Какой воздух легче – теплый или холодный.

Рис. 39. Опыт у приоткрытой двери.

Когда воздух нагревается и расширяется, он становится легче и поднимается вверх. Так, когда топится печь, то нагретый в ней воздух вместе с дымом, а иногда и с искрами поднимается вверх по трубе. В горящей керосиновой лампе нагретый воздух по ламповому стеклу также поднимается вверх. Если бросить в ламповое стекло мелкие кусочки папиросной бумаги, то они не падают на пламя, а уносятся нагретым воздухом вверх. Все это показывает, что теплый воздух легче холодного, поэтому он и поднимается вверх.

Опыт. Воздух в классе обыкновенно теплее, чем в коридоре. Приоткроем слегка дверь из класса в коридор и будем держать горящую свечу около пола (рис. 39). Пламя свечи отклоняется в сторону класса. Это показывает, что холодный воздух, как более тяжелый, идет низом.

Поднимем горящую свечу и будем держать ее вверху, у при­толоки. Теперь пламя свечи отклоняется в сторону коридора. Это показывает, что теплый воздух, как более легкий, идет верхом. Если мы приоткроем дверь из коридора наружу и проделаем такой же опыт со свечой, то будет то же самое. Все это показывает перемещение теплого и холодного воздуха

Перемещение теплого и холодного воздуха' постоянно проис–

ходит в природе. Солнце греет землю. От нагретой земли нагревается воздух. Нагретый воздух, как более легкий, поднимается                 вверх, на место его притекает холодный воздух. Так благодаря нагреванию и охлаждению происходит перемещение воздуха в природе.

 

Первые воздухоплаватели.

Подняться в воздух, летать по воздуху – это давнишняя мечта человечества. К этому давно стремились люди. Но впервые люди поднялись в воздух лишь после того, как узнали, что теплый воздух легче холодного.

Более 150 лет назад во Франции, в одном небольшом городке, братья Монгольфье сделали из легкой ткани, оклеенной бумагой, большой шар. Под ним развели костер и наполнили шар нагретым воздухом. Когда отпустили веревку, за которую держали шар, он высоко поднялся в воздух и улетел. Это был первый воздушный шар.

Рис. 40.Воздушный шар первых воздухоплавателей.

После этого братья Монгольфье по­строили специальный шар, на котором должны были подняться в воздух люди. Это был большой шар, наполненный нагретым воздухом (рис. 40).

23 ноября 1783 г. на большой площади в Париже, в присутствии многотысячной толпы народа, воздушный шар был приготовлен к пуску. В нем поместились двое ученых. Отпустили канат. Под восторженные крики толпы шар с людьми быстро полетел вверх, все выше и выше. Скоро он совсем скрылся из вида. Но что, же стало с шаром и с людьми, которых он унес?

Нагретый воздух в шаре постепенно охлаждался, шар становился тяжелее, и через некоторое время он опустился на землю.

Это был первый полет людей на воздушном шаре.

После этого многие стали совершать полеты на воздушных шарах, наполненных нагретым воздухом. Но эти полеты часто кончались несчастьем. Для нагревания воздуха на этих шарах устанавливались жаровни, на которых разводили огонь. От этого часто на воздушных шарах происходили пожары.

Но вскоре был изобретен шар, который наполняли уже не нагретым воздухом, а газом, который легче воздуха. Такие воздушные шары применяются и в наше время.

Воздушный шар.

Современный воздушный шар наполняется легким газом–водородом, который почти совсем не проходит через оболочку. Поверх оболочки шар покрыт прочной сеткой. Внизу к ней прикреплена корзина, в которой помещаются люди и все необходимое для них. Шар этот поднимается в воздух потому, что он легче воздуха.

Воздушный шар может подняться очень высоко. Однако на обыкновенном воздушном шаре – аэростате – люди могли подняться лишь до высоты 10 800 метров. Но уже и на этой высоте воздух ока­зывается настолько разреженным, что пребывание в нем опасно для жизни. Чтобы подняться на большую высоту, необходим специальный воздушный шар – стратостат (рис. 41). Стратостат представляет собой громадный воздушный шар, наполненный тем же легким газом – водородом, которым наполняется и обыкновенный воздушный шар. Внизу стратостат имеет не открытую корзину, а наглухо закры­вающуюся шарообразную металличе­скую гондолу. Находящиеся в гондоле люди дышат тем же кислородом, который они берут с собой в специальных приборах.

Рис. 41. Стратостат „СССР".

