se pretače vino? — To se radi pomoću velikog gumenog creva koje se zove kriva natega. Kriva natega je savijena cev, a služi za pretakanje tečnosti iz višeg suda u niži (sl. 8).
Kod nekih hidrocentrala suvišna voda prebacuje se pomoću velikih natega. To su toliko velike natege da mogu izliti i čitavu reku.
Izvedite i ovaj eksperimenat.
Napravite krivu nategu od staklene cevi ili gumenog creva. Jedan kraj stavite u sud sa vodom koju želite da pretočite, a kroz otvor na drugom kraju isisajte vazduh. Brzo stavite taj kraj cevi u niži sud (sl. 8a).
Ovaj eksperimenat nemojte izvoditi ni sa jednom drugom tečnošću osim sa pijaćom vodom. Zašto?
Svakako da ste pravili pucaljku od zovinog drveta.
Slika 8
Izostavljeno iz prikaza
Oni koji to nisu radili neka je naprave. Metak treba napraviti od kučine ili nekog drugog materijala
Stavite prvi metak u cev i pomoću klipa dogurajte ga do izlaza cevi. Zatim stavite drugi metak u cev i polako gurajte klip. U jednom trenutku prvi metak će izleteti iz cevi, a čuće se i pucanj.
Šta se to u stvari desilo? — Vazduh koji se nalazio između dva metka zabijao se kad smo drugi metak pokretali klipom. Taj vazduh je vršio pritisak u cevi na sve strane, Kad je vazduh bio dovoljno sabijen, pritisak je postao toliko jak da je isterao prvi metak. Tog trenutka vazduh se naglo raširio, a to je izazvalo prasak.
Slika 8a
Izostavljeno iz prikaza
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Vazduh pri sabijanju vrši pritisak na sve strane.
Verovatno da ste hladnu limunadu pili pomoću trske. Da li ste se zapitali kako je moguće da se limunada penje kroz trsku? — I tu je pomogao vazdušni pritisak.
Slika 9
Izostavljeno iz prikaza
Uzmite čašu sa vodom i cev, pa ponovite eksperimenat (sl. 9).
Šta se može zaključiti? — Penkalo sa klipom može se napuniti mastilom jer dejstvuje pritisak vazduha (sl. 10). Pokušajte da to objasnite.
Slika 10
Izostavljeno iz prikaza
Slika 11
Izostavljeno iz prikaza
Slika 12
Izostavljeno iz prikaza
Izvedite i ove eksperimente.
- Napravite posudu za napajanje živine i ako ste u mogućnosti, posmatrajte kako živina pije vodu (sl. 11). — Šta se primećuje? Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta?
- Od stare konzerve napravite sejač (sl. 12). — Šta se primećuje? Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta?
Kad hoćete da iscedite sok iz zatvorene konzerve, koliko je otvora potrebno napraviti na konzervi? (Izvedite i ovaj eksperimenat i pokušajte da odgovorite na pitanje.)
5. Merenje vazdušnog pritiska
Kad su naučnici utvrdili da vazduh vrši pritisak, tražili su načina kako da izmere jačinu pritiska. Tako je poznati naučnik Toričeli ispitivao koliki pritisak vazduha može da izdrži visok stub vode u okrenutom sudu. Puneći razne sudove vodom, saznao je da vazdušni pritisak drži vodu. Onda je za svoje eksperimente umesto sudova koristio dugačke i na jednom kraju zatvorene staklene cevi. Puneći vodom staklene cevi dužine 5—6 m, utvrdio je da je vazdušni pritisak i tada veći od pritiska koji vrši voda i da ona ostaje u cevi.
Pošto pomoću vode nije mogao da izmeri vazdušni pritisak, uzeo je živu. (Živa je tečan metal, oko 13,5 puta teži od vode.) Vršeći eksperimente sa živom, uspeo je da izmeri pritisak vazduha.
Evo kakav je eksperimenat izveo Toričeli pomoću žive:
Staklenu cev od 1 m napunio je do ivice živom. U drugi sud je sipao živu i u njega vertikalno postavio staklenu cev. Primetio je da se živa u cevi spustila, a kad je izmerio visinu živinog stuba u cevi od površine žive u sudu, utvrdio je da ona iznosi oko 76 cm. Iz ovog eksperimenta zaključio je da živin stub visine 76 cm drži vazdušni pritisak u ravnoteži. (Ako znamo da je živa 13,5 puta teža od vode. možemo li izračunati kolika mora da bude cev pa da se pritisak vazduha može izmeriti pomoću vode?)
Slika 14
Izostavljeno iz prikaza
6. Pritisak vazduha nije jednak na svim delovima Zemlje
Utvrđeno je da se pritisak vazduha menja ako ga merimo na raznim visinama. Penjući se uz planinu, pritisak vazduha sve je manji, opada.
Tako su naučnici utvrdili da je pritisak vazduha najveći na morskoj površini, a idući naviše da je sve manji.
