Particules d'air à l'état chauffé et refroidi. Recueil d'idées fausses : un vaisseau spatial entrant dans l'atmosphère s'échauffe à cause du frottement de l'air

L'air a une autre propriété intéressante : il conduit mal la chaleur. De nombreuses plantes qui hivernent sous la neige ne gèlent pas car il y a beaucoup d'air entre les particules de neige froide et la congère ressemble à une couverture chaude recouvrant les tiges et les racines des plantes. En automne, l'écureuil, le lièvre, le loup, le renard et d'autres animaux muent. La fourrure d’hiver est plus épaisse et plus luxuriante que la fourrure d’été. Plus d'air est retenu entre les poils épais et les animaux de la forêt enneigée n'ont pas peur du gel.

(Le professeur écrit au tableau.)

L'air est un mauvais conducteur de chaleur.

Alors, quelles sont les propriétés de l’air ?

V. Minute d'éducation physique

VI. Consolider le matériel appris Réaliser les devoirs du cahier d'exercices

N ° 1 (p. 18).

- Lisez le devoir. Examinez le dessin et l'étiquette sur le diagramme indiquant quelles substances gazeuses font partie de l'air. (Auto-test avec le diagramme du manuel à la page 46.)

N ° 2 (p. 19).

Lisez le devoir. Notez les propriétés de l’air. (Après avoir terminé la tâche, un auto-test est effectué avec des notes au tableau.)

N° 3 (p. 19).

- Lisez le devoir. Quelles propriétés de l'air doivent être prises en compte pour accomplir correctement la tâche ? (Lorsque l’air est chauffé, il se dilate ; lorsqu’il est refroidi, il se contracte.)

Comment expliquer que l’air se dilate lorsqu’il est chauffé ? Qu’arrive-t-il aux particules qui le composent ? (Les particules commencent à se déplacer plus rapidement et les écarts entre elles augmentent.)

Dans le premier rectangle, dessinez la façon dont les particules d’air sont disposées lorsqu’elles sont chauffées.

Comment expliquer que l’air se comprime lorsqu’il est refroidi ? Qu’arrive-t-il aux particules qui le composent ? (Les particules commencent à se déplacer plus lentement et les espaces entre elles deviennent plus petits.)

- Dessinez dans le deuxième rectangle la disposition des particules d’air lorsqu’elles refroidissent.

N° 4 (p. 19).

- Lisez le devoir. Quelle propriété de l’air explique ce phénomène ? (L'air est un mauvais conducteur de chaleur.)

VII. Réflexion

Travail de groupe

Lisez la première tâche du manuel à la p. 48. Essayez d'expliquer les propriétés de l'air.

Lisez la deuxième tâche à la p. 48. Suivez jusqu'au bout.

Qu'est-ce qui pollue l'air ? (Entreprises industrielles, transports.)

Conversation

Il y a une usine non loin de chez moi. De mes fenêtres, je vois une haute cheminée en brique. D'épais nuages noirs de fumée s'en échappent jour et nuit, faisant que l'horizon se cache à jamais derrière un épais rideau séreux. Parfois, on dirait qu'il s'agit d'un gros fumeur qui fume la ville avec son inextinguible pipe Gulliver. Nous toussons, éternuons tous, certains doivent même être hospitalisés. Et au moins pour le « fumeur » : juste bouffée et bouffée, bouffée et bouffée.

Les enfants pleurent : usine dégoûtante ! Les adultes sont en colère : fermez-le immédiatement !

Et tout le monde entend en réponse : à quel point c'est « méchant » ?! Comment « fermer » comme ça ?! Notre usine produit des biens pour les gens. Et malheureusement, il n’y a pas de fumée sans feu. Si nous éteignons les flammes des fourneaux, l’usine s’arrêtera et il n’y aura plus de marchandises.

Un matin, je me suis réveillé, j'ai regardé par la fenêtre : il n'y avait pas de fumée ! Le géant a arrêté de fumer, l'usine est en place, la cheminée dépasse toujours, mais il n'y a pas de fumée. Je me demande combien de temps ? Pourtant, je vois : il n'y a pas de fumée demain, ni après-demain, ni après-demain... L'usine a-t-elle vraiment été complètement fermée ?

Où est passée la fumée ? Ils ont eux-mêmes dit qu’il n’y a pas de fumée sans feu.

C'est vite devenu clair : ils ont finalement entendu nos plaintes interminables - ils ont fixé des éliminateurs de fumée à la cheminée de l'usine, un piège à fumée qui empêche les particules de suie de s'échapper de la cheminée.

Et voici ce qui est intéressant. Il semblerait que personne n'ait besoin de fumée, voire nocive, pour accomplir une bonne action. Elle (ou plutôt la suie) est désormais soigneusement collectée ici et envoyée à une usine de plastique. Qui sait, peut-être que mon feutre est fabriqué à partir de la même suie capturée par les pièges à fumée. En un mot, les pièges à fumée profitent à tout le monde : nous, les citadins (on ne tombe plus malade), et l'usine elle-même (elle vend de la suie, et ne la gaspille plus comme avant), et les acheteurs de produits en plastique (y compris les feutres des stylos).

Nommez des moyens de protéger la pureté de l’air. (Unités de purification d'air, véhicules électriques.)

- Pour purifier l’air, les gens plantent des arbres. Pourquoi? (Les plantes absorbent le dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène.)

Regardons de près la feuille de l'arbre. La face inférieure de la feuille est recouverte d'un film transparent et parsemée de très petits trous. On les appelle « stomates » ; on ne peut les voir bien qu'avec une loupe. Ils s'ouvrent et se ferment, collectant le dioxyde de carbone. À la lumière du soleil, le sucre, l’amidon et l’oxygène se forment à partir de l’eau qui s’élève des racines le long des tiges des plantes et du dioxyde de carbone présent dans les feuilles vertes.

Ce n’est pas pour rien que les plantes sont appelées « les poumons de la planète ».

