MAM TĘ MOC - Skład powietrza

Hej Marta! Wiesz, że atmosfera Ziemi nie zawsze była taka jak dziś? Tak, to fascynująca historia. Na początku nasza planeta była otoczona głównie chmurą wodoru z domieszką pary wodnej, metanu i amoniaku. Naprawdę? A co spowodowało zmiany? Wybuchy wulkanów i deszcze asteroid zmieniły skład atmosfery. Stała się mieszaniną głównie azotu, dwutlenku węgla i gazów szlachetnych. A wiesz, kiedy pojawił się tlen? Nie mam pojęcia. Myślałem, że był od zawsze. Wcale nie. Tlen pojawił się dopiero około 2,5 miliarda lat temu dzięki fotosyntezującym cyjanobakteriom, czyli sinicom. A poziom podobny do dzisiejszego, powyżej 15%, osiągnął dopiero pół miliarda lat temu.

To niesamowite. A czy zawartość tlenu zawsze była taka sama jak teraz? Nie, bywało go zarówno mniej, jak i więcej. Na przykład około 280 milionów lat temu jego zawartość przekraczała nawet 30%. Paleontolodzy uważają, że więcej tlenu oznaczało szybszą ewolucję. A kto właściwie odkrył, z czego składa się powietrze? To był Antoine Lavizier w 1774 roku. On pierwszy przeprowadził analizę składu powietrza, wydzielając z niego tlen i azot. Możemy nawet przeprowadzić podobne doświadczenie. Naprawdę? Jak? Potrzebujemy tylko zlewki z wodą, świeczki i cylindra miarowego. Gdy świeczkę w zlewce przykryjemy cylindrem, woda zacznie się podnosić, a świeczka w końcu zgaśnie, gdy wypali cały tlen.

A jakie właściwości ma powietrze? Powietrze jest niewidzialne i bezwonne, ale ma masę i gęstość. Możesz to sprawdzić pompując piłkę lub balon. Nie przewodzi prądu elektrycznego i jest słabym przewodnikiem ciepła. Za to świetnie przenosi dźwięk. Czyli w kosmosie nie słychać wybuchów jak w filmach? Dokładnie. W próżni kosmicznej nie ma powietrza, więc dźwięk nie ma w czym się rozchodzić. Wszystkie głośne eksplozje w filmach science fiction to tylko fikcja. Dobrze, a co tak naprawdę znajduje się w powietrzu? O, to bardzo ciekawe pytanie. Powietrze to fascynująca mieszanina różnych gazów. Głównie składa się z pięciu podstawowych gazów azotu, tlenu, pary wodnej, argonu i dwutlenku węgla.

Naprawdę? A w jakich proporcjach występują te gazy? Największą część stanowi azot, aż ponad 78% objętości powietrza. Następnie mamy tlen, którego jest około 20,9%. To te dwa gazy stanowią większość powietrza, którym oddychamy. Wow! Nie spodziewałem się, że azotu jest aż tyle. A co z pozostałymi gazami? Argon stanowi około 0,9%, a dwutlenek węgla około 0,04%. Para wodna jest ciekawym przypadkiem. Jej zawartość może się wahać od 1% do nawet 5% w zależności od warunków. A słyszałem też, że w powietrzu znajdują się gazy śladowe.

Co to takiego? To gazy, których jest bardzo mało w atmosferze, ale też są ważne. Wśród tych gazów możemy wymienić np. neon, metan, hel. Są też krypton, wodór, ksenon i ozon. A czy skład powietrza jest zawsze taki sam? Nie, i to jest bardzo ciekawe. Skład powietrza zmienia się w zależności od miejsca, wysokości nad poziomem morza, a nawet pory dnia. Na przykład w atmosferze wyróżniamy homosferę i heterosferę. Homosfera i heterosfera? A co to takiego? Atmosfera to niższa część atmosfery, gdzie skład powietrza jest dość jednolity dzięki ciągłemu mieszaniu się gazów. Znajduje się do wysokości około 100 km.

