что делает воздух поднимаясь вверх

Что происходит с воздухом, когда он поднимается или опускается в атмосфере?

Когда в силу каких-либо причин происходит подъем неко­торого объема воздуха, то вследствие уменьшения давления с высотой он будет расширяться. На расширение и на преодоле­ние сопротивления окружающей среды поднимающийся воздух затрачивает определенную работу. Эта работа производится за счет внутреннейтепловой энергии данной массы воздуха, в ре­зультате чего воздух охлаждается.

При опускании же происходит обратный процесс—воздух сжимается и нагревается. Ввиду плохой молекулярной теплопро­водности воздуха потеря тепла при его подъеме ничем не ком­пенсируется, т. е. процесс проходит без обмена тепла с внешней средой. Такие процессы называются адиаба­тическими.

Если происходит подъем сухого или не насыщенного влагой воздуха, то на каждые 100 м высоты он охлаждается на 1°. Если же происходит опускание воздуха, то при этом он нагревается на ту же величину. Такой процесс называется сухоадиабатическим, а величина изменения температуры поднимающегося или опускающегося воздуха (1° па 100 м высоты) — сухоадиабатииеским градиентом.

При подъеме же насыщенного водяным паром воздуха степень охлаждения его несколько уменьшается, так как при этом происходит конденсация водяного пара, при которой выделяется скрытая теплота парообразования, расходуемая на нагре­вание этого же (поднимающегося) воздуха.

Тепловой процесс, происходящий внутри поднимающегося воздуха, насыщенного водяным паром, без обмена тепла с окру­жающей средой, называется влажноадиабатическим. Падение температуры в поднимающемся воздухе при влажноадиабатческом процессе составляет от 0,3 до 0°,9 на 100 м высоты (в сред­нем 0°,6 на 100 м). Эта величина называется влажно адиабатическим градиентом. Значение влажноадиабатического градиента будет тем меньше, чем больше будет кон­денсироваться влаги при подъеме воздуха, и, наоборот, гради­ент увеличивается, приближаясь к сухоадиабатическому, если количество конденсирующейся влаги будет незначительным.

Сухо- и влажноадиабатнчсекие процессы в свободной атмосфере имеют большое значение для многих явлений погоды (облаков, осадков, гроз и т. п.).

Источник

Детский мир

Вы все наверняка знаете, что такое воздушный шар. А знаете ли вы, как и за счет чего он держится в воздухе? Что заставляет воздушный шар подняться вверх? Попробуем объяснить. Давно известно, что теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз. В этом вы можете убедиться, наблюдая за костром – дым от него поднимается вверх. После таких наблюдений у умных людей возник вопрос: а не может ли этот теплый воздух прихватить с собой что-нибудь вверх?

Как изобрели воздушный шар?

Именно так появилась идея поднять вверх шар. Его заполнили горячим дымом от костра. Мало того, к нему ещё прицепили корзинку, сплетенную из легких тонких ивовых прутьев в которую поместилось несколько человек!

Однако управлять таким воздушным шаром было почти невозможно, потому что он полностью подчиняется ветрам. И это очень было опасно! Потому что неизвестно куда он может унести воздухоплавателя, а сильный ветер так вообще может привести к крушению.

Первыми настоящий воздушный шар, способный поднимать в воздух человека, в 1783 году смастерили братья Монгольфье.

Современный воздушный шар

На первые воздушные шары брали с собой специальные мешки с песком. Если воздухоплавателям было нужно подняться выше – они сбрасывали часть мешков и воздушный шар, становясь легче, поднимался вверх.

На современные воздушные шары устанавливаются специальные газовые горелки. Горелка нагревает воздух и шар взлетает. Чем дольше горит горелка, тем сильнее нагревается воздух, тем выше взлетает шар. А если нужно будет произвести снижение или даже посадку в определенном месте, воздухоплаватель тянет за шнур, который открывает специальный клапан и выпускает горячий воздух из шара. Вместо него шар наполняется холодным воздухом и плавно опускается на землю. Таким образом, регулируется движение современных воздушных шаров вверх и вниз.

К сожалению, полететь туда, куда хочется даже на современном воздушном шаре не возможно, потому что направление его движения все также зависит от направления воздушных потоков – ветров. Да и какой-либо крупногабаритный груз на нем не повезешь. Поэтому в наше время воздушные шары используются лишь для демонстрационных и спортивных полётов.

Источник

Почему теплый воздух поднимается вверх?

Каждым из нас наблюдалось явление, когда над поверхностью водоема поднимался пар. Это клубы теплого воздуха устремлялись вверх, чтобы потом насытиться озоном и вернуться назад в виде дождя или снега.