Quel air merveilleux dans la forêt ! Il contient beaucoup d'oxygène et de nutriments. Après tout, les arbres émettent des substances volatiles spéciales - les phytoncides, qui tuent les bactéries. Les odeurs résineuses d'épicéa et de pin, les arômes de bouleau, de chêne et de mélèze sont très bénéfiques pour l'homme. Mais dans les villes, l’air est complètement différent. Cela sent l'essence et les gaz d'échappement, car dans les villes il y a beaucoup de voitures, d'usines et d'usines en activité, qui polluent également l'air. Respirer un tel air est nocif pour l'homme. Pour assainir l'air, nous plantons des arbres et des arbustes : tilleul, peuplier, lilas.

RÉSUMÉ DE LA LEÇON SUR L'ENVIRONNEMENT

POUR 3ème CLASSE.

Complexe pédagogique et pédagogique "École de Russie"

Sujet: L'air et sa protection.

Le but de la leçon :

Initier les élèves à la composition et aux propriétés de l’air.

Tâches:

- éducatif:

développer les connaissances sur l’importance de l’air pour tous les êtres vivants

Terre;

en cours d'expériences et de travaux pratiques pour former des connaissances

sur les propriétés fondamentales de l'air ;

développer des compétences pratiques pour travailler avec du matériel de laboratoire

équipement, mener des expériences, effectuer des observations ;

analyser, résumer et tirer des conclusions basées sur les résultats de l’observation

Dénium;

apprendre à travailler avec une hypothèse (hypothèse à traversactif méthode

et approche pratique).

Éducatif:

créer les conditions du développement personnel de l’étudiant ; revitalisation

activité indépendante et travail de groupe; méthode de développement-

capacité de créativité constructive, d'observation, capacité de comparaison

conclure;

- éducatif:

créer les conditions propices au respect de l’environnement

environnement;

créer les conditions pour développer une culture communicative, des compétences

travailler en groupe, écouter et respecter les opinions des autres ;

sentiments d’entraide et de soutien.

Équipement: pour les étudiants : manuel « Le monde qui nous entoure, 3e année » de A.A. Ple-

Chakova ; cahier d'exercices; loupe, feuille de bois

du professeur : manuel, cahier d'exercices, présentation, supplément électronique

cahier de texte; sac plastique, matériel de laboratoire : flacon, lampe à alcool,

tissu pour expérience, loupe, feuille de bois, ordinateur, présentation, multimédia

nouveau projecteur, écran.

PENDANT LES COURS.

JE. Moment d'organisation (2 min)

Vérification des sièges et de la préparation pour le cours.

Aujourd'hui, en classe, vous travaillerez en groupe. Quelles règles de travail en groupe faut-il retenir et respecter ?

(Travaillez au mieux de vos capacités ; écoutez tout le monde

chaque membre du groupe attentivement, sans interrompre ;

parler clairement et précisément ; soutenez vos camarades ;

si vous n'êtes pas d'accord avec quelqu'un, dites-le poliment,

choisis comme capitaine celui qui peut choisir

la meilleure solution avec tout le monde ; rappelez-vous : effectuez

C'est un honneur de mourir au nom du groupe)

II. Actualisation des connaissances. Vérification des devoirs. (4 minutes)

Cible: consolidation des connaissances acquises lors des cours précédents

( Présentation ):

Résumé de l'étape.

III. Autodétermination pour l'activité. (1 minute)

Deviner l'énigme:

Passe par le nez jusqu'à la poitrine

Et le retour est en route.

Il est invisible, mais quand même

Nous ne pouvons pas vivre sans lui.

(Air)

Comment as-tu deviné?

(Nous respirons de l'air, nous ne pouvons pas vivre sans,

mais on ne le voit pas)

À votre avis, de quoi sera-t-il discuté en classe aujourd’hui ?

(À propos de l'air, de sa composition et de ses propriétés)

IV. Travailler sur le sujet de la leçon (20 min)

Conversation

Il y a 5 océans sur notre planète. Quels sont leurs noms?

(Arctique, Pacifique, Atlantique, Indien et Sud)- Il existe un autre océan très important dans le monde - le plus grand, et chaque jour, chaque heure, chaque minute, sans nous en rendre compte, nous « nageons » dedans. Quel est le nom de cet océan ? (Air)

L'océan d'air a son propre nom scientifique. Nos étudiants vous en diront plus...

Performance des étudiants . Les étudiants pré-préparés font une présentation.

Cible: travail avec des textes pédagogiques et scientifiques accessibles aux élèves du primaire, lecture correcte et consciente à haute voix. Construction d'un énoncé monologue sur un sujet proposé, sur une question donnée .

La couche d'air qui entoure notre planète s'appelle l'atmosphère.

L’atmosphère est une gigantesque coquille d’air qui s’étend vers le haut sur des centaines de kilomètres. L'épaisseur de l'atmosphère varie selon les différentes parties de la planète.

L’atmosphère protège la Terre de la chaleur et du froid excessifs ainsi que du rayonnement solaire excessif. S'il disparaissait soudainement, l'eau et les autres liquides sur Terre bouilliraient instantanément et les rayons du soleil brûleraient tous les êtres vivants.

L’océan d’air – l’atmosphère – est très important pour la vie.

Les êtres vivants peuvent-ils survivre sans air ? (Non)

Pourquoi? (Tu pourrais étouffer et mourir)

En effet, si vous respirez profondément, couvrez votre bouche et votre nez avec votre paume et comptez pour vous-même : un, deux, trois... Avant de pouvoir compter jusqu'à 60, vous aurez vraiment envie de prendre une bouffée d'air frais.

Lorsqu'une personne va sous l'eau, grimpe haut dans les montagnes ou vole dans l'espace, elle doit toujours avoir une réserve d'air avec elle.

Si l’océan d’air disparaissait soudainement, notre planète deviendrait en quelques minutes une planète sans vie.

Pourquoi l’air océan est-il si important ? (Réponses des enfants)

La coque aérienne de la Terre est son étonnante « chemise ». Grâce à lui, la planète ne surchauffe pas à cause des rayons du soleil et ne gèle pas à cause du froid cosmique. Cette « chemise » protège la Terre des impacts de météorites. Ils brûlent simplement dans l'air. La Terre a donc simplement besoin d’une « enveloppe » d’air, et ce n’est que grâce à elle que la vie intelligente existe sur Terre, la seule planète du système solaire.