У нас в СССР стратостат впервые был построен в 1933 г. В ясное утро 30 сентября стратостат "СССР" с тремя отважными исследователями поднялся над Москвой. Через 4 часа он достиг высоты 19300 метров. На такую высоту не поднимался еще никто в мире. Воздухоплаватели по радио рапортовали со стратостата на землю о своей победе в воздушных высотах. К вечеру стратостат благополучно опустился недалеко от Москвы.

Полет стратостата „СССР" явился большим событием для всего мира как торжество советской науки и техники.

 

Воздушный корабль.

Воздушный корабль, или дирижабль, имеет удлиненную форму. При такой форме он хорошо рассекает воздух (рис. 42).

В оболочке дирижабля находится газ – водород. Внизу дирижабля укреплена гондола, где размешаются люди. На дирижабле имеются моторы, и им можно управлять.

На воздушном корабле можно совершать очень большие перелеты. В 1926 г. знаменитый ученый путешественник Амундсен совершил на дирижабле полет на Северный полюс. Дирижабль находился в воздухе 71 час и благо­получно вернулся.

Рис. 42. Дирижабль.

Долгое время у нас не было дирижаблей. Но теперь мы строим и имеем свои дирижабли. Они нам необходимы и для народного хозяйства и для научных исследований. Дирижабли нам необходимы и для обороны нашей страны от капиталистов, которые ненавидят наш Союз и готовят на нас нападение.

Будем крепить оборону нашей страны!

 

Ветер.

Воздух никогда не находится в покое. Он всегда движется. Это движение воздуха и есть ветер.

Ветер дует в разных направлениях. С юга дует южный ветер, с севера – северный ветер и так далее. Направление ветра узнают с помощью особого прибора, который называется флюгером (рис. 43).

Ветер дует с разной силой. Бывает слабый ветер, он чуть шевелит листья. Сильный ветер колеблет большие ветви деревьев. Это он за­вывает за окном. Бывает и такой силы ветер, что качает деревья и останавливает человека на ходу; это – буря.

Рис. 43. Флюгер

На земле бывают также ураганы. Ураган вырывает из земли деревья, сносит дома и при­носит полное разрушение. Ураган – страшное бедствие. Ураганы чаще всего бывают в южных странах, у нас они очень редки.

Слабый ветер пробегает 4–5 метров в секунду, сильный ветер 11–13 метров в секунду. Ураган же мчит с ужасной скоростью–более 35 метров в секунду.

В природе ветер производит большую работу. Он разносит песок, образовавшийся от разрушения горных пород, и отлагает его в разных местах. Так по берегам морей образуются песчаные дюны, а в пустынях – песчаные барханы.

 

Рис. 45. "Товарищ".

 

Движущиеся пески причиняют вред хозяйству, поэтому с ними ведут борьбу. Для этого производят насаждение деревьев и кустарников, которые останавливают движение песков.

Работа ветра в хозяйстве.

С давних времен человек заставил работать ветер в своем хозяйстве. Человек использует ветер как двигательную силу.

Еще в древности человек соорудил парусное судно. Ветер надувает парус и движет судно по воде. Так ветер заменил гребцов.

В прежнее время парусные корабли имели очень большое значение. Так на парусных кораблях Колумб впервые в 1492 г. приплыл из Европы в Америку. На парусных же кораблях впервые в 1519 г. Магеллан отправился в кругосветное плавание. После трех

 

 

Рис. 46. Ветряная мельница.           Рис. 47. Ветряной двигатель.

 

лет плавания в океанах один из пяти кораблей Магеллана вернулся на родину, объехав весь земной шар (рис. 44).

После изобретения паровой машины был изобретен „огненный корабль". Так называли в первое время пароход. И парусные корабли уступили место пароходам. Но и в наше время есть парусные корабли. На рисунке 45 изображен наш отважный парусный корабль "Товарищ". „Товарищ" совершил много плаваний в океанах.

С давних времен человек использует силу ветра и на суше. Уже в древности были ветряные мельницы (рис. 46). Ветер вращает крылья мельницы. От них движение передается жерновам. И жернова размалывают зерно в муку.

В последнее время у нас сооружаются мощные ветряные двигатели (рис. 47). Ветер вращает крылья двигателя. От них дви­жение передается в машину, в которой вырабатывается электричество. Электричество передается по проводам и приводит в движение станки и машины.

Так сила ветра используется в народном хозяйстве.

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ВОЗДУХ.

Вопрос о том, из чего состоит воздух, впервые был выяснен учеными немного более 150 лет назад. Ученые установили, что воздух состоит главным образом из двух газов. Один из этих газов поддерживает горение – он называется кислородом. Другой газ не поддерживает горения – он называется азотом. В воздухе содержится также небольшое количество углекислого газа.