То, что теплый воздух собирается вверху, можно почувствовать при уборке квартиры. Стоит встать на табурет, чтобы протереть от пыли люстру и ощутить, что под потолком гораздо теплее, чем внизу на полу.

Почему же так происходит, почему теплый воздух поднимается вверх? Ответ элементарно прост. Теплый воздух намного легче холодного, а скорость движения молекул в теплом воздухе намного быстрее, чем в холодном.

Опускаясь на землю, потоки воздушных масс, при нагревании как бы сбрасывают с себя ненужный груз и устремляются назад вверх за новой порцией.

А если углубиться и рассмотреть это явление с точки зрения науки, то можно объяснить это так. Молекулы холодного воздуха, которые больше подвержены силе притяжения Земли выталкивают теплые молекулы из общей массы. Причем снизу это выталкивание происходит более интенсивно, поскольку молекул холодного воздуха снизу больше, чем вокруг. Нагретые молекулы непроизвольно поднимаются все выше и выше, пока не достигнут определенной границы, где холодные молекулы не будут на них оказывать никакого влияния.

Такое перемещение воздушных масс в физике называю конвекцией.

Источник

Свойства воздуха. 3 класс. Окружающий мир.

Свойства воздуха. 3 класс. Окружающий мир.

Вопросы

Задай свой вопрос по этому материалу!

Поделись с друзьями

Комментарии преподавателя

По­вто­рим те свой­ства воз­ду­ха, о ко­то­рых мы узна­ли на преды­ду­щих уро­ках: воз­дух про­зра­чен, бес­цве­тен, не имеет за­па­ха, плохо про­во­дит тепло.

В жар­кий день окон­ное стек­ло про­хлад­ное на­о­щупь, а под­окон­ник и пред­ме­ты сто­я­щие на нем – теп­лые. Так про­ис­хо­дит по­то­му, что стек­ло – про­зрач­ное тело, ко­то­рое про­пус­ка­ет тепло, но само не на­гре­ва­ет­ся. Воз­дух тоже про­зра­чен, по­это­му хо­ро­шо про­пус­ка­ет сол­неч­ные лучи.

Рис. 1. Окон­ное стек­ло про­во­дит сол­неч­ные лучи (Ис­точ­ник)

Про­ве­дем неслож­ный опыт: пе­ре­вер­ну­тый вверх дном ста­кан опу­стим в ши­ро­кий сосуд, на­пол­нен­ный водой. Мы по­чув­ству­ем лег­кое со­про­тив­ле­ние и уви­дим, что вода не может за­пол­нить ста­кан, по­то­му что воз­дух, на­хо­дя­щий­ся в ста­кане, не “усту­па­ет” сво­е­го места воде. Если слег­ка на­кло­нить ста­кан, не вы­ни­мая его из воды, из ста­ка­на вый­дет воз­душ­ный пу­зырь, и часть воды вой­дет в ста­кан, но даже в таком по­ло­же­нии ста­ка­на вода не смо­жет за­пол­нить его пол­но­стью.

Рис. 2. Пу­зырь­ки воз­ду­ха вы­хо­дят из на­кло­нен­но­го ста­ка­на, усту­пая место воде (Ис­точ­ник)

Так про­ис­хо­дит по­то­му, что воз­дух, как и любое дру­гое тело, за­ни­ма­ет про­стран­ство в окру­жа­ю­щем мире.

Ис­поль­зуя это свой­ство воз­ду­ха, че­ло­век на­учил­ся ра­бо­тать под водой без спе­ци­аль­но­го ко­стю­ма. Для этого был со­здан во­до­лаз­ный ко­ло­кол: под ко­ло­кол-кол­пак, из­го­тов­лен­ный из про­зрач­но­го ма­те­ри­а­ла, ста­но­вят­ся люди и необ­хо­ди­мое обо­ру­до­ва­ние и ко­ло­кол опус­ка­ет­ся при по­мо­щи подъ­ем­но­го крана под воду.

Рис. 3. Во­до­лаз­ный ко­ло­кол (Ис­точ­ник)

Воз­дух, на­хо­дя­щий­ся под ку­по­лом, поз­во­ля­ет людям ды­шать неко­то­рое время, до­ста­точ­ное для того, чтобы осмот­реть по­вре­жде­ния ко­раб­ля, опоры моста или дно во­до­хра­ни­ли­ща.