Est-il possible de vérifier que l'air existe ? Qu'en penses-tu?

(Réponses des enfants)

Il est très simple de vérifier que l’air existe réellement. Essayez d'agiter votre main. Que ressentez vous?

(Mouvement d'air)

J'ai un sac en plastique vide dans les mains. Je vais l'agiter et pincer les extrémités. Pourquoi le sac a-t-il gonflé et est-il devenu élastique ?

(Il y a de l'air là-bas)

Quelle est l’importance de l’air pour les humains, les plantes et les animaux ?

(L'air est nécessaire à la respiration, protège la Terre des

surchauffe et refroidissement, des météorites, de

rayons nocifs du soleil).

Bien joué!

Minute d'éducation physique (1 min)

On va se reposer un peu
Levons-nous et respirons profondément.
Mains sur les côtés, en avant.
Le lapin attend à la lisière de la forêt.
Le lapin sautait sous le buisson,
Nous inviter chez vous.
Les mains vers le bas, sur la taille, vers le haut,
Nous fuyons tout le monde.
(Courir sur place.)
Courons vite en classe,
Nous y écouterons l'histoire.

Vérification de l'ajustement.

Travaux pratiques « composition et propriétés de l'air ». Travailler dans un cahier (pp. 27-29)

Cible: apprendre aux enfants à observer, émettre des hypothèses, analyser et tirer des conclusions basées sur des actions pratiques.

Lis le poème. Que pouvez-vous en apprendre sur l’air ?

(L'air est un mélange de gaz)

Ouvrez le manuel à la page 46. Considérez le diagramme « Composition de l'air ».

Quels gaz sont contenus dans l’air ?

(Oxygène, azote et dioxyde de carbone)

Quel gaz est le plus présent dans l’air ? (Azote)

Quel gaz y a-t-il le moins dans l’air ? (Gaz carbonique).

Les gens ont appris la composition de l’air il y a seulement 200 ans. Joseph Priestley et Antoine Lavoisier furent les premiers à étudier la composition de l'air et ses propriétés.

Lorsque les êtres vivants respirent, ils absorbent l’oxygène de l’air et libèrent du dioxyde de carbone.

Travailler en binôme

Couvrez vos manuels.

Ouvrez vos cahiers à la page 27 et effectuez vous-même la tâche n°1.

(Seul ou à l'aide d'un manuel, inscrivez-vous à

diagramme, quelles substances gazeuses sont incluses dans l'air

esprit. Marquez avec des crayons de différentes couleurs (selon votre préférence)

le bore), quel gaz les êtres vivants absorbent en respirant,

et lequel est mis en évidence. Décryptez les appareils que vous avez utilisés

désignations accrocheuses).

Échangez des cahiers et vérifiez le travail de chacun. Tirez une conclusion, évaluez le travail.

Renvoyez les cahiers les uns aux autres. Testez-vous à l'aide du manuel. Corrige les erreurs. Évaluez votre travail. Sélectionnez l'icône souhaitée :

Conclusion . – Qui a accompli la tâche sans erreurs ?

Bien joué.

Qui a rencontré des difficultés lors de la tâche ?

Corrigez vos erreurs et soyez plus attentif en classe.

Les gars, quelles sont les propriétés de l'air ?

(L'air est élastique, ... (hypothèses des enfants)

Faisons quelques expériences et voyons si vous avez raison.

Lors des travaux pratiques, nous réaliserons la tâche n°2 du cahier.

Regardez le tableau et dites-moi à quelles questions nous devrions répondre à la suite de nos observations ?

(Remplissez le tableau en fonction des résultats de la recherche.

Propriétés de l'air

Ce que nous étudions

Conclusion

L'air est-il transparent ou opaque ?

L'air a-t-il de la couleur ?

L'air a-t-il une odeur ?

Qu'arrive-t-il à l'air lorsqu'il est chauffé ?

Qu’arrive-t-il à l’air lorsqu’il refroidit ?

- Selon vous, comment devrait-on répondre à la première question ? (réponses des enfants)

Qu’est-ce qui nous aidera à le prouver ? (hypothèses des enfants).

- Les gars, prenez le manuel, dites-moi, est-ce transparent ?

Regardez la porte, est-elle transparente ? D’autres sont-ils visibles à travers ces objets ?

Pourquoi voyons-nous une porte, un manuel, un tableau noir, un bureau ? Discutez et donnez vos suppositions.

( L'air est transparent)

- Enregistrez la sortie dans un tableau. (L'air est clair)

Quelle est la prochaine question ? (L'air a-t-il de la couleur ?)

Comment pouvez-vous répondre à cette question ? Comment le prouver ?

(Déclarations d'enfants)

(Si les enfants trouvent cela difficile, l'enseignant les invite)

- De quelle couleur est le tableau ? (Vert)

De quelle couleur est le meuble ? (Brun)

De quelle couleur est la craie ? (Blanc)

De quelle couleur est l'air ? (N'a pas de couleur )

Note tes découvertes dans un tableau (l’air n’a pas de couleur).

Lisez la troisième question.

(L'air a-t-il une odeur ?)

Que pouvez-vous deviner ? Quelles preuves pouvons-nous utiliser ?

(Déclarations d'enfants)

(Si les enfants trouvent cela difficile, l'enseignant les invite)

Les gars, levez la main, lequel d'entre vous étaitdans un salon de coiffure, dans une cafétéria, dans une clinique ? Imaginez-vous qu'on vous demande de savoir où vous êtes les yeux fermés ? Est-il possible? Comment? Discutez et donnez vos suppositions.

( Nous pouvons déterminer où nous pourrions être grâce à notre odeur. Nous savons que les particules odorantes se mélangent aux particules de l’air. Grâce à cela, nous sentons. Mais l'air pur n'a pas d'odeur.)

Enregistrez la sortie dans un tableau. (L'air n'a pas d'odeur)

- QuoiQu’arrive-t-il à l’air lorsqu’il est chauffé et refroidi ? Nous le découvrirons à travers des expériences.

Expérience n°1.

Cible: découvrez ce qui arrive à l'air lorsqu'il est chauffé.

Prenons un flacon avec un tube. Mettons le tube dans l'eau. Que voyons-nous ?