Powyżej jest heterosfera, gdzie skład zmienia się wraz z wysokością. Co to takiego? Warstwa ozonowa znajduje się w stratosferze na wysokości 15-35 km. Zawiera około 90% atmosferycznego ozonu i chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem UV. To bardzo ważna część naszej atmosfery. To fascynujące. Nie wiedziałem, że powietrze jest tak złożone. Tak, to prawda. I właśnie dlatego tak ważne jest, żebyśmy dbali o jego czystość. Każdy z tych składników pełni ważną rolę w utrzymaniu życia na Ziemi. A teraz połączymy się z naszym ekspertem, doktorem inżynierem Marcinem Michalskim z Katedry Termodynamiki i Odnawialnych Źródeł Energii Politechniki Wrocławskiej.

Dzień dobry panie Marcinie. Mamy kilka pytań. Pierwsze na rozgrzewkę. Jak najprościej wytłumaczyć, co to jest powietrze? Biorąc pod uwagę powietrze, byśmy musieli się skupić na tym, jak wygląda cała konstrukcja naszej planety, ponieważ Ziemia jest dość specyficzną planetą. Oprócz samej planety znajduje się pewna powłoka, byśmy mogli to w skrócie powiedzieć, taka pierzynka, która otula tę naszą Ziemię, dzięki czemu właśnie możemy żyć na tej planecie, co wyróżnia Ziemię pośród innych planet, które znamy w naszym systemie słonecznym. A czym różni się czyste powietrze od tego zanieczyszczonego? Tutaj dość prosta sprawa. Myślę, że każdy to widzi dość dobrze. Jeżeli mamy czyste powietrze, jest bardzo przejrzyste, daleko możemy zobaczyć, co się dzieje.

Natomiast przy zanieczyszczonym powietrzu niestety nie wygląda to dobrze. Bardzo często widoczność jest bardzo krótka. No i oczywiście też jakość tego powietrza jest bardzo łatwo do wykrycia przez nasze zmysły, choćby nie tylko wzroku, ale oczywiście też węchu. A jaki jest skład powietrza we Wrocławiu albo ogólnie w Polsce w okresie zimowym, w okresie grzewczym? Ten skład powietrza oczywiście też się zmienia, natomiast różnie to bywa i dość często właśnie ta jakość powietrza niestety nie jest dobra, szczególnie właśnie zimą, kiedy mamy dość dużą ilość zanieczyszczeń w powietrzu, no i niestety wtedy też to jest dobrze widoczne poprzez właśnie efekt smogu. Co to jest pył zawieszony i czy we Wrocławiu jego ilość w powietrzu jest w normie?

Pył zawieszony dotyczy tak zwanej niskiej emisji, czyli emisji do 40 metrów, kiedy właśnie pyły nie mogą wydostać się z tak niskiego pułapu na skutek też ciśnienia. No i one wtedy tą zawiesinę tworzą i niestety, ale właśnie są dla nas bardzo szkodliwe. Wrocław ma tutaj umiarkowany stosunek, jeżeli chodzi o ilość tych pyłów. Wszystko zależy tak naprawdę od poszczególnych dni, ale warto wspomnieć, że z roku na rok jest coraz lepiej. A od czego zależy czyste powietrze? Czyste powietrze zależy przede wszystkim od tego, co do tego powietrza dostarczamy, czyli jeżeli będą spaliny samochodowe, będą to różnego rodzaju efekty spalania, chociażby do ogrzewania domów, to wówczas no niestety te wszystkie związki trafiają do naszego powietrza no i właśnie czynią je zanieczyszczone.