Slika 15
Izostavljeno iz prikaza
Sprava koja služi za merenje vazdušnog pritiska naziva se barometar.
Pored živinog barometra postoji i metalni, koji se danas najviše koristi. Metalni barometar naziva se aneroid.
Kad su ljudi saznali da se pritisak vazduha menja sa visinom, napravili su sprave pomoću kojih se meri nadmorska visina. Barometar koji služi za merenje nadmorske visine naziva se visinomer ili altimetar.
Visinomer ima svaki avion. To je jedan od glavnih instrumenata u avijaciji. Kad njega ne bi bilo, avioni bi lako mogli da udaraju u vrhove planina.
Slika 16
Izostavljeno iz prikaza
Nema letilice koja ne bi bila snabdevena visinomerom. Sem u letilice visinomeri se stavljaju i u balone koji služe za ispitivanje visokih slojeva vazduha.
Na slici 17 prikazana je šema kako se menja pritisak vazduha zavisno od vioine:
| Nadmorska visina u metrima | 0 | 200 | 1000 | 3000 | 10000 |
| Pritisak u milimetrima | 760 | 740 | 678 | 525 | 250 |
Slika 17
Izostavljeno iz prikaza
7. Vazduh se širi i skuplja
Nabavite svežu životinjsku bešiku i naduvajte je, ali ne sasvim. Zavežite otvor bešike kanapom i obesite je iznad tople peći. Posle izvesnog vremena pogledajte bešiku. Šta se može primetiti? — Bešika se još više naduvala, kao da smo joj dodali vazduha. Postala je okrugla kao lopta.
Kakav zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Vazduh koji se nalazio u bešici širio se usled zagrevanja. Tako zagrejan, vazduh je vršio veći pritisak na unutrašnji zid bešike, ona se širila i postala okrugla kao lopta, kao da smo u nju dodali još vazduha. Ako odmaknemo bešiku od tople peći i ostavimo je da stoji na hladnom mestu, skupiće se.
Šta se sada desilo?
— Vazduh se ohladio, pa se zbog toga i skupio, kao da je iz bešike delimično izašao.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? Kada se vazduh zagreva širi se i povećava zapreminu, a kad se hladi, skuplja se i smanjuje zapreminu.
Izvedite i ovaj eksperimenat.
Stavite u staklenu cev kap žive, zatim cev na jednom kraju zatvorite i stavite je u sud sa toplom vodom.
Šta se može primetiti? — Kapljica žive penje se u cevi.
Slika 18
Izostavljeno iz prikaza
Slika 19/5
Izostavljeno iz prikaza
Potvrđuje li vam ovaj eksperimenat zaključak do koga ste došli izvodeći prethodni eksperimenat?
Vazduh koji je zatvoren u cevi usled zagrevanja se širi i svojim širenjem potiskuje živu.
Ako staklenu cev ostavite da se ohladi, živa će se vratiti na svoje prvobitno mesto, jer će se vazduh usled hlađenja skupljati.
Na slici 19/5 prikazano je kako se može zatopiti staklena cev.
Onaj kraj cevi koji želite da zatopite treba da stavite u plamen špiritusne lampe i cev okrećete dotle dok se ne zatopi. Zatim, dok je još usijana, potrebno je duvati u nju sa druge strane. Na taj se način dobija ovalan oblik na zatopljenom kraju cevi.
Sledeći eksperimenat izvedite sami kod kuće.
Uzmite kesu od polivinila, malo je naduvajte, a otvor dobro zavežite kanapom. To treba uraditi tako da vazduh ne može izlaziti iz kese, a zatim je ostavite da stoji duže vremena na nekom toplom mestu. Može li se ovim eksperimentom potvrditi isti zaključak do koga smo došli prethodnim ogledom?
8. Vazduh se kreće
Vazduh možemo osetiti kada se krećemo. To smo i eksperimentom pokazali. Zimi je soba topla i rado sedimo i radimo u njoj. Govorimo da je napolju hladno.
Kad smo otvorili prozor, ubrzo je i u sobi bilo hladno.
Šta se dogodilo? — Topao vazduh izašao je iz sobe, a na njegovo mesto došao je spolja hladan vazduh.
Ova promena desila se zbog toga što se vazduh kreće.
Mi nismo videli kretanje vazduha, ali smo osetili.
I Sunce izaziva kretanje vazduha. — Možda ćete se začuditi, ali je tako.
Sunce svojim zračenjem zagreva Zemlju, a ona vazduh koji je okružuje. Vazduh se zagrevanjem širi, postaje lakši i penje se uvis, a hladan vazduh, koji se nalazi na visinama, pada dole.
Zbog svog loptastog oblika, okretanja oko svoje ose i ujedno oko Sunca, Zemlja se na svim svojim delovima ne zagreva podjednako. Najveću količinu toplote prima središni deo Zemlje, oko Ekvatora. Najmanju količinu toplote primaju delovi Zemlje u predelu polova.
