"Биология. Неживая природа. Учебник для специальных (коррекционных) образовательных учреждений VIII вида*", Никишов А.И.
Воздух — газовая смесь, которая занимает место и заполняет доступное пространство. Если надавить на воздух в закрытом сосуде, его частицы сблизятся и он займёт меньший объём. Это свойство называют сжимаемостью. Сжатый воздух при этом давит на стенки и стремится расшириться — так проявляется упругость. Эти свойства можно увидеть на опытах со шприцем и накачанным мячом, а ещё они помогают понять, как работают насосы, шины и другие предметы с воздухом.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Воздух — смесь газов, которая занимает место и обладает свойствами, характерными для газообразных веществ. Проще говоря, воздух вокруг нас невидим, но он есть в комнате, в мяче и в шприце. Понятие важно, чтобы помнить: невидимое вещество всё равно может занимать пространство.
Сжимаемость воздуха — способность уменьшать занимаемый объём при надавливании. Если воздух заперт в сосуде и на него давит поршень, частицы могут сблизиться. Это понятие помогает объяснить, почему поршень закрытого шприца удаётся немного вдвинуть.
Упругость воздуха — способность сжатого воздуха давить на стенки сосуда и стремиться восстановить прежний объём. После прекращения нажима воздух толкает поршень или стенки наружу. Понятие нужно, чтобы объяснить, почему сжатый воздух не остаётся сжатым без действия силы.
Сжатый воздух — воздух, занимающий меньший объём под действием внешнего давления. Он не исчезает и не превращается в другое вещество, а остаётся внутри сосуда. Это название помогает отличить воздух, на который надавили, от воздуха при обычном давлении.
Воздух заполняет всё доступное пространство, потому что его частицы находятся на расстоянии друг от друга и постоянно движутся. Они разлетаются в разные стороны и занимают свободное место, пока не встретят границу — например, стенку сосуда. Поэтому воздух в закрытом сосуде распределяется по всему его внутреннему объёму. Если открыть сосуд, частицы могут перемещаться и в окружающее пространство.
Когда на воздух в закрытом сосуде надавливают, давление передаётся воздуху через стенку или поршень. Частицы сближаются, а промежутки между ними становятся меньше. Поэтому тот же воздух умещается в меньшем объёме. Он при этом остаётся в сосуде: меняется расстояние между частицами, а не количество воздуха внутри.
После прекращения нажима частицы сжатого воздуха продолжают двигаться и давить на окружающие поверхности. Они стремятся раздвинуть стенки или сдвинуть поршень, чтобы увеличить объём. Если сила нажима больше не удерживает их в сжатом состоянии, воздух расширяется. Это давление сжатого воздуха на стенки и стремление расшириться называют упругостью.
Проверить сжимаемость можно на шприце без иглы. Закрой отверстие пальцем и попробуй вдвинуть поршень: он немного переместится, потому что воздух внутри можно сжать. Затем нажимать становится труднее, потому что объём уменьшается, а воздух всё сильнее сопротивляется. Если отверстие оставить открытым, воздух выйдет наружу, и опыт не покажет сжатие запертого воздуха.
Накачанный мяч показывает, как воздух проявляет упругость. Воздух внутри давит на стенки во все стороны, поддерживая форму мяча. При нажатии часть его объёма уменьшается, а давление на стенки возрастает. Когда руку убирают, воздух стремится расшириться и помогает мячу снова стать круглым; у пустого мяча такого давления почти нет.
| Свойство | Что происходит с воздухом | Как обнаружить | Пример |
|---|---|---|---|
| Сжимаемость | Объём уменьшается под давлением, воздух остаётся внутри. | Закрыть отверстие шприца и вдвинуть поршень. | Сжатие воздуха в насосе. |
| Упругость | Сжатый воздух давит на стенки и стремится расшириться. | Отпустить поршень после сжатия воздуха. | Воздух помогает мячу расправиться. |
| Направление действия воздуха | Воздух давит на поверхности во все стороны. | Наблюдать давление на поршень и стенки сосуда. | Воздух давит изнутри на стенки мяча. |
| Предметы и устройства, где используется свойство | Воздух сжимают, а его давление используют в работе. | Проследить, как меняется объём или форма предмета. | Насосы, накачанные шины и мячи. |
В таблице сначала найди название свойства, а затем прочитай, что именно происходит с воздухом. Колонка «Как обнаружить» подсказывает опыт для проверки, а примеры показывают, где свойство встречается в жизни. Сравни строки: сжимаемость описывает уменьшение объёма, упругость — стремление воздуха расшириться.