Ojej! Wygląda na to, że mamy problemy techniczne, Mam nadzieję, że jeszcze wrócimy do tej rozmowy z panem doktorem inżynierem Marcinem Michalskim. W takim razie czas na quiz. Sprawdźmy, co do tej pory udało się Wam zapamiętać na temat naszego wspaniałego powietrza. Cześć wszystkim! Wraz z Krzyśkiem przygotowaliśmy dla Was quiz o powietrzu. Zacznę od pierwszego pytania. Kto jako pierwszy przeprowadził analizę składu powietrza? a Isaac Newton b Albert Einstein c Antoine Lavoisier d Michael Faraday

A poprawna odpowiedź to C Antoine Lavoisier. Teraz moje pytanie. Kiedy tlen pojawił się w atmosferze Ziemi? A. 5 miliardów lat temu. B. 2,5 miliarda lat temu. C. 500 milionów lat temu. D. 280 milionów lat temu. Poprawna odpowiedź to B. 2,5 miliarda lat temu. To rzeczywiście dawno temu.

Kolejne pytanie brzmi. Dlaczego w przestrzeni kosmicznej nie słychać wybuchów? a Bo wybuchy w kosmosie nie występują. b Bo w próżni nie ma powietrza do przenoszenia dźwięku. c Bo dźwięk jest zbyt cichy. d Bo temperatura jest zbyt niska. Odpowiedź prawidłowa to B. Bo w próżni nie ma powietrza do przenoszenia dźwięku. To dzięki powietrzu możemy słyszeć dźwięki.

Niesamowite, prawda? A oto ostatnie pytanie. Co spowodowało pojawienie się tlenu w atmosferze Ziemi? A. Wybuchy wulkanów. B. Deszcze meteorytów. C. Fotosyntezujące cyjanobakterie sinice. D. Naturalne procesy chemiczne. Poprawna odpowiedź to C. Fotosyntezujące cyjanobakterie sinice. A wiecie, że bakterie produkują 10% całego tleny na Ziemi? Niesamowite.

Dziękujemy za uwagę. Mamy nadzieję, że udało Wam się odpowiedzieć na wszystkie pytania prawidłowo. A jeśli nie, to teraz już znacie prawidłowe odpowiedzi. Do zobaczenia przy następnym quizie. Dowiedzieliśmy się sporo o powietrzu. Nie mogę uwierzyć, że to, czym oddychamy, jest tak ciekawe. O tak, to jak detektywistyczna zagadka. Każdy składnik powietrza ma swoją tajemniczą rolę. Może chcesz, żebym Ci o nich opowiedziała? Jasne! Zacznijmy od azotu. Jego jest najwięcej. Dokładnie. Wyobraźmy sobie tort podzielony na 100 kawałków. Azot zajmuje aż 78 kawałków. Jest bezbarwny i nie ma zapachu.

Zupełnie jak niewidzialny bohater. A do czego się go używa? Do wielu rzeczy. Na przykład. Widziałeś kiedyś, jak w programach kulinarnych używają ciekłego azotu do robienia lodów. Wygląda jak magiczna mgła. W rolnictwie używa się go do produkcji nawozów, żeby rośliny lepiej rosły. A w szpitalach zamrażają nim tkanki. Jak w takim zamrażalniku, tylko dużo, dużo zimniejszym. Super! A co z tlenem? Bez niego chyba nie moglibyśmy żyć. Masz rację. Tlen to taki nasz przyjaciel do oddychania. Zajmuje 21 kawałków naszego powietrznego tortu. Bez niego nie tylko nie moglibyśmy oddychać, ale nawet świeczka by się nie zapaliła.

Serio? A gdzie jeszcze używa się tlenu? Na przykład płetwonurkowie biorą ze sobą butle z tlenem pod wodę. W szpitalach chorzy, którzy mają problemy z oddychaniem, dostają tlen przez taką specjalną maskę, a spawacze używają go do łączenia metali. Wtedy powstają takie fajne iskry. A co z resztą? Został nam jeszcze jeden kawałek tortu, prawda? Tak, w tym jednym kawałku kryje się prawdziwa drużyna superbohaterów. Mamy tam Argon, taki samotnik, który nie lubi się z nikim łączyć. Używa się go w żarówkach i oknach, żeby lepiej trzymały ciepło. A co z tymi świecącymi reklamami na mieście? Słyszałem, że to też jakiś gaz?