Zato je na Ekvatoru najtoplije, a na polovima najhladnije. Vazduh u predelu Ekvatora zagreva se najviše, postaje lakši i diže se uvis, a onda počinje da struji prema Severnom i Južnom polu.
Strujanje vazduha u prirodi nazivamo vetar.
Postoji više vrsta vetrova.
Najslabiji se zovu lahor ili povetarac. (Potražite i pročitajte pesmu Jove Jovanovića Zmaja „Ja sam vetar, dižem prah“.)
Slika 20
Izostavljeno iz prikaza
Ako u prirodi nastanu brza kretanja vazduha, ona mogu da izazovu velike štete. To su oluje i uragani. Oluja lomi grane drveća, ruši ograde i nosi krovove, a uragani ostavljaju za sobom pravu pustoš.
Ima vetrova koji duvaju stalno, a ima i takvih koji duvaju samo povremeno. Vetrovi koji duvaju samo na nekim delovima Zemlje nazivaju se lokalni. U dolini reke Vardara poznat je vetar vardarac, u okolini Beograda košava, a na primorju su poznati vetrovi jugo i bura.
9. Kakve su koristi od vazduha
Saznali smo da je vazduh neophodan za disanje. Znači da je on potreban svim bićima za održavanje života.
Avijatičari, kad lete na velikim visinama, obavezno nose vazduh za disanje. Kad ljudi budu krenuli na druga nebeska tela, moraće da ponesu i vazduh za disanje.
Da bismo upalili vatru, često moramo da duvamo, jer na taj način dovodimo više vazduha na ognjište.
Ako pogledate njega radi kovač kad želi da raspali vatru, videćete veliki meh kojim on uduvava vazduh u žar. Isto to možete primetiti i kod svoje kuće. Ako ne dolazi dovoljno vazduha u peć, vatra se gasi i pored toga što u peći ima dosta drva ili uglja.
Sve ovo dokazuje da je vazduh neophodan i za gorenje. Da bismo održavali gorenje, pored goriva potreban je i vazduh.
Postavlja se pitanje da li biljke mogu bez vazduha. Lako možemo utvrditi da i one održavaju svoj život samo tamo gde ima vazduha. Njima vazduh služi za disanje, a i hrani ih.
O tome kako biljke koriste vazduh za izgradnju svog tela govorićemo kasnije. Pored toga što je vazduh neophodan za život životinja i biljaka i što bez njega nema sagorevanja, on je ponekad i štetan.
Mnogi od vas će se zapitati: „A kako to da je vazduh štetan?“
Da li ste kadgod pokušali da jako zarđao ekser ukucate u dasku? —To je nemoguće, jer se ekser lomi.
A da li ste znali da je on zarđao zbog toga što je bio u dodiru sa vazduhom?
Zamislite samo kolike su štete od rđanja u industriji i koliko predmeta od gvožđa zbog toga propadne. Međutim, ljudi su pronašli načine da to spreče, i to bojadisanjem, kalajisanjem i cinkovanjem te ih tako štite od rđanja.
10. Sastav vazduha
Skoro smo već pomislili da smo sve saznali o vazduhu i njegovim tajnama, međutim, rđanje nas je dovelo do novih tajni.
Šta je to što izaziva rđanje, što omogućuje gorenje i što služi životinjama i biljkama za disanje?
Sve nas to navodi na pomisao da vazduh treba ispitati, tj. treba da vidimo kako se i zbog čega sve ove pojave dešavaju.
Znači, treba da nastavimo eksperimentisanje.
Uzmite bocu bez dna. Dno boce možete odseći pomoću usijane gvozdene žice. Prvo treba pažljivo isturpijati jedan prsten pri dnu boce (sl. 21a) da bi dobio kanal. Usijanu gvozdenu žicu, u obliku polukruga, krećite po kanalu boce (sl. 216).
Slika 21
Izostavljeno iz prikaza
Pri tom poslu čućete pucketanje. Kad usijanom gvozdenom žicom obiđete oko boce nekoliko puta, stavite je u sud sa hladnom vodom. Dno boce će otpasti tačno na onom mestu na kome ste je zagrevali.
U veći sud sipajte vode, a na površinu vode postavite daščicu sa malom upaljenom svećom (sl. 22).
Slika 22
Izostavljeno iz prikaza
Posmatrajte kako zapaljena sveća gori. Trebalo bi dugo čekati da sveća sasvim izgori, jer se ona ne bi ugasila. Ako je, međutim, poklopimo bocom bez dna u čiji smo grlić prethodno stavili zapušač, sveća će se brzo ugasiti. Kad pogledate u bocu, videćete da se voda popela.
Šta se desilo? — Dok je sveća gorela, nešto se iz vazduha koji se nalazio pod bocom trošilo, a kad se sveća ugasila, voda je zauzela prostor gde je bio vazduh.
Neki gas koji je pomogao da sveća gori potrošen je. Kad je sveća za svoje sagorevanje potrošila sav taj gas, ugasila se, a umesto gasa u bocu je ušla voda. Voda se popela zbog toga što se u boci smanjio vazdušni pritisak.