Познакомимся сначала со свойствами кислорода и углекислого газа, а затем на опыте изучим состав воздуха.

 

Кислород.

В воздухе кислород перемешан с азотом, поэтому из воздуха очень трудно добыть чистый кислород. Мы добудем чистый кислород другим способом (рис. 48).

 

Рис. 48. Добывание кислорода.

 

Опыт. Положим в пробирку ложечку вещества, которое называется марганцевокислыи калий.

Пробирку закроем пробкой, в которую вставлена изогнутая стеклянная трубка. Конец этой трубки подведем под стакан, который наполнен водой, перевернут и поставлен на дно широкого сосуда сводой.

Будем осторожно нагревать пробирку в пламени спиртовки.

Сначала из трубки выходят в воду пузырьки воздуха, а затем начинают выходить пузырьки кислорода. Они поднимаются в воде и постепенно вытесняют воду из стакана. В стакане собирается все больше и больше газа, и все меньше и меньше остается воды. Когда газ вытеснит из стакана всю воду, вынем конец трубки из–под стакана и прекратим нагревание. Закроем снизу отверстие стакана бумагой, вынем стакан с газом из воды перевернем и поставим на стол.

Опустим в этот стакан тлеющую лучинку. Лучинка загорается. Значит, кислород поддерживает горение. Причем в чистом кислороде лучина горит ярче, сильнее, чем на воздухе.

Кислород необходим для дыхания. Если посадить какое–нибудь животное, например мышь, в банку, где нет кислорода, то оно быстро погибнет.

Также не может жить без кислорода и человек. В больницах тяжело больным врачи дают для дыхания чистый кислород.

Углекислый газ.

Кроме кислорода и азота в воздухе со­держится углекислый газ, хотя и в очень небольшом количестве.

Опыт 1. Положим в бутыль несколько кусочков мела и прильем разбавленной соляной кислоты. Быстро закроем отверстие бутыли пробкой, в которую вставлена изогнутая трубка. Конец этой трубки опустим в стакан с водой, как показано на рисунке 49. В воду выскакивают из трубки пузырьки газа. Это выделяется углекислый газ. Это также бесцветный газ.

Рис. 49. Добывание углекислого газа

Опустим конец газоотводной трубки в стакан с прозрачной известковой водой. Известковая вода в стакане становится мутной. Значит, углекислый газ мутит известковую воду.

Опустим теперь конец газоотводной трубки в "пустой" стакан и накроем его стеклом. По трубке выходит углекислый газ и наполняет стакан, хотя мы этого и не видим, так как это бесцветный газ. Опустим в стакан горящую лучинку. Лучинка гаснет. В стакане теперь углекислый газ. Углекислый газ горения не поддерживает.

Попробуем перелить углекислый газ из этого стакана в другой "пустой" стакан. Сделаем это так, как переливают воду. Теперь опустим горящую лучинку в стакан, где был воздух. Лучинка гаснет. Значит, в этом стакане вместо воздуха теперь находится углекислый газ. Опустим горящую лучинку в тот стакан, где был углекислый газ. Лучинка продолжает гореть.

Значит, в этомстакане вместо углекислого газа теперь находится воздух.

Так мы перелили углекислый газ из стакана в стакан, как воду.    Мы могли так сделать потому, что углекислый газ тяжелее воздуха.

Углекислый газ есть в воздухе везде. Но больше всего углекислого газа в воздухе жилых помещений. Особенно много углекислого       газа в комнате, где собирается много людей. И в нашем классе             в воздухе много углекислого газа. Поставим в классе блюдце                с прозрачной известковой водой. Скоро мы заметил, что на поверхности ее появилась белая пленка. Пленка эта появилась        от соприкосновения с углекислым газом, который             содержится в воздухе. Ведь углекислый газ мутит известковую      воду.

Так всегда можно узнать углекислый газ.

Но почему углекислого газа много в воздухе жилых  помещений?

Опыт 2. Возьмем стаканчик с прозрачной известковой водой. Будем продувать в известковую воду выдыхаемый нами воздух через стеклянную трубку или соломинку. Известковая вода в стаканчике становится мутной. Значит, при дыхании мы выделяем много углекислого газа.

Опыт 3. Опустим на проволоке горящую свечу в стакан и накроем его стеклом. Свеча горит, но через некоторое время гаснет, так как в воздухе, находящемся в стакане, израсходовался весь кислород. Вынем свечу из стакана, нальем в него немного прозрачной известковой воды и взболтаем. Вода в стакане становится мутной. Значит, при горении в воздухе образуется углекислый          газ.

Теперь понятно, почему в воздухе жилых помещений много углекислого газа. Он выделяется в воздух при дыхании и      горении.