Introdução
O ar é uma mistura de gases que envolve a Terra e forma sua atmosfera. É essencial para a vida na Terra, pois fornece oxigênio para a respiração, dióxido de carbono para a fotossÃntese, nitrogênio para o crescimento das plantas e outros gases para vários processos biológicos e quÃmicos. O ar também influencia o tempo, o clima e o meio ambiente, transportando calor, umidade, poluentes e partÃculas em diferentes regiões.
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Neste artigo, você aprenderá mais sobre o ar ao nosso redor. Você descobrirá sua composição, propriedades, poluição e atividades e experimentos que você pode fazer para explorá-lo. Ao final deste artigo, você será capaz de:
Identificar os principais gases e outros componentes do ar
Descrever algumas propriedades fÃsicas do ar e como elas afetam seu comportamento
Explicar como a poluição do ar é causada e como ela afeta a saúde humana, o meio ambiente e o clima
Realize algumas atividades e experimentos divertidos e educativos para demonstrar os conceitos de ar
Faça e responda perguntas sobre o ar usando suas próprias observações e raciocÃnio
Composição do ar
O ar é uma mistura de gases que compõe cerca de 99% da atmosfera da Terra. O elemento primário do ar é o gás nitrogênio, que representa 78% da composição do ar. O oxigênio é o segundo gás mais abundante, com 21% da composição do ar. O 1% restante consiste em outros gases e vapor d'água, como argônio, dióxido de carbono, néon, hélio, criptônio, hidrogênio, xenônio, metano e ozônio. A quÃmica do ar é o estudo da composição e propriedades do ar. Às vezes, a palavra "atmosfera" é usada em vez da palavra "ar". Standard Dry Air é uma unidade de medida cientÃfica que representa a composição dos gases ao nÃvel do mar a 15C e 101325 Pa. Aqui está uma tabela que mostra a composição do Standard Dry Air por porcentagem de volume:
ElementoVolume em %SÃmbolo
Azoto78.08%N2
Oxigênio20.95%O2
argônio0.93%ar
Dióxido de carbono0.04%CO2
Néon0.0018%Ne
Metano0.0002%CH4
Hélio< Propriedades do Ar
O ar não é apenas uma mistura de gases, mas também uma substância que possui propriedades fÃsicas, como densidade, pressão, temperatura e umidade. Essas propriedades afetam como o ar se comporta e interage com outros objetos e substâncias. Por exemplo, o ar pode expandir, contrair, fluir, exercer força, transferir calor e dissolver a água. Vejamos algumas dessas propriedades com mais detalhes.
Densidade do Ar
Densidade é a massa de uma substância por unidade de volume. É medido em quilogramas por metro cúbico (kg/m). A densidade do ar depende de sua composição, temperatura e pressão. Quanto mais moléculas houver em um determinado volume de ar, maior será sua densidade. Quanto maior a temperatura do ar, menor sua densidade. Quanto maior a pressão do ar, maior sua densidade. A densidade média do ar ao nÃvel do mar e 15C é de cerca de 1,225 kg/m. Isso significa que 1 metro cúbico de ar pesa cerca de 1,225 quilos.
A densidade afeta como o ar se move e se mistura com outros gases. Por exemplo, quando o ar é aquecido, torna-se menos denso e sobe. Quando o ar é resfriado, ele se torna mais denso e afunda. Isso cria correntes de convecção que impulsionam a circulação do ar na atmosfera. Além disso, quando dois gases com densidades diferentes entram em contato, eles tendem a se difundir e se misturar até atingirem uma densidade uniforme. É por isso que podemos sentir o cheiro de perfume ou fumaça, mesmo que sejam liberados longe de nós.
Pressão de Ar
Pressão é a força exercida por uma substância por unidade de área. É medido em pascais (Pa) ou newtons por metro quadrado (N/m). A pressão do ar depende de sua densidade e altura. Quanto mais moléculas houver em uma determinada área de ar, maior será sua pressão. Quanto maior a altura do ar acima de uma superfÃcie, menor sua pressão. Isso ocorre porque o peso do ar acima diminui à medida que subimos na atmosfera. A pressão média do ar ao nÃvel do mar e 15C é de cerca de 101325 Pa ou 101,325 kPa.Isso significa que 1 metro quadrado de ar exerce uma força de cerca de 101325 newtons na superfÃcie abaixo dele.