Taj su gas naučnici nazvali kiseonik.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Sveća može da gori samo ako u vazduhu ima dovoljno kiseonika. (Ako ovaj eksperimenat izvodite pažljivo, možete utvrditi i koliko ima kiseonika u vazduhu. Za koliko se voda popela u bocu, toliko je kiseonika bilo u vazduhu.)
A šta je ostalo u boci?
Izvadite zapušač i u grlić boce unesite upaljenu šibicu.
Šta se desilo sa šibicom? — Ona se odmah ugasila.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Pri gorenju troši se kiseonik iz vazduha, a ostaje neki gas koji sprečava da sveća gori.
Taj su gas naučnici nazvali azot.
Izvedite i ovaj eksperimenat.
Stavite opiljke od gvožđa ili sitne eksere na vlažne zidove neke boce. Napravite aparaturu kao na slici 23.
Slika 23
Izostavljeno iz prikaza
Ostavite da sve to stoji približno jedan čas.
Šta možete primetiti? — Voda se u cevi popela, a opiljci od gvožđa su zarđali.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Pošto su opiljci od gvožđa zarđali, a voda se u cevi popela, znači da se za rđanje troši neki gas iz vazduha.
Ispitaćemo gas koji je ostao u boci. Izvršite eksperimenat.
Unesite upaljenu šibicu u bocu. — Ona će se ugasiti. Znači, utrošio se kiseonik. Za rđanje se utrošio kiseonik isto tako kao što se utrošio i za gorenje.
Rđa je u stvari gvožđe koje je sagorelo u kiseoniku iz vazduha. Ako tako ostavimo opiljke od gvožđa nekoliko dana, oni će potpuno zarđati.
Lagano nagrizanje površine olova, gvožđa, bakra i nekih drugih metala dešava se zbog toga što u vazduhu ima kiseonika koji se sa njima spaja.
Rđa je štetna, pa je potrebno metale štititi od rđe.
Kako se to postiže? — Ogromne gvozdene konstrukcije, kao što su mostovi, bojadišu se da bi se zaštitile od rđe. Pored toga, takvi metali vrlo se često prevlače metalima koji ne rđaju.
A kako se to postiže? — Gvozdeni predmeti stavljaju se u velike kade sa istopljenim cinkom, te se prevlače tankim slojem cinka. Konzerve u koje se stavlja hrana napravljene su od gvozdenog lima umočenog u kalaj.
A da li je za rđanje potreban samo vazduh, tj. kiseonik?
Na ovo pitanje dobićete odgovor ako izvedete ovaj eksperimenat.
Uzmite 3 boce i u svaku od njih stavite po nekoliko eksera. U prvu sipajte prokuvane vode. U drugu sipajte malo obične vodovodne vode (toliko da se ekseri samo pokvase), a treća boca mora da bude potpuno suva.
Slika 24
Izostavljeno iz prikaza
To sve ostavite da stoji duže vreme.
Da li su ekseri koji su se nalazili u sve tri boce zarđali? Koji zaključak možete izvesti iz ovog eksperimenta?
11. Kiseonik
Eksperimentom smo utvrdili da je za disanje, gorenje i rđanje potreban kiseonik. On je neophodan za život.
Kiseonik se mnogo upotrebljava i za lečenje nekih bolesti. Pri spasavanju davljenika daje se davljeniku da udiše kiseonik. I pri izvođenju nekih teških operacija bolesniku se daje kiseonik.
I ribe koriste kiseonik za disanje. Život je u vodi moguć jer u njoj ima rastvorenog vazduha. To znači da se kiseonik nalazi i u vodi.
Vi znate da ribe žive i u akvarajumima. Šta je sve potrebno za život riba u jednom akvarijumu?
Svakako da ćete reći — kiseonik. Pogodili ste! Njima je potreban kiseonik. Ali pored kiseonika, voda treba da je zagrejana, mlaka. Ribama treba svakodnevno davati i određenu hranu.
Šta mislite — mogu li ribe da žive u prokuvanoj vodi?
Piloti koji lete na velikim visinama nose kiseonik, jer zbog male količine kiseonika u vazduhu ne mogu pravilno da dišu.
Seleniti i svi oni koji se spremaju na daleka putovanja u vasionu neka ne zaborave da ponesu kiseonik!
Verovatno ste videli kako radnici popravljaju tramvajsku prugu, ili kako rade na brodogradilištu.
Šta oni tamo rade? — Zavaruju (švajsuju) gvožđe za gvožđe. Za taj posao oni koriste čisti kiseonik i disu-gas.
Kiseonik se mnogo koristi i u industriji — za sečenje metala.
Kako se to postiže? — Mesto na metalnom predmetu zagreje se sagorevanjem dišu-gasa u čistom kiseoniku toliko da se metal na tom mestu topi. Dalje se metal seče pomoću kiseonika sagorevanjem samog metala.