(L'eau ne pénètre pas dans le tube ; l'air ne la laisse pas entrer).

Nous allons chauffer le ballon. Que se passe-t-il maintenant ?

(Des bulles d'air ont commencé à sortir du tube.)

( L'air se dilate lorsqu'il est chauffé ) - inscription dans un cahier).

Expérience n°2.

Cible: découvrez ce qui arrive à l'air lorsqu'il refroidit.

Placez un chiffon froid et humide sur le flacon. Que voyons-nous ?

(L'eau monte dans le tube. L'air semble céder

l'eau fait partie de sa place)

Quelle conclusion peut-on tirer des observations ?

( Quand l'air refroidit, il se comprime) entrée du carnet)

L'air a une autre propriété intéressante. Pour le savoir, effectuons la tâche n°4 à la page 28 du cahier d’exercices.

Lisez l'histoire de la tortue sage et accomplissez ses tâches.

(Un des élèves lit l'histoire à haute voix)

Pensez à quelle propriété de l’air est décrite dans l’histoire ?

(Devinettes des enfants)

Vérifions nous-mêmes. Lisez le texte dans la section « Testez-vous ».

Bien joué!

Alors, quelles sont les propriétés de l’air ?

(L'air est transparent, incolore, inodore, quand

Lorsqu'il est chauffé, il se dilate et lorsqu'il est refroidi, il se contracte.

élastique, conduit mal la chaleur)

Bien joué!

V. Minute d'éducation physique (1 min)

Devenir fort et agile

Commençons l'entraînement.

Inspirez par le nez et expirez par la bouche.

Respirons profondément, et ensuite

Mettez-vous en place, lentement,

Comme il fait beau !

Nous avons vérifié votre posture

Et ils rapprochèrent leurs omoplates.

Nous marchons sur la pointe des pieds

Et maintenant - sur les talons.

Vérification de l'ajustement.

VI. Consolidation du matériel étudié. Travailler dans un cahier (5 min)

Cible: consolider les connaissances acquises

Lisez la tâche n°3 à la page 28 dans votre cahier.

(Utilisez un diagramme schématique pour montrer comment le

repose sur les particules d'air pour le chauffage et le refroidissement)

Quelles propriétés de l'air doivent être prises en compte pour accomplir correctement la tâche ?

(Lorsqu'il est chauffé, l'air se dilate et lorsqu'il est refroidi,

Denia rétrécit)

Comment expliquer que l’air se dilate lorsqu’il est chauffé ? Qu’arrive-t-il aux particules qui le composent ?

(Les particules commencent à se déplacer plus rapidement, et entre

le ki entre eux augmente)

Dans le premier rectangle, dessinez la façon dont les particules d’air sont disposées lorsqu’elles sont chauffées.

Comment expliquer que l’air se comprime lorsqu’il est refroidi ? Qu’arrive-t-il aux particules qui le composent ?

(Les particules commencent à se déplacer plus lentement, entre

les horreurs entre eux diminuent)

Dessinez dans le deuxième rectangle la disposition des particules d’air lorsqu’elles refroidissent.

(Après avoir terminé la tâche, un autotest est effectué sur la diapositive :

VII. Réflexion (4 min)

Travail de groupe

Lisez la deuxième tâche à la p.48. Complète le.

(Lisez le texte « L'air doit être pur ». Trouvez-y des informations : sur les sources de pollution de l'air ; sur les moyens de protéger la pureté de l'air.)

Qu'est-ce qui pollue l'air ?

(Usines et usines, voitures)

Quelles méthodes de protection de l'air connaissez-vous ?

(Installation de collecte des suies, poussières,

gaz toxiques, véhicules électriques)

Conversation (5 minutes)

Il y a une usine dans la ville. Des nuages de fumée s'échappaient de sa cheminée jour et nuit. Les habitants de la ville ont toussé, éternué et certains ont même été hospitalisés. Ils voulaient même fermer l’usine, mais comment pourraient-ils se passer de marchandises ?

Un jour, la fumée a cessé de s’échapper de la cheminée de l’usine. Il est vite devenu évident que des éliminateurs de fumée avaient été fixés au tuyau, ce qui empêchait les particules de suie de s'échapper du tuyau.

Et voici ce qui est intéressant. La suie est désormais soigneusement collectée et envoyée à une usine de plastique, où sont fabriqués divers objets en plastique.

En un mot, tout le monde profite du piège à fumée : les habitants de la ville, l'usine (elle vend de la suie) et les fabricants de plastique.

Nommez des moyens de protéger la pureté de l’air.

(Unités de purification d'air, véhicules électriques)

Pouvez-vous d’une manière ou d’une autre influencer la pureté de l’air ?

(Vous pouvez planter des plantes, elles purifient l'air)

Pourquoi les plantes absorbent-elles le dioxyde de carbone et libèrent-elles de l’oxygène ?

(Devinettes des enfants)

Regardons de près la feuille de l'arbre. La face inférieure de la feuille est recouverte d'un film transparent et parsemée de petits trous. On les appelle « stomates ». Ils s'ouvrent et se ferment, collectant le dioxyde de carbone. À la lumière du soleil, le sucre, l'amidon et l'oxygène se forment à partir de l'eau qui monte des racines le long des tiges des plantes et du dioxyde de carbone des feuilles vertes. C’est pourquoi les plantes sont appelées « les poumons de la planète ».

VIII. Résumer la leçon. (2 minutes)

Qu’est-ce que l’air ? (Mélange de gaz - azote, oxygène et dioxyde de carbone)

Nommez les propriétés de l’air.

(L'air est transparent, incolore, inodore, élastique,

se dilate lorsqu'il est chauffé, se contracte lorsqu'il est refroidi,

conduit mal la chaleur)

Qu'avez-vous appris de nouveau pendant la leçon ?

IX. Devoirs (1 min)

Cahier d'exercices : n° 5 (p. 29)

Atmosphère(du grec atmos - vapeur et spharia - balle) - la coque aérienne de la Terre, tournant avec elle. Le développement de l'atmosphère était étroitement lié aux processus géologiques et géochimiques se déroulant sur notre planète, ainsi qu'aux activités des organismes vivants.