Tak, to neon. Dlatego też te świecące reklamy nazywamy neonami. A znasz balony napełnione helem? Te, które unoszą się do góry i jak się nim odetchnie, to głos robi się śmieszny? Tak, uwielbiam je. Tylko trzeba je mocno trzymać, żeby nie uciekły daleko do nieba. A właśnie, dlaczego one lecą do góry? Bo hel, którymi są napełnione balony, jest lżejszy od powietrza. Ale hel ma też poważniejszą pracę. W szpitalach używa się go do chłodzenia wielkich aparatów do rezonansu magnetycznego. A dwutlenek węgla? O nim dużo się mówi przy zmianach klimatu. Tak, to prawda. Jest go bardzo mało w powietrzu.

Tylko 0,04%, ale jest super ważny. Rośliny potrzebują go do produkcji tlenu w procesie fotosyntezy. To jak taka fabryka roślinna, bo roślina bierze dwutlenek węgla, wodę i światło słoneczne, a produkuje tlen i pokarm dla siebie. Ale fajnie to wytłumaczyłaś! A znasz jakieś ciekawostki o powietrzu? Jasne. Na przykład wysoko w górze jest warstwa ozonu. Takiego specjalnego gazu, który chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym. To jak taki parasol ochronny dla Ziemi. A para wodna? Przecież bez niej nie byłoby deszczu. Dokładnie.

Para wodna jest jak taki zmienny gość. Raz jest jej więcej, raz mniej. Gdy jest jej dużo, tworzą się chmury i może spaść deszcz. A gdy jest jej mało, mamy suche powietrze jak na pustyni. Teraz rozumiem, dlaczego powietrze to taka idealna mieszanka dla życia. Właśnie. Każdy składnik ma swoją rolę, jak w drużynie superbohaterów. I dlatego musimy dbać o czystość powietrza, nie zaśmiecać go spalinami i dymem. Dzięki Marta. A teraz sprawdźmy, co zapamiętaliśmy. Przed nami ostatni quiz. Zacznę od pierwszego pytania. Ile procent powietrza stanowi tlen? Czy to... Zastanówcie się.

A poprawna odpowiedź to B, 21%. Tlen zajmuje około 1,5 objętości powietrza. Teraz moje pytanie. Co stanowi warstwę ochronną Ziemi przed promieniami słonecznymi? A. Warstwa dwutlenku węgla. B. Warstwa ozonu. C. Warstwa azotu. D. Warstwa pary wodnej. Odpowiedź to B. Warstwa ozonu. Działa jak taki kosmiczny parasol chroniący nas przed szkodliwym promieniowaniem UV.

Kolejne pytanie brzmi, do czego głównie stosuje się gaz argon? A. Do napełniania balonów. B. Do spawania i produkcji żarówek. C. Do produkcji napojów gazowanych. D. Do nurkowania. Prawidłowa odpowiedź to B. Do spawania i produkcji żarówek. Argon jest świetnym gazem ochronnym. A teraz pytanie o właściwości azotu. Jakie one są? A. Jest kolorowy i ma silny zapach.

B. Jest bezbarwny i bezwonny. C. Jest żółty i pachnie jak siarka. D. Jest niebieski i pachnie jak morze. Poprawna odpowiedź to B. Jest bezbarwny i bezwonny. Dlatego go nie widzimy ani nie czujemy. I ostatnie pytanie. Ile procent powietrza stanowi azot? A. 78% B. 21% C. 1% D. 100%

To był już ostatni punkt naszego quizu. Jak Wam poszło? Mamy nadzieję, że udało Wam się odpowiedzieć na większość pytań prawidłowo. A jeśli nie, to teraz już znacie prawidłowe odpowiedzi. Pamiętajcie, że powietrze to fascynująca mieszanina różnych gazów. Każdy z nich pełni ważną rolę w naszym życiu. Dziękujemy za uwagę i do zobaczenia w następnym odcinku. Pa pa. Pamiętajcie o dbaniu o czystość powietrza. Pa.