Для до­ка­за­тель­ства сле­ду­ю­ще­го свой­ства воз­ду­ха, необ­хо­ди­мо плот­но при­крыть паль­цем левой руки от­вер­стие ве­ло­си­пед­но­го на­со­са, а пра­вой рукой на­жать на пор­шень.

Рис. 4. Ве­ло­си­пед­ный насос (Ис­точ­ник)

Потом, не уби­рая паль­ца от от­вер­стия, от­пу­стить пор­шень. Палец, ко­то­рым за­кры­то от­вер­стие, чув­ству­ет, что воз­дух на него очень силь­но давит. Но пор­шень с тру­дом, но сдви­нет­ся. Это озна­ча­ет, что воз­дух можно сжать. Воз­дух об­ла­да­ет упру­го­стью, по­то­му что когда мы от­пус­ка­ем пор­шень, он сам воз­вра­ща­ет­ся в пер­во­на­чаль­ное по­ло­же­ние.

Упру­ги­ми на­зы­ва­ют тела, ко­то­рые после пре­кра­ще­ния сжа­тия при­ни­ма­ют пер­во­на­чаль­ную форму. На­при­мер, если сжать пру­жи­ну, а потом от­пу­стить, она при­мет свою пер­во­на­чаль­ную форму.

Сжа­тый воз­дух тоже упруг, он стре­мит­ся рас­ши­рить­ся и за­нять преж­нее место.

Для того, чтобы до­ка­зать, что воз­дух имеет массу, нужно сде­лать са­мо­дель­ные весы. При­кре­пим сду­тые воз­душ­ные ша­ри­ки к кон­цам па­лоч­ки с по­мо­щью скот­ча. По­ло­жим длин­ную па­лоч­ку на се­ре­ди­ну ко­рот­кой, так чтобы концы урав­но­ве­ши­ва­ли друг друга. Со­еди­ним их нит­кой. При­кре­пим скот­чем ко­рот­кую па­лоч­ку к двум бан­кам. На­ду­ем один шарик и снова при­кре­пим его к па­лоч­ке тем же ку­соч­ком скот­ча. Уста­но­вим на преж­нее место.

Рис. 6. Воз­дух имеет вес (Ис­точ­ник)

Мы уви­дим, как па­лоч­ка на­кло­ня­ет­ся в сто­ро­ну на­ду­то­го ша­ри­ка, по­то­му что воз­дух, на­пол­нив­ший шарик, де­ла­ет его тя­же­лее. Из этого опыта можно сде­лать вывод, что воз­дух имеет массу и его можно взве­сить.

Если воз­дух имеет массу, зна­чит, он дол­жен ока­зы­вать дав­ле­ние на Землю и все, что на ней на­хо­дит­ся. Так и есть, уче­ные под­счи­та­ли, что воз­дух ат­мо­сфе­ры Земли ока­зы­ва­ет на че­ло­ве­ка дав­ле­ние в 15 тонн (как три гру­зо­ви­ка), но че­ло­век не чув­ству­ет этого, по­то­му что в че­ло­ве­че­ском ор­га­низ­ме со­дер­жит­ся до­ста­точ­ное ко­ли­че­ство воз­ду­ха, ко­то­рый ока­зы­ва­ет дав­ле­ние такой же силы. Дав­ле­ние внут­ри и сна­ру­жи урав­но­ве­ши­ва­ет­ся, по­это­му че­ло­век ни­че­го не ощу­ща­ет.

Вы­яс­ним, что про­ис­хо­дит с воз­ду­хом при на­гре­ва­нии и охла­жде­нии. Для этого про­ве­дем опыт: на­гре­ем колбу со встав­лен­ной в нее стек­лян­ной труб­кой теп­лом своих рук и уви­дим, что из труб­ки в воду вы­хо­дят пу­зырь­ки воз­ду­ха. Это про­ис­хо­дит по­то­му, что воз­дух в колбе при на­гре­ва­нии рас­ши­ря­ет­ся. Если на­крыть колбу смо­чен­ной в хо­лод­ной воде сал­фет­кой, мы уви­дим, что вода из ста­ка­на по труб­ке под­ни­ма­ет­ся вверх, по­то­му что при охла­жде­нии воз­дух сжи­ма­ет­ся.

Рис. 7. Свой­ства воз­ду­ха при на­гре­ва­нии и охла­жде­нии (Ис­точ­ник)

Чтобы узнать боль­ше о свой­ствах воз­ду­ха, про­ве­дем еще один опыт: две колбы за­кре­пим на труб­ке шта­ти­ва. Они урав­но­ве­ше­ны.