A pressão afeta como o ar flui e muda seu estado. Por exemplo, quando o ar se move de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão, ele cria vento. Quando o ar é comprimido ou expandido alterando sua pressão, ele também altera sua temperatura e volume. É por isso que usamos bombas e compressores para encher pneus ou balões, ou refrigeradores e condicionadores de ar para resfriar ou aquecer o ar.
Temperatura do Ar
A temperatura é a medida de quão quente ou fria é uma substância. É medido em graus Celsius (C) ou kelvin (K). A temperatura do ar depende da sua transferência de energia e calor. Quanto mais energia cinética as moléculas de ar tiverem, maior será sua temperatura. Quanto mais energia térmica for transferida para ou do ar por radiação, condução ou convecção, maior ou menor será sua temperatura. A temperatura média do ar ao nÃvel do mar e 15C é de cerca de 288 K. Isso significa que as moléculas de ar têm uma energia cinética média de cerca de 0,038 elétron-volts (eV).
A temperatura afeta como o ar se expande e se contrai e quanto vapor de água ele pode conter. Por exemplo, quando o ar é aquecido, ele se expande e se torna menos denso. Quando o ar é resfriado, ele se contrai e se torna mais denso. Isso afeta a flutuabilidade e a estabilidade das massas de ar na atmosfera. Além disso, quando o ar é aquecido, ele pode reter mais vapor de água antes de ficar saturado. Quando o ar é resfriado, ele pode reter menos vapor de água e pode condensar em nuvens ou precipitação.
Umidade do Ar
Umidade é a quantidade de vapor de água no ar. É medido em gramas por metro cúbico (g/m) ou como porcentagem de saturação (%). A umidade do ar depende de sua temperatura e pressão. Quanto maior a temperatura do ar, mais vapor de água ele pode reter antes de ficar saturado. Quanto maior a pressão do ar, menos vapor de água ele pode reter antes de ficar saturado.A umidade média do ar ao nÃvel do mar e 15C é de cerca de 10 g/m ou 66%. Isso significa que 1 metro cúbico de ar contém cerca de 10 gramas de vapor de água.
A umidade afeta o quão confortável nos sentimos e como as nuvens e a precipitação se formam. Por exemplo, quando a umidade do ar é alta, erodindo a vegetação, matando a vida selvagem e destruindo os ecossistemas.
Mudanças climáticas: a poluição do ar pode afetar o clima alterando o balanço de radiação, alterando a formação de nuvens e aumentando o efeito estufa.
Prevenção e Redução da Poluição do Ar
A poluição do ar pode ser evitada e reduzida usando fontes de energia mais limpas e renováveis, melhorando a eficiência e os padrões de emissão de veÃculos e indústrias, implementando regulamentos e polÃticas para limitar a emissão de poluentes, monitorando e relatando a qualidade do ar e os nÃveis de poluição, conscientizando e educando o público sobre as causas e efeitos da poluição do ar e adotando hábitos e práticas pessoais que reduzam o consumo e o desperdÃcio de recursos. Alguns desses hábitos e práticas são:
Usar transporte público, andar de bicicleta, caminhar ou pegar carona em vez de dirigir.
Desligar ou desconectar aparelhos e dispositivos quando não estiverem em uso.
Uso de aparelhos e dispositivos energeticamente eficientes.
Utilizar produtos naturais ou orgânicos em vez de sintéticos ou quÃmicos.
Reciclar, reutilizar ou compostar materiais em vez de jogá-los fora.
Plantar árvores e plantas que purificam o ar e fornecem oxigênio.
Atividades e Experimentos Aéreos para a Classe 6
O ar é um tema fascinante que você pode explorar através de várias atividades e experimentos. Essas atividades e experimentos podem ajudá-lo a entender melhor os conceitos do ar, bem como desenvolver suas habilidades em observação, medição, análise e inferência. Aqui estão alguns exemplos de atividades e experimentos aéreos que você pode fazer em casa ou na escola usando materiais simples e de fácil acesso:
balão de foguete
Esta atividade demonstra como o ar pode exercer força e causar movimento. Você vai precisar de um balão, canudo, barbante, fita adesiva e tesoura. Siga esses passos:
Corte um pedaço de barbante com cerca de 2 metros de comprimento.
