هل الهواء مصنوع من مادة؟

هل الهواء مصنوع من مادة؟ لتناسب التعريف القياسي للمادة في العلوم ، يجب أن يكون للهواء كتلة ويجب أن يشغل مساحة. لا يمكنك رؤية أو شم الهواء ، لذلك قد تتساءل عن حالته. المادة هي مادة فيزيائية ، وهي العنصر الأساسي في كل منا ، كل الحياة ، وفي كل الكون. لكن... الهواء؟

نعم ، الهواء له كتلة ويشغل حيزًا ماديًا ، لذلك ، نعم ، الهواء مصنوع من شيء.

إحدى الطرق لإثبات أن الهواء مصنوع من مادة هي تفجير بالون. قبل إضافة الهواء إلى البالون ، يكون فارغًا وبدون شكل. عندما تقوم بنفخ الهواء فيه ، يتمدد البالون ، حتى تعرف أنه ممتلئ بشيء - الهواء يشغل المساحة. ستلاحظ أيضًا أن بالونًا مليئًا بالوعة الهواء على الأرض. ذلك لأن الهواء المضغوط أثقل من محيطه ، لذلك الهواء له كتلة أو وزن.

فكر في طرق تجربة الهواء. يمكنك الشعور بالرياح ورؤية أنها تمارس قوة على الأوراق على الأشجار أو طائرة ورقية. الضغط هو الكتلة لكل وحدة حجم ، لذلك إذا كان هناك ضغط ، فأنت تعرف أن الهواء يجب أن يكون له كتلة.

إذا كان لديك وصول إلى المعدات ، يمكنك وزن الهواء. تحتاج إلى مضخة فراغ وإما حجم كبير من الهواء أو مقياس حساس. قم بوزن وعاء مملوء بالهواء ، ثم استخدم المضخة لإزالة الهواء. قم بوزن الحاوية مرة أخرى ولاحظ انخفاض الوزن. هذا يثبت أن شيئًا كان قد تم إزالته من الحاوية. وتعلم أيضًا أن الهواء الذي أزلته يشغل مساحة. لذلك ، يناسب الهواء تعريف المادة.

الهواء هو أمر مهم للغاية ، في الواقع. الأمر في الهواء هو ما يدعم الوزن الهائل للطائرة. كما يحمل الغيوم عاليا. تزن السحابة المتوسطة حوالي مليون جنيه. إذا لم يكن هناك شيء بين السحابة والأرض ، فسوف تسقط.

الهواء هو مثال على نوع المادة المعروفة بالغاز. أخرى شائعة أشكال المادة هي المواد الصلبة والسوائل. الغاز هو شكل من أشكال المادة التي يمكن أن تغير شكلها وحجمها. بالنظر إلى البالون المملوء بالهواء ، تعلم أنه يمكنك الضغط على البالون لتغيير شكله. يمكنك ضغط البالون لدفع الهواء إلى حجم أصغر ، وعندما تفتح البالون ، يتمدد الهواء لملء حجم أكبر.

إذا قمت بتحليل الهواء ، فإنه يتكون في الغالب من النيتروجين والأكسجين ، مع كميات أصغر من العديد من الغازات الأخرى ، بما في ذلك الأرجون وثاني أكسيد الكربون والنيون. بخار الماء هو عنصر مهم آخر للهواء.

كمية المادة في عينة الهواء ليست ثابتة من مكان إلى آخر. ال كثافة الهواء يعتمد على درجة الحرارة والارتفاع. يحتوي لتر الهواء من مستوى سطح البحر على جزيئات غاز أكثر بكثير من لتر هواء من قمة جبل ، والذي بدوره يحتوي على مادة أكثر بكثير من لتر هواء من الستراتوسفير. الهواء هو الأكثر كثافة بالقرب من سطح الأرض. على مستوى سطح البحر ، هناك عمود كبير من الهواء يدفع للأسفل على السطح ، يضغط الغاز في القاع ويعطيه كثافة وضغطًا أعلى. إن الأمر أشبه بالغوص في حوض السباحة والشعور بالضغط المتزايد كلما تعمقت في المياه ، باستثناء الماء السائل الذي لا يضغط بسهولة تقريبًا مثل الهواء الغازي.

بينما لا يمكنك رؤية أو تذوق الهواء ، هذا لأنه كغاز ، فإن جزيئاته متباعدة جدًا. عندما يتم تكثيف الهواء في شكله السائل ، يصبح مرئيًا. لا يزال لا يحتوي على نكهة (وليس أنه يمكنك تذوق الهواء السائل دون التعرض لقضمة الصقيع).

إن استخدام الحواس البشرية ليس اختبارًا نهائيًا لمعرفة ما إذا كان هناك شيء مهم أم لا. على سبيل المثال ، يمكنك رؤية الضوء ، حتى الآن إنها الطاقة ولا يهم. على عكس الضوء ، الهواء له كتلة ويأخذ مساحة.

• بوتشر ، صموئيل وروبرت ج. تشارلسون. "مقدمة في كيمياء الهواء." نيويورك: المطبعة الأكاديمية ، 1972
• يعقوب ، دانيال ج. "مقدمة في كيمياء الغلاف الجوي." Princeton NJ: مطبعة جامعة برينستون ، 1999.