Рис. 8. Опыт по опре­де­ле­нию дви­же­ния воз­ду­ха

Но, если одну колбу на­греть, она под­ни­мет­ся выше дру­гой, по­то­му что го­ря­чий воз­дух легче хо­лод­но­го и под­ни­ма­ет­ся вверх. Если над кол­бой с го­ря­чим воз­ду­хом за­кре­пить по­лос­ки тон­кой лег­кой бу­ма­ги, будет видно, как они тре­пе­щут и под­ни­ма­ют­ся вверх, по­ка­зы­вая дви­же­ние на­гре­то­го воз­ду­ха.

Рис. 9. Теп­лый воз­дух под­ни­ма­ет­ся вверх

Зна­ния этого свой­ства воз­ду­ха че­ло­век ис­поль­зо­вал при со­зда­нии ле­та­тель­но­го ап­па­ра­та – воз­душ­но­го шара. Боль­шая сфера, на­пол­нен­ная по­до­гре­тым воз­ду­хом, под­ни­ма­ет­ся вы­со­ко в небо и спо­соб­на вы­дер­жи­вать вес несколь­ких че­ло­век.

Рис. 10. Воз­душ­ный шар (Ис­точ­ник)

Мы редко над этим за­ду­мы­ва­ем­ся, но ис­поль­зу­ем свой­ства воз­ду­ха каж­дый день: паль­то, шапка или ва­реж­ки не греют сами по себе – воз­дух в во­лок­нах ткани плохо про­во­дит тепло, по­это­му, чем пу­ши­стее во­лок­на, тем боль­ше в них воз­ду­ха, а зна­чит и теп­лее вещь, из­го­тов­лен­ная из такой ткани.

Сжи­ма­е­мость и упру­гость воз­ду­ха ис­поль­зу­ют в на­дув­ных из­де­ли­ях (на­дув­ные мат­ра­цы, мячи) и шинах раз­лич­ных ме­ха­низ­мов (ав­то­мо­би­ли, ве­ло­си­пе­ды).

Рис. 13. Ко­ле­со ав­то­мо­би­ля (Ис­точ­ник)

Рис. 14. Ве­ло­си­пед­ное ко­ле­со (Ис­точ­ник)

Сжа­тый воз­дух может оста­но­вить на пол­ном ходу даже же­лез­но­до­рож­ный со­став. Воз­душ­ные тор­мо­за уста­нов­ле­ны в ав­то­бу­сах, трол­лей­бу­сах, со­ста­вах метро. Воз­дух обес­пе­чи­ва­ет зву­ча­ние ду­хо­вых, удар­ных, кла­виш­но-ду­хо­вых ин­стру­мен­тов. Когда ба­ра­бан­щик уда­ря­ет па­лоч­ка­ми по туго на­тя­ну­той коже ба­ра­ба­на, она ко­леб­лет­ся, а воз­дух внут­ри ба­ра­ба­на про­из­во­дит звук. В боль­ни­цах уста­нов­ле­ны ап­па­ра­ты вен­ти­ля­ции лег­ких: если че­ло­век не может са­мо­сто­я­тель­но ды­шать, его под­клю­ча­ют к та­ко­му ап­па­ра­ту, ко­то­рый через спе­ци­аль­ную труб­ку по­да­ет в лег­кие обо­га­щен­ный кис­ло­ро­дом сжа­тый воз­дух. Сжа­тый воз­дух ис­поль­зу­ют везде: в кни­го­пе­ча­та­нии, стро­и­тель­стве, ре­мон­те и др.

Рис. 16. Со­став метро (Ис­точ­ник)

Рис. 20. Ап­па­рат ис­кус­ствен­ной вен­ти­ля­ции лег­ких (Ис­точ­ник)

Рис. 22. По­кры­ва­ние стен це­мент­ным рас­тво­ром при по­мо­щи сжа­то­го воз­ду­ха (Ис­точ­ник)

Рис. 23. Пнев­ма­ти­че­ский стро­и­тель­ный мо­ло­ток (Ис­точ­ник)

По­вто­рим свой­ства воз­ду­ха:

1. Воз­дух про­зра­чен, бес­цве­тен, не имеет за­па­ха, плохо про­во­дит тепло.

2. Воз­дух хо­ро­шо про­во­дит сол­неч­ные лучи.

3. Воз­дух за­ни­ма­ет про­стран­ство в окру­жа­ю­щем мире.

4. Воз­дух можно сжать.

5. Воз­дух об­ла­да­ет упру­го­стью.

6. Воз­дух при на­гре­ва­нии рас­ши­ря­ет­ся, при охла­жде­нии воз­дух сжи­ма­ет­ся.