Passe o barbante pelo canudo.
Amarre uma ponta do barbante em uma cadeira ou maçaneta.
Estique o barbante pela sala e amarre a outra ponta em outra cadeira ou maçaneta.
Encha o balão, mas não o amarre. Aperte a ponta para evitar que o ar escape.
Cole o balão no canudo. Certifique-se de que a ponta do balão esteja apontando para longe da corda.
Solte o balão e observe-o disparar pela sala como um foguete.
O que aconteceu? O ar dentro do balão saiu pela ponta, criando um impulso que impulsionou o balão para frente. Este é um exemplo da terceira lei do movimento de Newton: para cada ação, há uma reação igual e oposta. A ação era o ar saindo do balão e a reação era o balão se movendo na direção oposta. Você pode tentar esta atividade com diferentes tamanhos e formas de balões, diferentes comprimentos e diâmetros de canudos, diferentes comprimentos e tensões de cordas e diferentes ângulos e direções do balão. Como esses fatores afetam a velocidade e a distância do foguete balão?
Cata-vento
Esta atividade demonstra como o ar pode fluir e mudar de direção. Você vai precisar de um lápis, um alfinete, um canudo, um copo de papel, uma tesoura, um pouco de cola e um pouco de papelão. Siga esses passos:
Corte o copo de papel ao meio e descarte uma metade.
Corte o canudo ao meio e descarte uma metade.
Corte dois pequenos triângulos do papelão. Estas serão as pontas de flecha do cata-vento.
Cole um triângulo em cada ponta do canudo. Certifique-se de que eles apontam em direções opostas.
Faça um furo no centro do copo usando o alfinete.
Faça um furo no centro do canudo usando o alfinete.
Insira o alfinete no canudo e depois no copo. Certifique-se de que o canudo pode girar livremente no pino.
Insira o lápis no fundo do copo. O lápis servirá de suporte para o cata-vento.
Coloque o cata-vento do lado de fora em um dia ventoso ou perto de um ventilador. Observe como o canudo gira e se alinha com a direção do vento.
O que aconteceu? O cata-vento é um dispositivo que mostra a direção do vento. O vento empurra as pontas das flechas do canudo, fazendo-o girar até apontar na mesma direção do vento. O copo atua como base e estabilizador para o cata-vento. Você pode usar uma bússola para rotular as direções cardeais (norte, sul, leste, oeste) no copo. Então você pode ler a direção do vento do cata-vento. Você também pode comparar a direção do vento em diferentes momentos do dia ou em diferentes locais. Como a direção do vento varia com o tempo e o lugar?
Balão de ar quente
Esta atividade demonstra como o ar pode se expandir e contrair com a temperatura e como isso afeta sua densidade e flutuabilidade. Você precisará de uma garrafa de plástico, um balão, um pouco de água quente, um pouco de água fria e uma tigela. Siga esses passos:
Encha o balão com ar e amarre-o fechado.
Encha a garrafa com água quente e coloque-a em uma tigela.
Estique a boca do balão sobre a boca da garrafa. Certifique-se de que o balão não está tocando a água.
Observe o que acontece com o balão. Registre suas observações.
Retire o balão da garrafa e deixe a garrafa esfriar.
Encha a garrafa com água fria e coloque-a em uma tigela.
Estique a boca do balão sobre a boca da garrafa novamente. Certifique-se de que o balão não está tocando a água.
Observe o que acontece com o balão. Registre suas observações.
O que aconteceu? O balão inflou quando foi colocado sobre a garrafa de água quente e murchou quando foi colocado sobre a garrafa de água fria. Isso ocorre porque a água quente aqueceu o ar dentro da garrafa, fazendo com que ele se expandisse e empurrasse o balão.A água fria resfriou o ar dentro da garrafa, fazendo com que ela se contraÃsse e se afastasse do balão. Este é um exemplo da lei de Charles: o volume de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura a pressão constante. O balão de ar quente é um aparelho que utiliza esse princÃpio para voar. O ar quente dentro do balão é menos denso que o ar frio do lado de fora, criando uma força de empuxo que levanta o balão. O ar frio dentro do balão é mais denso que o ar quente do lado de fora, criando uma força para baixo que puxa o balão para baixo. Você pode controlar a altitude do balão de ar quente ajustando a temperatura do ar dentro dele.