Kiseonika ima u vazduhu u ogromnim količinama, zato se odatle najčešće i dobija.
Slika 25
Izostavljeno iz prikaza
Ako odete u neku radionicu ili fabriku da posmatrate rad varioca ili sečenje metala, videćete velike čelične boce. To su boce sa kiseonikom.
Ponesite sa sobom nekoliko guma za fudbalsku loptu, pa ih tamo napunite kiseonikom. On će vam poslužiti da ispitate njegove osobine.
Na otvor gumene lopte postavite odvodno crevo na čijem se slobodnom kraju nalazi savijena staklena cev
Slika 26
Izostavljeno iz prikaza
Odvodnu cev treba prvo da stavite u vodu i da sačekate da iz cevi izađe nekoliko mehurića, pa je tek onda stavite pod staklenu čašu. To zbog toga što se u cevi nalazi nešto vazduha, a nama treba čist kiseonik. Čaše u koje hvatate kiseonik treba napuniti do ivice vodom da bi se isterao vazduh. Okrenite čaše i stavite ih u sud sa vodom. Kad napunite jednu čašu kiseonikom, stavite u nju upaljenu sveću.
Slika 27
Izostavljeno iz prikaza
Šta se primećuje? — Sveća u čistom kiseoniku burnije sagoreva.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Plamen sveće u čistom kiseoniku veći je zbog toga što se tu ne nalazi azot, kao u vazduhu.
U ostalim čašama sa kiseonikom sagorevajte užareni ugalj, užarenu čeličnu oprugu, ili neku drugu materiju.
Odgovorite na ova pitanja: Šta primećujete? Koji zaključak možete izvesti iz ovog eksperimenta?
12. Ugljen-dioksid
Dosad smo utvrdili da se u vazduhu nalazi kiseonik i azot.
Treba da upoznamo još jedan gas koji se nalazi u vazduhu. Istina, njega u vazduhu ima u malim količinama, ali kad se uzme u obzir ceo vazdušni okean koji obavija Zemlju, onda vidimo da ga ima mnogo. Ako ste posetili radionicu soda-vode (sifonsode), mogli ste tamo primetiti čelične boce iz kojih se ispušta neki gas u vodovodnu vodu. Kad se u aparatu voda i taj gas pomešaju, dobija se soda-voda.
Slika 28
Izostavljeno iz prikaza
Ima li i u prirodi vode koja ima u sebi toga gasa? — Ima, i to u mineralnim vodama.
Svakako ste bili u nekoj banji koja je poznata po svojoj kiseloj vodi.
Taj gas zove se ugljen-dioksid.
On u prirodi nastaje sagorevanjem uglja, truljenjem lišća i disanjem živih bića.
Da li je to tako? Da bismo se uverili, treba izvesti eksperimenat.
Malo kreča rastvorite u vodi i vodu procedite kroz laneno platno. Proceđeni deo treba da bude bistar kao čista voda. U drugu čašu sipajte malo kisele vode.
Slika 28a
Izostavljeno iz prikaza
Na otvor čaše postavite odvodnu cev i lagano zagrevajte čašu.
Šta se primećuje? — Iz čaše izlazi gas koji muti krečnu vodu. Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Iz kisele vode izlazi ugljen-dioksid koji muti krečnu vodu.
Ako u čašu umesto krečne vode stavite zapaljenu sveću, ona će se ugasiti.
Mi udišemo kiseonik, a izdišemo ugljen-dioksid.
Uzmite cevčicu i duvajte u krečnu vodu.
Šta se primećuje? -— Krečna voda se zamutila.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Gas koji izdišemo je ugljen-dioksid, jer se krečna voda zamutila.
Slika 29
Izostavljeno iz prikaza
Ako u čašu sa krečnom vodom uvodimo veće količine ugljen-dioksida, primetićemo na dnu čaše neki talog. Sada treba krečnu vodu procediti, a talog izdvojiti.
Slika 30
Izostavljeno iz prikaza
Ako taj talog prelijemo kiselinom (sonom) primetićemo da izlazi neki gas i čućemo šuštanje. Pomoću krečne vode možemo utvrditi da je to ugljen-dioksid.
Izvedite i ovaj eksperimenat.
Malo isitnjenog mermera stavite u stakleni sud. Sipajte na njega kiselinu. Kraj odvodne cevi stavite u čašu sa krečnom vodom.
Šta se primećuje? — Mermer je počeo da se penuš»1 i da šušti. Iz njega izlazi ugljen-dioksid.
Slika 31
Izostavljeno iz prikaza
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Gas koji se razvija kad se mermer (krečnjak) prelije kiselinom je ugljen-dioksid, a dokazuje se krečnom vodom.
Slika 32
Izostavljeno iz prikaza
Napravite male stepenice od drveta, kao što je prikazano na slici 32a, i na svaki stepenik postavite po jednu malu sveću. Sve to stavite u čašu u kojoj ćete hvatati ugljen-dioksid.