7. Теп­лый воз­дух легче хо­лод­но­го и стре­мит­ся вверх.

Источник

ЧИТАТЬ КНИГУ ОНЛАЙН: Погода

НАСТРОЙКИ.

СОДЕРЖАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

Погода играет огромную роль в жизни каждого человека. Эта книга серии «ЧТО ЕСТЬ ЧТО» отвечает на многие вопросы из той области знания, в которой до сих пор остается немало загадок. Здесь рассказывается, как солнце, воздух и вода, взаимодействуя тысячами различных способов, создают погоду, которая никогда в точности не повторяется и все же имеет много сходных черт. Книга объясняет, как метеорологи составляют прогноз погоды и как сегодня в этом им помогают компьютеры и искусственные спутники Земли.

Читатель узнает, как образуются дождь, туман, снег, как классифицируют облака, отчего бывает гроза, почему происходит смена времен года, как разнообразна погода на нашей планете и какой она была прежде, что такое климатические зоны, как можно заранее узнать о грозящих наводнениях и ураганах. Если искать ответы на все эти вопросы, то загадки погоды предстанут увлекательнейшей задачей, которую юный читатель сможет решать с помощью собственных наблюдений. Проводя несложные опыты, он научится понимать, как наука раскрывает тайны погоды.

Фотография, сделанная в инфракрасных лучах метеорологическим спутником НОАА-9 6 августа 1986 г. На ней виден ярко выраженный штормовой циклон над Англией.

Одним из четырех времен года является весна. В Северном полушарии это март, апрель и май.

Лето — самое теплое и светлое время года. Летние месяцы у нас — июнь, июль и август.

Осенью дни короче, становится прохладнее. В Северном полушарии это сентябрь, октябрь и ноябрь.

Зима самое холодное и темное время года. У нас зима приходится на декабрь, январь и февраль.

Что определяет погоду?

Как это получается, что на Земле существуют различные времена года, области с таким разным климатом, а на Луне нет ни того, ни другого? Ответ прост: все зависит от погоды. Облака, ветер, дождь и снег, жара и холод — от них зависит погода, какой мы ее воспринимаем. У всего этого есть три главные причины. Если мы все узнаем о них, то поймем, как они влияют на погоду. Без них она просто не существовала бы. Первая причина — солнце. Оно дает нам свет, тепло и энергию.

Вторая — воздух. Он, словно оболочка, окутывает нашу планету. Мы живем в нем, как рыбы в воде.

Третья причина — вода. Вода везде — в морях и океанах, в озерах и прудах, в облаках и в самом воздухе.

Почему на Луне нет погоды?

Луну, как и Землю, освещает и согревает солнце, Но на ней не бывает облаков, не выпадают ни дожди, ни снег. Почему? Потому что на Луне, в отличие от Земли, нет воздушной оболочки — атмосферы. А без нее не бывает погоды.

На Луне нет ни воды, ни воздуха. Поэтому здесь, в отличие от Земли, не может быть никакой погоды.

Без воздуха нет погоды

Занимает ли воздух место?

Воздух для нас — это нечто само собой разумеющееся, как день или ночь. Он повсюду и действительно существует, даже если и невидим. Если он движется, мы ощущаем его как ветер. Однако представить себе нечто невидимое трудно. Как можно доказать наличие воздуха? С помощью несложного опыта: если в миску с водой погрузить донышком вверх стакан и нажать на него, то мы увидим, что вода в него не проникает. Почему? «Пустой» стакан на самом деле не пуст, он наполнен воздухом. Вода может попасть внутрь только тогда, когда мы станем погружать его в наклонном положении, позволяя воде вытеснять воздух.

Воздух занимает на Земле все свободное пространство. Например, если погрузить в воду пустой стакан донышком вверх, то вода в нем не поднимается — ее не пускает воздух.

Можно ли поймать воздух?

Если ощупать надутый воздушный шарик, футбольный мяч или накачанную насосом велосипедную шину, то рука почувствует упругую плотность. Поскольку внутри только воздух, то это именно он и есть! В оболочке шарика можно, слегка нажав ее пальцем, сделать вмятинку, но она тут же исчезнет, как только мы уберем палец; ее заполнит воздух. Он есть всюду, как камни или вода.

Воздух можно пощупать: если держишь в руках надутый воздушный шарик, то ощущаешь воздух, которым он наполнен.

Есть ли у воздуха вес?

С помощью другого опыта можно доказать, что воздух что—то весит. На середине палки длиной сантиметров в шестьдесят укрепим веревочку, а к обоим ее концам привяжем два одинаковых воздушных

Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.

Источник