La limite inférieure de l'atmosphère coïncide avec la surface de la Terre, puisque l'air pénètre dans les plus petits pores du sol et se dissout même dans l'eau.

La limite supérieure à une altitude de 2 000 à 3 000 km passe progressivement dans l'espace.

Grâce à l’atmosphère qui contient de l’oxygène, la vie sur Terre est possible. L'oxygène atmosphérique est utilisé dans le processus respiratoire des humains, des animaux et des plantes.

S’il n’y avait pas d’atmosphère, la Terre serait aussi calme que la Lune. Après tout, le son est la vibration des particules d’air. La couleur bleue du ciel s'explique par le fait que les rayons du soleil, traversant l'atmosphère, comme à travers une lentille, sont décomposés en leurs couleurs composantes. Dans ce cas, les rayons de couleurs bleues et bleues sont les plus dispersés.

L'atmosphère piège la majeure partie du rayonnement ultraviolet du soleil, ce qui a un effet néfaste sur les organismes vivants. Il retient également la chaleur près de la surface de la Terre, empêchant ainsi notre planète de se refroidir.

La structure de l'atmosphère

Dans l'atmosphère, plusieurs couches peuvent être distinguées, de densité différente (Fig. 1).

Troposphère

Troposphère- la couche la plus basse de l'atmosphère, dont l'épaisseur au-dessus des pôles est de 8 à 10 km, aux latitudes tempérées - de 10 à 12 km et au-dessus de l'équateur - de 16 à 18 km.

Riz. 1. La structure de l'atmosphère terrestre

L'air de la troposphère est chauffé par la surface de la Terre, c'est-à-dire par la terre et l'eau. La température de l'air dans cette couche diminue donc avec l'altitude de 0,6 °C en moyenne tous les 100 m et atteint -55 °C à la limite supérieure de la troposphère. Dans le même temps, dans la région de l’équateur, à la limite supérieure de la troposphère, la température de l’air est de -70 °C et dans la région du pôle Nord de -65 °C.

Environ 80 % de la masse de l'atmosphère est concentrée dans la troposphère, presque toute la vapeur d'eau est localisée, des orages, des tempêtes, des nuages et des précipitations se produisent et un mouvement vertical (convection) et horizontal (vent) de l'air se produit.

On peut dire que le temps se forme principalement dans la troposphère.

Stratosphère

Stratosphère- une couche de l'atmosphère située au dessus de la troposphère à une altitude de 8 à 50 km. La couleur du ciel dans cette couche apparaît violette, ce qui s'explique par la rareté de l'air, grâce à laquelle les rayons du soleil ne sont presque pas dispersés.

La stratosphère contient 20 % de la masse de l'atmosphère. L'air dans cette couche est raréfié, il n'y a pratiquement pas de vapeur d'eau et donc presque aucun nuage ni précipitation ne se forme. Cependant, des courants d'air stables sont observés dans la stratosphère, dont la vitesse atteint 300 km/h.

Cette couche est concentrée ozone(écran d'ozone, ozonosphère), couche qui absorbe les rayons ultraviolets, les empêchant d'atteindre la Terre et protégeant ainsi les organismes vivants de notre planète. Grâce à l'ozone, la température de l'air à la limite supérieure de la stratosphère varie de -50 à 4-55 °C.

Entre la mésosphère et la stratosphère se trouve une zone de transition : la stratopause.

Mésosphère

Mésosphère- une couche de l'atmosphère située à une altitude de 50-80 km. La densité de l'air y est 200 fois inférieure à celle de la surface de la Terre. La couleur du ciel dans la mésosphère apparaît noire et les étoiles sont visibles pendant la journée. La température de l'air descend jusqu'à -75 (-90)°C.

A une altitude de 80 km commence thermosphère. La température de l'air dans cette couche monte fortement jusqu'à une hauteur de 250 m, puis devient constante : à une altitude de 150 km elle atteint 220-240°C ; à une altitude de 500 à 600 km, la température dépasse 1 500 °C.

Dans la mésosphère et la thermosphère, sous l'influence des rayons cosmiques, les molécules de gaz se désintègrent en particules d'atomes chargées (ionisées), c'est pourquoi cette partie de l'atmosphère est appelée ionosphère- une couche d'air très raréfié, située entre 50 et 1000 km d'altitude, constituée principalement d'atomes d'oxygène ionisés, de molécules d'oxyde d'azote et d'électrons libres. Cette couche est caractérisée par une électrification élevée et les ondes radio longues et moyennes y sont réfléchies, comme par un miroir.

Dans l'ionosphère, des aurores apparaissent - la lueur de gaz raréfiés sous l'influence de particules chargées électriquement venant du Soleil - et de fortes fluctuations du champ magnétique sont observées.

Exosphère

Exosphère- la couche externe de l'atmosphère située au dessus de 1000 km. Cette couche est également appelée sphère de diffusion, car les particules de gaz s'y déplacent à grande vitesse et peuvent être dispersées dans l'espace.

Composition atmosphérique

L'atmosphère est un mélange de gaz composé d'azote (78,08 %), d'oxygène (20,95 %), de dioxyde de carbone (0,03 %), d'argon (0,93 %), d'une petite quantité d'hélium, de néon, de xénon, de krypton (0,01 %). l'ozone et d'autres gaz, mais leur teneur est négligeable (tableau 1). La composition moderne de l'air terrestre a été établie il y a plus de cent millions d'années, mais la forte augmentation de l'activité de production humaine a néanmoins conduit à sa modification. Actuellement, on constate une augmentation de la teneur en CO 2 d'environ 10 à 12 %.

Les gaz qui composent l’atmosphère remplissent divers rôles fonctionnels. Cependant, l'importance principale de ces gaz est principalement déterminée par le fait qu'ils absorbent très fortement l'énergie radiante et ont ainsi un impact significatif sur le régime de température de la surface et de l'atmosphère terrestre.

Tableau 1. Composition chimique de l'air atmosphérique sec près de la surface de la Terre

	Concentration volumique. %	Poids moléculaire, unités

Oxygène

Gaz carbonique





Protoxyde d'azote
	de 0 à 0,00001
Le dioxyde de soufre	de 0 à 0,000007 en été ; de 0 à 0,000002 en hiver
	De 0 à 0,000002	46,0055/17,03061
Dioxyde d'azog

Monoxyde de carbone

Azote, Gaz le plus répandu dans l’atmosphère, il est chimiquement inactif.