Šta se primećuje? — Uvodeći gas u čašu, prvo se ugasila sveća na najnižem stepeniku. I tako redom.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Ugljen-dioksid je teži od vazduha i sprečava gorenje.
Slika 32
Izostavljeno iz prikaza
Napunite jednu čašu ugljen-dioksidom, a u drugu stavite upaljenu sveću. —Postupite kao da se u čaši nalazi voda, pa prespite ugljen-dioksid u čašu u kojoj se nalazi upaljena sveća.
Slika 33
Izostavljeno iz prikaza
Šta se primećuje? — Sveća se ugasila.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Ugljen-dioksid, kao gas teži od vazduha, prešao je u čašu u kojoj je gorela sveća i ugasio ju je.
Da li ste nekad posmatrali kako se gasi požar? Ugljen-dioksid, kao gas koji sprečava gorenje, koristi se za gašenje požara. U naročitim bocama (sl. 34) nalaze se mermer i kiselina.
Slika 34
Izostavljeno iz prikaza
Kad dođe do požara, razlije se staklena cev u kojoj se nalazi kiselina i kiselina dolazi u dodir sa mermerom. Na taj način počinje da se razvija ugljen-dioksid, koji u jakom mlazu izlazi iz boce.
U podrumima usled vrenja grožđanog soka (za dobijanje vina) razvija se ugljen-dioksid. O tome vode računa vinari i zato nikad ne ulaze u podrum bez zapaljene sveće. Ako u podrumu ima ugljen-dioksida, sveća će se ugasiti. Šta tada treba raditi?
Po podu podruma pospe se slama pomešana sa gašenim krečom. Ugljen-dioksid, kao teži, spušta se dole, a gašeni kreč ga upija.
Zašto je potrebno sve to raditi? — Jer ljudi ne mogu da udišu ugljen-dioksid.
Međutim, biljke ne mogu bez ugljen-dioksida. On je njima neophodan za održavanje života, jer ih hrani.
13. Kruženje vazduha u prirodi
Celog života ljudi udišu vazduh i izdišu ga. — Zdrav organizam normalno udahne i izdahne 16 puta u jednom minutu. Udisanjem vazduha naša pluća koriste jedan deo kiseonika. Kiseonik koji udišemo odlazi u krv, koja ga raznosi kroz telo. Na taj način stvara se telesna toplota. Posle izvršenog zadatka krv se vraća u pluća. Pri svom povratku ona sakuplja sagorele materije, a u plućima se oslobađa ugljen-dioksid. Na taj način izdišemo ugljen-dioksid. To smo dokazali pomoću krečne vode (zamutila se kad smo u tu duvali). Dobila je izgled mleka.
Za disanje se troši kiseonik. Disanje je, znači, slično gorenju i rđanju. I za gorenje i za rđanje troši se kiseonik, a oslobađa se toplota. Pri rđanju ova se pojava odigrava polako, pa mala količina toplote, koja se tom prilikom stvara, odlazi na druga tela pre nego što se gvožđe zagreje.
Za disanje, gorenje i rđanje troše se u prirodi velike količine kiseonika.
Merenja su pokazala da se u vazduhu nalazi uvek jednaka količina kiseonika.
Na koji način priroda nadoknađuje utrošeni kiseonik? — Kiseonik stvaraju biljke. One uzimaju ugljen-dioksid iz vazduha, a vazduhu vraćaju kiseonik.
Ovo ćemo dokazati eksperimentom.
Sastavite aparaturu kao što je prikazano na slici 35.
Pod stakleni levak stavite svež koren neke biljke, a na levak postavite staklenu cev koju ste prethodno napunili vodom.
Šta ćete primetiti? — Posle izvesnog vremena nivo vode u cevi će se spustiti. Kad u cev unesete užarenu žišku, ona će se razgoriti.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta?
— Voda u cevi se spustila jer je iz korena biljke izašao neki gas, a pošto se užarena žiška razgorela, dokaz je da je taj gas kiseonik.
Izvedite i ovaj eksperimenat.
Stavite biljku U epruvetu koja je uglavljena u nosač.
Nosač treba da bude toliko težak da mirno leži na dnu vode.
Sve to stavite u veći sud sa krečnom vodom. Kad ste sve uradili, pokrijte biljku staklenim sudom. Ostavite da tako stoji cele noći na nekom mračnom mestu. (Ovaj eksperimenat može se izvesti samo u mraku.)
Slika 35
Izostavljeno iz prikaza
Šta ćete ujutru primetiti? -— Krečna voda se zamutila i postala je kao mleko. — Voda se popela do izvesne visine u sud.
Slika 36
Izostavljeno iz prikaza
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — Krečna voda se zamutila jer je biljka ispustila ugljen-dioksid, a nivo vode se popeo zato što se jedan deo kiseonika potrošio.
Sledeći eksperimenat izvedite sami kod kuće.
Napravite aparaturu kao što je prikazano na slici 37.