Conclusão
O ar é uma mistura de gases que nos rodeia e sustenta a vida na Terra. Tem várias composições, propriedades, poluição e atividades e experimentos com os quais podemos aprender e desfrutar. Neste artigo, você aprendeu sobre:
Os principais gases e outros componentes do ar
Algumas propriedades fÃsicas do ar e como elas afetam seu comportamento
Como a poluição do ar é causada e como ela afeta a saúde humana, o meio ambiente e o clima
Algumas atividades divertidas e educativas e experimentos para demonstrar os conceitos de ar
Como fazer e responder perguntas sobre o ar usando suas próprias observações e raciocÃnio
Esperamos que você tenha gostado deste artigo e o tenha achado útil para os estudos da classe 6. O ar é um tópico fascinante que você pode explorar ainda mais lendo mais livros, artigos e sites, assistindo a mais vÃdeos e documentários e fazendo mais atividades e experimentos. Você também pode compartilhar o que aprendeu com seus amigos, familiares e professores e fazer mais perguntas sobre o ar. Lembre-se, aprender é divertido quando você é curioso e criativo!
perguntas frequentes
Aqui estão algumas perguntas frequentes sobre o ar:
O que é ar seco?
O ar seco é o ar que não contém vapor de água ou umidade. É um conceito idealizado que não existe na natureza, pois sempre há alguma quantidade de vapor d'água no ar.A composição do ar seco é baseada na unidade de medida Standard Dry Air, que assume que não há vapor de água no ar. A composição do ar seco por porcentagem de volume é: 78,08% de nitrogênio, 20,95% de oxigênio, 0,93% de argônio, 0,04% de dióxido de carbono e vestÃgios de outros gases.
O que é ar úmido?
O ar úmido é o ar que contém vapor de água ou umidade. É a condição real do ar na natureza, pois sempre há uma certa quantidade de vapor d'água no ar. A quantidade de vapor de água no ar depende da temperatura e pressão do ar, bem como da fonte e disponibilidade de água. A quantidade de vapor d'água no ar pode ser expressa como umidade absoluta, que é a massa de vapor d'água por unidade de volume de ar, ou como umidade relativa, que é a razão entre a pressão real do vapor d'água e a pressão de saturação do vapor d'água a uma determinada temperatura.
O que é pressão atmosférica?
A pressão atmosférica é a pressão exercida pelo peso do ar sobre uma superfÃcie. É medido em pascais (Pa) ou newtons por metro quadrado (N/m). A pressão atmosférica ao nÃvel do mar e 15C é de cerca de 101325 Pa ou 101,325 kPa. Isso significa que 1 metro quadrado de ar exerce uma força de cerca de 101325 newtons na superfÃcie abaixo dele. A pressão atmosférica diminui à medida que subimos na atmosfera, porque há menos ar acima de nós. A pressão atmosférica também varia com as condições climáticas, como sistemas de alta e baixa pressão.
O que é vento?
O vento é o movimento do ar de um lugar para outro. É causada por diferenças na pressão e temperatura do ar em diferentes regiões. O ar tende a se mover de áreas de alta pressão para áreas de baixa pressão, criando vento. A velocidade e a direção do vento dependem da magnitude e gradiente da diferença de pressão, bem como do efeito Coriolis, que é a deflexão de objetos em movimento devido à rotação da Terra. O vento pode ser medido usando instrumentos como anemômetros e cata-ventos.
O que é um balão de ar quente?
Um balão de ar quente é um tipo de aeronave que usa ar quente para voar. É composto por uma grande bolsa chamada envelope, que é preenchida com ar quente, e uma cesta ou gôndola, que transporta os passageiros e equipamentos. O ar quente dentro do envelope é menos denso que o ar frio do lado de fora, criando uma força de empuxo que eleva o balão. A temperatura do ar quente pode ser controlada usando um queimador que aquece o ar ou liberando um pouco de ar quente por um respiradouro. A direção do balão de ar quente pode ser direcionada alterando sua altitude e usando as correntes de vento. 0517a86e26