Oxygène, contrairement à l’azote, est un élément chimiquement très actif. La fonction spécifique de l'oxygène est l'oxydation de la matière organique des organismes hétérotrophes, des roches et des gaz sous-oxydés émis dans l'atmosphère par les volcans. Sans oxygène, il n’y aurait pas de décomposition des matières organiques mortes.

Le rôle du dioxyde de carbone dans l’atmosphère est extrêmement important. Il pénètre dans l'atmosphère à la suite de processus de combustion, de respiration d'organismes vivants et de décomposition et constitue avant tout le principal matériau de construction pour la création de matière organique lors de la photosynthèse. De plus, la capacité du dioxyde de carbone à transmettre le rayonnement solaire à ondes courtes et à absorber une partie du rayonnement thermique à ondes longues est d'une grande importance, ce qui créera ce qu'on appelle l'effet de serre, qui sera discuté ci-dessous.

Les processus atmosphériques, notamment le régime thermique de la stratosphère, sont également influencés par ozone. Ce gaz sert d’absorbeur naturel du rayonnement ultraviolet du soleil, et l’absorption du rayonnement solaire entraîne un réchauffement de l’air. Les valeurs mensuelles moyennes de la teneur totale en ozone dans l'atmosphère varient en fonction de la latitude et de la période de l'année dans la plage de 0,23 à 0,52 cm (il s'agit de l'épaisseur de la couche d'ozone à la pression et à la température du sol). On note une augmentation de la teneur en ozone de l'équateur aux pôles et un cycle annuel avec un minimum en automne et un maximum au printemps.

Une propriété caractéristique de l'atmosphère est que la teneur des principaux gaz (azote, oxygène, argon) change légèrement avec l'altitude : à une altitude de 65 km dans l'atmosphère la teneur en azote est de 86 %, l'oxygène - 19, l'argon - 0,91 , à une altitude de 95 km - azote 77, oxygène - 21,3, argon - 0,82%. La constance de la composition de l'air atmosphérique verticalement et horizontalement est maintenue par son mélange.

En plus des gaz, l'air contient vapeur d'eau Et des particules solides. Ces derniers peuvent avoir une origine à la fois naturelle et artificielle (anthropique). Il s’agit du pollen, de minuscules cristaux de sel, de la poussière des routes et des impuretés des aérosols. Lorsque les rayons du soleil pénètrent dans la fenêtre, ils sont visibles à l'œil nu.

Il y a surtout de nombreuses particules de particules dans l'air des villes et des grands centres industriels, où les émissions de gaz nocifs et leurs impuretés formées lors de la combustion des carburants s'ajoutent aux aérosols.

La concentration d'aérosols dans l'atmosphère détermine la transparence de l'air, qui affecte le rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre. Les plus gros aérosols sont des noyaux de condensation (de lat. condensation- compactage, épaississement) - contribuent à la transformation de la vapeur d'eau en gouttelettes d'eau.

L'importance de la vapeur d'eau est principalement déterminée par le fait qu'elle retarde le rayonnement thermique à ondes longues de la surface de la Terre ; représente le maillon principal des grands et petits cycles d'humidité ; augmente la température de l'air lors de la condensation des lits à eau.

La quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère varie dans le temps et dans l'espace. Ainsi, la concentration de vapeur d'eau à la surface de la Terre varie de 3 % sous les tropiques à 2-10 (15) % en Antarctique.

La teneur moyenne en vapeur d'eau dans la colonne verticale de l'atmosphère sous les latitudes tempérées est d'environ 1,6 à 1,7 cm (c'est l'épaisseur de la couche de vapeur d'eau condensée). Les informations concernant la vapeur d'eau dans les différentes couches de l'atmosphère sont contradictoires. On a supposé par exemple que dans la plage d'altitude de 20 à 30 km, l'humidité spécifique augmente fortement avec l'altitude. Cependant, des mesures ultérieures indiquent une plus grande sécheresse de la stratosphère. Apparemment, l'humidité spécifique dans la stratosphère dépend peu de l'altitude et est de 2 à 4 mg/kg.

La variabilité de la teneur en vapeur d'eau dans la troposphère est déterminée par l'interaction des processus d'évaporation, de condensation et de transport horizontal. En raison de la condensation de la vapeur d'eau, des nuages se forment et des précipitations tombent sous forme de pluie, de grêle et de neige.

Les processus de transitions de phase de l'eau se produisent principalement dans la troposphère, c'est pourquoi les nuages dans la stratosphère (à des altitudes de 20 à 30 km) et la mésosphère (près de la mésopause), appelés nacrés et argentés, sont observés relativement rarement, tandis que les nuages troposphériques couvrent souvent environ 50 % de la surface totale de la Terre.

La quantité de vapeur d'eau pouvant être contenue dans l'air dépend de la température de l'air.

1 m 3 d'air à une température de -20°C ne peut contenir plus de 1 g d'eau ; à 0 °C - pas plus de 5 g ; à +10 °C - pas plus de 9 g ; à +30 °C - pas plus de 30 g d'eau.

Conclusion: Plus la température de l’air est élevée, plus il peut contenir de vapeur d’eau.

L'air peut être riche Et pas saturé vapeur d'eau. Ainsi, si à une température de +30 °C 1 m 3 d'air contient 15 g de vapeur d'eau, l'air n'est pas saturé de vapeur d'eau ; si 30 g - saturé.

Humidité absolue est la quantité de vapeur d'eau contenue dans 1 m3 d'air. Elle est exprimée en grammes. Par exemple, s’ils disent « l’humidité absolue est de 15 », cela signifie que 1 mL contient 15 g de vapeur d’eau.

Humidité relative- c'est le rapport (en pourcentage) de la teneur réelle en vapeur d'eau dans 1 m 3 d'air sur la quantité de vapeur d'eau pouvant être contenue dans 1 m L à une température donnée. Par exemple, si la radio diffuse un bulletin météo indiquant que l'humidité relative est de 70 %, cela signifie que l'air contient 70 % de la vapeur d'eau qu'il peut retenir à cette température.