Uzmite jedan list sa dugom drškom. Kroz zapušač od plute provucite dršku, a zatim istopljenim voskom zatvorite otvor oko drške. Pripremite staklenu cev, kao što je prikazano na sl. 37, provucite je kroz isti zapušač, pa je zatvorite voskom oko zapušača, kao i kod lista. U stakleni balon sipajte toliko vode da kad ga zatvorite zapušačem drška biljke uđe za oko 2 cm u vodu. Kad ste sve to pripremili, pristupite izvođenju eksperimenta. Pomoću staklene cevi isisajte vazduh iz boce.
Slika 37
Izostavljeno iz prikaza
Zabeležite sve što primetite i pokušajte da objasnite.
Koji zaključak možemo izvesti iz ovog eksperimenta? — (Iz rasečenog dela drške izlaze mehurići vazduha, a to znači da kroz list ulazi vazduh.)
14. Pokretačka snaga vazduha
Svojim kretanjem vazduh podiže i nosi sa zemlje razne sitne predmete. Nekada kretanje vazduha može da bude toliko brzo da lomi granje, čak i da čupa drveće iz zemlje i da ruši krovove slabijih kuća. U kretanju vazduha krije se velika pokretačka snaga, koju je čovek počeo da koristi za svoje potrebe. Tako su se javile prve jedrilice, koje su se kretale po vodi.
Umesto da troši svoju snagu pri veslanju, čovek je iskoristio prirodnu snagu vazduha koji se kreće, vetar, i napravio jedrilicu.
A kako je to postigao? — Vazduh, udarajući u raširena jedra barke vrši na njih pritisak, koji pokreće jedra, a ova barku u pravcu u kome duva vetar.
Isto tako ljudi prave vetrenjače u kojima se snagom vetra pokreće kamen koji melje brašno.
Vetrenjače se prave tako da kraci krila budu što je moguće duži i širi.
Zašto se vetrenjače tako grade?
Veća vetrenjača, sa većom površinom krakova, prima jače udarce vazduha.
Verovatno da nema deteta koje nije videlo letilicu kako kruži ispod oblaka, kao prava ptica.
Ko je nju popeo na tako veliku visinu kad ona nema motor?
Kako se ona kreće kroz vazduh?
I one koriste za svoje kretanje snagu vazduha. Napravljene su tako da svojim oblikom i površinom koriste i najmanji vetrić za svoje kretanje, te se lako penju u visine.
Vazduh ih svojim strujanjem podiže tako da mogu da dostignu visinu i do 6 000 m i da preleću po nekoliko stotina kilometara.
Snaga vazduha koristi se mnogo i u industriji. — Vazduh, koji je čovek ukrotio, postao je njegova preka potreba.
Videli ste kako radnici razbijaju debele slojeve betona kad popravljaju neku ulicu.
Kako oni to rade? — Pomoću električne struje vazduh se sabija i, tako sabijen, svojom snagom izaziva drhtanje takozvanog ,,pištolja“, koji seče sloj betona.
I pri gradnji mostova sabijen vazduh našao je veliku primenu. Pri spajanju gvozdenih konstrukcija moguće je zanitovati dva dela samo pomoću vazdušnog čekića.
Pri lakiranju većih predmeta koristi se snaga vazduha. To možete videti kad posetite nekog lakirera automobila.
Brisači stakla na nekim automobilima rade pomoću sabijenog vazduha.
Ima još dosta primera iz kojih se može videti kako se snaga vazduha koristi u tehnici i u industriji.
Najvažniji deo vazduha
Kiseonik (Oxygenium) je gas koji se u vazduhu nalazi u količini od oko 20,9°/o. Od njega zavisi da li ćemo moći naložiti vatru, da li će ona goreti, pa i naš život i disanje zavise od njega. Na velikim visinama, gde je vazduh jako razređen, disanje je otežano. Ako se čovek nađe na visokoj planini, ima osećaj kao da je ,,pijan“, ravnodušan je i bezbrižan, ali neko tada postaje i nervozan. U takvoj situaciji čovek se teško kreće i svaki pokret zahteva mnogo napora. Jedan Englez se popeo na visinu od 8500 metara, na Mont Everest. Penjući se ka vrhu, nije mogao savladati poslednjih 350 metara. Tada mu je bio potreban čitav čas vremena da bi prevalio put od 85 metara. Utvrđeno je da čovek koji sedi troši za jedan minut 0,21 litar kiseonika, a pri kretanju i radu troši 2,9 litara kiseonika.
Kiseonik je prvi otkrio engleski fizičar i hemičar — Džordž Pristli 1774. godine. On ga je nazvao ,,vatreni vazduh“ i „životni vazduh“.