Условие. Закрой отверстие шприца пальцем и попробуй вдвинуть поршень. Нужно объяснить, что происходит с воздухом внутри. Главное — учесть, что воздух не может выйти через закрытое отверстие. Поэтому любое движение поршня меняет объём запертого воздуха.
Ответ. Воздух остаётся в шприце, но занимает меньший объём. Это показывает его сжимаемость; сопротивление поршню появляется из-за давления воздуха.
Условие. Поршень закрытого шприца вдвинули, а затем отпустили. Нужно предсказать, что произойдёт дальше и почему. Отверстие всё время закрыто, поэтому воздух не выходит наружу. Он был сжат нажимом и теперь может воздействовать на поршень.
Ответ. Воздух будет толкать поршень наружу, и тот может немного выдвинуться. Стремление сжатого воздуха расшириться и его давление на поршень показывают упругость.
Условие. Сравни, что происходит с пустым и накачанным мячом при нажатии. Накачанный мяч после нажатия восстанавливает форму, а пустой — нет так же легко. Нужно связать различие с воздухом внутри, а не только с оболочкой мяча.
Ответ. Накачанный мяч восстанавливает форму благодаря упругости воздуха внутри. В пустом мяче нет такого давления, которое помогало бы ему расправиться.
Ошибка: считать, что воздух нельзя сжать, потому что он невидим. Невидимость не означает, что у воздуха нет объёма: это газ, который занимает место. Так ошибаются, потому что не видят частиц и не замечают сам воздух. Проверь себя на закрытом шприце: поршень немного вдвигается, значит, запертый воздух занимает меньший объём.
Ошибка: путать сжимаемость и упругость. Сжимаемость означает, что объём воздуха может уменьшиться, а упругость — что сжатый воздух стремится расшириться. Эти свойства связаны, поэтому их легко принять за одно и то же. Проверь себя: спроси, описывается ли уменьшение объёма или движение воздуха обратно после нажима.
Ошибка: думать, что при сжатии воздух исчезает. На самом деле он остаётся в сосуде, только занимает меньше места. Ошибка возникает, если представить уменьшение объёма как исчезновение части воздуха. Проверка проста: отверстие закрыто, поэтому воздуху некуда выйти, а значит, он остался внутри.
Ошибка: считать, что воздух давит только вниз. Заключённый воздух воздействует на все окружающие поверхности, в том числе на боковые стенки и поршень. Такое заблуждение появляется из-за привычки замечать вес предметов, направленный вниз. Проверь себя, вспомнив, что накачанный мяч сохраняет форму благодаря давлению воздуха на его стенки со всех сторон.
Перед изучением этой темы нужно знать, что воздух — газ и он занимает место. Эти сведения помогают понять, почему воздух можно сжать, хотя его не видно.
Сжимаемость и упругость связаны с атмосферным давлением и работой насосов. Сжатый воздух давит на поверхности, а движение поршня может изменять его объём.
Эти свойства встречаются в повседневной жизни: они помогают объяснить, как накачивают шины и мячи и почему наполненные воздухом предметы сохраняют форму. Наблюдения за такими предметами помогают отличать сжатие воздуха от его стремления расшириться.
Почему воздух можно сжать?
Частицы воздуха находятся на расстоянии друг от друга и свободно движутся. Когда на воздух в закрытом сосуде надавливают, частицы сближаются, поэтому занимаемый объём уменьшается.
Что происходит с воздухом внутри закрытого шприца, когда вдвигают поршень?
Воздух остаётся внутри шприца, но занимает меньший объём. Его частицы сближаются, а сам воздух начинает сильнее давить на поршень и стенки.
Почему поршень шприца сопротивляется нажиму?
При вдвигании поршня воздух внутри сжимается и давит на него в обратную сторону. Чем сильнее сжат воздух, тем заметнее это сопротивление.
Чем сжимаемость воздуха отличается от его упругости?
Сжимаемость — это способность воздуха занимать меньший объём под давлением. Упругость — стремление сжатого воздуха расшириться и давить на стенки сосуда.
Почему накачанный мяч восстанавливает форму после нажатия?
При нажатии воздух внутри мяча сжимается и сильнее давит на его стенки. Когда нажим прекращается, воздух расширяется и помогает мячу вернуть прежнюю форму.
23. Воздух сжимаем и упруг