Plus l'humidité relative est élevée, c'est-à-dire Plus l’air est proche d’un état de saturation, plus les précipitations sont probables.

Une humidité relative de l'air toujours élevée (jusqu'à 90 %) est observée dans la zone équatoriale, car la température de l'air y reste élevée tout au long de l'année et une forte évaporation se produit à la surface des océans. L'humidité relative est également élevée dans les régions polaires, mais à cause de basses températures, même une petite quantité de vapeur d'eau rend l'air saturé ou presque saturé. Sous les latitudes tempérées, l’humidité relative varie selon les saisons : elle est plus élevée en hiver, plus faible en été.

L'humidité relative de l'air dans les déserts est particulièrement faible : 1 m 1 d'air y contient deux à trois fois moins de vapeur d'eau qu'il n'est possible à une température donnée.

Pour mesurer l'humidité relative, on utilise un hygromètre (du grec hygros - humide et metreco - je mesure).

Une fois refroidi, l’air saturé ne peut pas retenir la même quantité de vapeur d’eau ; il s’épaissit (se condense) et se transforme en gouttelettes de brouillard. Du brouillard peut être observé en été par une nuit claire et fraîche.

Des nuages- c'est le même brouillard, sauf qu'il ne se forme pas à la surface de la terre, mais à une certaine hauteur. À mesure que l’air monte, il se refroidit et la vapeur d’eau qu’il contient se condense. Les minuscules gouttelettes d’eau qui en résultent forment des nuages.

La formation des nuages implique également affaire particulière suspendu dans la troposphère.

Les nuages peuvent avoir différentes formes, qui dépendent des conditions de leur formation (tableau 14).

Les nuages les plus bas et les plus lourds sont les stratus. Ils sont situés à une altitude de 2 km de la surface terrestre. À une altitude de 2 à 8 km, des cumulus plus pittoresques peuvent être observés. Les cirrus sont les plus hauts et les plus légers. Ils sont situés à une altitude de 8 à 18 km au-dessus de la surface terrestre.

Des familles	Sortes de nuages	Apparence
A. Nuages supérieurs - au-dessus de 6 km	I. Cirrus	Filiforme, fibreux, blanc
	II. Cirrocumulus	Couches et crêtes de petits flocons et boucles, blancs
	III. Cirro-stratus	Voile blanchâtre transparent
B. Nuages de niveau moyen - au-dessus de 2 km	IV. Altocumulus	Couches et crêtes de couleur blanche et grise
B. Nuages de niveau moyen - au-dessus de 2 km	V. Altostratifié	Voile lisse de couleur gris laiteux
B. Nuages bas - jusqu'à 2 km	VI. Nimbostratus	Couche grise informe solide
	VII. Stratocumulus	Couches non transparentes et crêtes de couleur grise
	VIII. En couches	Voile gris non transparent
D. Nuages de développement vertical - du niveau inférieur au niveau supérieur	IX. Cumulus	Les clubs et les dômes sont d'un blanc éclatant, avec des bords déchirés par le vent
	X. Cumulonimbus	Puissantes masses en forme de cumulus de couleur plomb foncé

Protection atmosphérique

Les principales sources sont les entreprises industrielles et les automobiles. Dans les grandes villes, le problème de la pollution gazeuse sur les principaux axes de transport est très aigu. C'est pourquoi de nombreuses grandes villes du monde, y compris notre pays, ont introduit un contrôle environnemental de la toxicité des gaz d'échappement des véhicules. Selon les experts, la fumée et la poussière dans l'air peuvent réduire de moitié l'apport d'énergie solaire à la surface de la Terre, ce qui entraînera un changement des conditions naturelles.

Bien sûr, une friction avec l'air se produit et en même temps une certaine quantité de chaleur est libérée, mais un autre processus physique appelé chauffage aérodynamique réchauffe la peau du véhicule de descente et provoque la combustion et l'explosion des boules de feu volant vers le sol.

Comme vous le savez, une onde de choc se forme devant un corps se déplaçant dans un gaz à une vitesse supersonique - une fine région de transition dans laquelle se produit une augmentation brutale et brutale de la densité, de la pression et de la vitesse de la substance. Naturellement, à mesure que la pression du gaz augmente, il se réchauffe - une forte augmentation de la pression entraîne une augmentation rapide de la température. Le deuxième facteur - il s'agit en fait d'un échauffement aérodynamique - est le freinage des molécules de gaz dans une fine couche adjacente directement à la surface d'un objet en mouvement - l'énergie du mouvement chaotique des molécules augmente et la température augmente à nouveau. Et le gaz chaud chauffe le corps supersonique lui-même, et la chaleur est transférée à la fois par conductivité thermique et par rayonnement. Certes, le rayonnement des molécules de gaz commence à jouer un rôle notable à des vitesses très élevées, par exemple à la 2e vitesse cosmique.

Non seulement les concepteurs d'engins spatiaux doivent faire face au problème de l'échauffement aérodynamique, mais aussi les développeurs d'avions supersoniques, ceux qui ne quittent jamais l'atmosphère.

On sait que les concepteurs des premiers avions de passagers supersoniques au monde - Concorde et Tu-144 - ont été contraints d'abandonner l'idée de faire voler leur avion à une vitesse de Mach 3 (ils ont dû se contenter de « modestes » 2.3). La raison est le chauffage aérodynamique. À une telle vitesse, il chaufferait les revêtements des avions de ligne à des températures qui pourraient déjà affecter la résistance des structures en aluminium. Remplacer l'aluminium par du titane ou de l'acier spécial (comme dans les projets militaires) était impossible pour des raisons économiques. À propos, vous pouvez lire comment les concepteurs du célèbre intercepteur soviétique à haute altitude MiG-25 ont résolu le problème du chauffage aérodynamique en