Vazduh vrši pritisak od 1,033 kilograma na svaki kvadratni santimetar Zemljine površine. Taj pritisak zove se jedna atmosfera. Površina čovečjeg tela iznosi otprilike oko 1,5 kvadratnih metara, a pritisak koji vazduh vrši na tu površinu je 15 500 kilograma. Međutim, mi ne osećamo taj veliki pritisak. Pri disanju u naša pluća, krv i tkiva ulazi vazduh. Na taj način postižemo da i u unutrašnjosti našeg tela vlada isti pritisak kao i spolja. Međutim, mi možemo da osetimo promenu pritiska. Ako se penjemo uvis, pritisak vazduha sve više opada, i obratno. On će opadati i ako se vazduh zagreva, a povećavaće se ako se vazduh hladi. Smanjeni pritisak vazduha organizam teško podnosi.
Kompresor je sprava za zgušnjavanje vazduha. U principu, rad mu je sličan radu običnog meha. Služi za utiskivanje vazduha i u automobilske gume, u špiritusne i potroleumske grejalice i tome slično. Kompresor se sastoji od valžaste cevi u kojoj se pomiče klip. Kroz rupicu ulazi u cev spoljašnji vazduh, a klip ga kroz ventil utiskuje gde treba.
Vetrovi su razvrstani po jačini i brzini. Postoji takozvana Boforova skala od 12 stepeni, kojom se određuje jačina svakog vetra. Na prvom mestu su vetrovi koji imaju brzinu od 1 metra u sekundi, a na poslednjem su oni koji imaju brzinu veću od 30 metara u sekundi.
Na ostrvu Grande Aboko (Grande Abaco) slapoviti uragan duvao je 1932. godine brzinom od 320 kilometra na čas.
Jedan od najjačih uragana koji je ikada harao bio je 9. novembra 1832. godine. On je tada uništio grad Santa Kruz (u Karipskom moru). Uništenje ovoga grada bilo je potpuno jer je ostatke ruševina odnela plima. Od ukupno 4 000 stanovnika 3 000 se udavilo.
Tropski cikloni pojavljuju se najčešće u zapadnoj Indiji, u južnom delu Tihog i Indijskog okeana i na Kineskom moru.
Snaga jednog ciklona je ogromna. Energija proizvedena atomskom bombom (kao ona bačena za vreme drugog svetskog rata na Hirošimu) manja je oko 100 puta od energije ma kog ciklona.
Cikloni koji duvaju nad Islandom često imaju energiju koja se može uporediti sa energijama atomskih bombi.
Vetar je ponekad bio uzrok katastrofa i u našoj zemlji. Tako je na ušću Save u Dunav kod Beograda 9. septembra 1952. godine snažna oluja prevrnula brod
„Niš“, koji je mogao da primi 170 putnika. Tada su se udavila 104 putnika.
Košava je naročito jaka na ulazu u Đerdapsku klisuru. Tu pojedini udari košave dostižu brzinu od 100 kilometara na čas. U jesen 1937. godine ona je iščupala krmarsku kućicu i bacila je u talase Dunava. Kada na Dunavu duva košava, talasi mogu da dostignu visinu i do 2 metra.
Godine 1959. čovek je dostigao jedrilicom visinu preko 9 000 metara, što se smatra najvećom visinom do koje je čovek uspeo da dođe jedrilicom koja nema nikakvog motora.
Amerikanac Rej Džonson preleteo je jedrilicom 860 kilometara u državi Teksas. Za taj poduhvat sam je konstruisao jedrilicu.
Nemac Johtman ostao je u vazduhu 55 časova i 52 minuta na jedrilici tipa „Vaja“. To se dogodilo od 16—18. septembra 1943. godine. On je svojom jedrilicom jedrio na visini od 100 do 2 000 metara.
Prvi čovek koji je predložio konstruisanje letilice bio je poznati italijanski umetnik, fizičar i inženjer Leonardo da Vinči. Rođen je 1452. godine, a umro je 1519. godine.
Godine 1867. pomorski kapetan Le Bri sagradio je jedrilicu koja je imala izgled ptice albatrosa i na njoj je izvršio nekoliko letova u okolini Bresta (u Francuskoj). Najduži let je iznosio svega 50 metara i smatra se prvim letom koji je ostvaren letilicom.
Prvi avion sa motorom napravila su braća Orvim i Vilbur Rajt 1903. godine. Njihov motor je imao snagu od 20 konjskih snaga. Prvi let izvršili su 17. decembra 1903. godine.
Vazduh je sastavljen od nekoliko gasova. U vazduhu ima:
- azota 78,03%
- kiseonika 20,99%
- uglјen-dioksida 0,03%
- vodene pare i inertnih gasova (helijum, neon, argon, ksenon i kripton) 0,95%
- UKUPNO 100,00
Vazduh pod pritiskom od 200 atmosfera može se prevesti u tečno stanje. To se radi u naročitim mašinama, koje se zovu Lindenove mašine, po konstruk-toru Lindenu.
Danas se tečan vazduh mnogo upotreblјava za do-bijanje kiseonika i azota.
Tačnim merenjima utvrđeno je da 1 litar suvog vazduha, na temperaturi od 0°S i pod pritiskom od 1 atmosfere ima težinu 1,2928 grama. On je 773 puta lakši od vode.