Imaginez que par une journée ensoleillée de printemps, vous vous promenez dans le parc. Il te semble qu'autour de toi,- entre les arbres et les gens qui marchent- espace complètement vide. Mais alors une légère brise souffle, et on sent immédiatement que le « vide » qui nous entoure est rempli d’air, que nous vivons au fond d’un immense océan d’air appelé l’atmosphère. Les particules d'air sont faiblement connectées les unes aux autres et subissent un mouvement chaotique continu, c'est pourquoi les masses d'air se déplacent constamment d'un endroit à l'autre. Si l'air était resté au même endroit depuis longtemps, vous et moi aurions étouffé depuis longtemps. En plus de sa grande mobilité, l'air possède une autre propriété importante que n'ont pas les corps solides et liquides. L'air peut être comprimé, c'est-à-dire que son volume peut être modifié.
Pour mieux comprendre les propriétés de l'air, faisons connaissance avec sa structure atomique. Si nous agrandissons une petite bulle d’air plusieurs millions de fois, nous remarquerons que l’air est constitué d’un grand nombre de particules qui se déplacent librement, se dispersent dans toutes les directions et entrent en collision les unes avec les autres. Nous ne voyons pas d'arrangement ordonné des particules (comme dans les cristaux), et il y a aussi beaucoup d'espace libre entre les particules individuelles (vous vous souvenez probablement que dans un liquide, les particules sont très proches les unes des autres). C'est pourquoi l'air est facilement comprimé. Si vous possédez une pompe à vélo, essayez de comprimer l'air en fermant la sortie. En déplaçant le piston de la pompe, vous réduisez le volume d'air, c'est-à-dire rapprocher les particules les unes des autres. En regardant l'air comprimé, nous observons à nouveau le mouvement chaotique des particules et remarquons immédiatement que les particules remplissent désormais l'espace de manière plus dense.
Les gars, vous avez certainement pensé que pour réduire le volume d'air, il fallait une certaine force pour vaincre la pression d'air qui augmente progressivement dans la pompe. Au fait, pourquoi la pression de l’air dans la pompe augmente-t-elle ? Pas difficile à deviner. Les particules d'air, il y en a plus de 10 000 000 000 000 000 000 dans un centimètre cube, sont en mouvement continu. De temps en temps, ils heurtent les parois métalliques de la pompe, c'est-à-dire leur faire pression. À mesure que le volume d’air diminue, les particules frappent plus souvent les murs. Ainsi, plus le volume d’air est petit, plus sa pression est élevée. Il s’avère que c’est la raison pour laquelle vous devez déployer beaucoup d’efforts jusqu’à ce que la roue du vélo devienne suffisamment « dure ».
Les physiciens appellent gaz toutes les substances qui ont les mêmes propriétés que l’air. Un centimètre cube de gaz contient environ 1 000 fois moins d’atomes que le même volume de liquide ou de solide.
Les forces de cohésion entre les atomes de gaz sont très faibles, c’est pourquoi les gaz offrent peu de résistance au mouvement des corps. Essayez d’abord d’agiter votre main en l’air, puis faites le même mouvement dans l’eau. Avez-vous remarqué à quel point il y a une énorme différence ?
Et maintenant nous proposons de faire l'expérience suivante : prenez deux feuilles de papier et, en les tenant verticalement à une distance de 1- A 2 cm l'un de l'autre, soufflez fort entre eux. Il semblerait que les feuilles devraient diverger, mais elles font le contraire.- converger. Cela signifie que la pression de l’air entre les feuilles, au lieu d’augmenter, diminue. Comment expliquer ce phénomène ? Nous avons découvert plus haut que la pression du gaz sur un « obstacle » est due aux impacts de particules sur cette surface. Dans notre expérience, la pression de l’air sur les feuilles de papier est égale des deux côtés, de sorte que les feuilles pendent parallèlement les unes aux autres. Lorsqu'un fort courant d'air se déplace, les particules n'ont pas le temps de les frapper autant de fois qu'elles le feraient dans un air calme. C'est pourquoi la pression de l'air entre les feuilles diminue. Et comme la pression sur la surface extérieure des feuilles n'a pas changé, une différence de pression apparaît, à la suite de laquelle elles sont attirées les unes vers les autres. En fait, vous pouvez prendre une seule feuille de papier et souffler dessus par le côté. Il s’écartera certainement quelque peu dans la direction dans laquelle le flux d’air se déplace.
Nous rencontrons souvent le phénomène décrit dans la vie. Grâce à cela, les oiseaux et les avions volent. Vous savez probablement comment la portance est créée sur une aile d’avion. Le profil de l'aile est choisi de telle manière que la vitesse du flux d'air au-dessus de l'aile soit plus grande et la pression soit inférieure à celle sous l'aile. La différence de ces pressions crée une portance.
L’action d’aspiration d’un jet d’air est également utilisée dans diverses pompes et pulvérisateurs. Faisons connaissance avec le flacon pulvérisateur de parfum. L'air de la « bille » en caoutchouc comprimé sort à grande vitesse par un mince tube A, rétréci à son extrémité. A proximité se trouve le deuxième tube B, descendu dans un récipient contenant du parfum. Un fort courant d'air crée un vide dans le tube B, la pression atmosphérique fait monter le parfum à travers le tube qui, une fois dans le courant d'air, est pulvérisé.
Le vide créé par le flux d'air ne sert pas toujours une personne. Parfois, cela fait beaucoup de mal. Par exemple, lors d'ouragans violents, à la suite de courants d'air rapides se précipitant sur les maisons, la pression sur la surface du toit diminue si fortement que le vent l'arrache.
Une diminution de pression est également observée dans un écoulement liquide, et d'autant plus clairement que par rapport aux gaz, les liquides ont une structure atomique plus « dense ». À cet égard, je voudrais vous rappeler les dangers qui menacent le fleuve. Deux bateaux ou kayaks flottant l'un à côté de l'autre seront « attirés » l'un par l'autre, puisque la vitesse de l'eau entre eux est plus grande et la pression est moindre que de l'autre côté des bateaux.
Ne naviguez jamais avec un bateau trop près d'un rivage en béton, et encore moins d'un support de pont. Lorsque la rivière coule rapidement, les murs ou supports en béton attirent fortement les bateaux. Ils sont particulièrement dangereux pour les nageurs frivoles qui risquent leur vie. Pendant vos vacances d’été au bord de la rivière, souvenez-vous de l’expérience simple avec deux morceaux de papier.