Wokół Ziemi - Odkrywam przyrodę 4

1.Atmosfera i powietrze

Atmosfera to cienka, gazowa warstwa otaczająca Ziemię. Tworzy ją powietrze, czyli mieszanina gazów. Atmosfera oddziela Ziemię od przestrzeni kosmicznej i chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem. Powietrza nie widać, ale można je poczuć, np. machając zeszytem jak wachlarzem.

2.Mieszanina i mieszanina jednorodna

Mieszanina to układ co najmniej dwóch substancji chemicznych, które nie łączą się ze sobą. Gdy jej składników nie da się rozróżnić gołym okiem ani przez lupę, jest to mieszanina jednorodna - taką mieszaniną jest powietrze. Substancje dzielimy na pierwiastki (substancje proste), związki chemiczne (substancje złożone) i mieszaniny.

3.Skład powietrza i dyfuzja

Najwięcej w powietrzu jest azotu. Drugim ważnym składnikiem jest tlen - jest go około jedna czwarta ilości azotu. Są też niewielkie ilości innych gazów, m.in. dwutlenku węgla, zmienna ilość pary wodnej i zanieczyszczenia, np. pyły. Powietrze wypełnia każdą przestrzeń, także „puste” słoiki i butelki. Drobiny gazów stale się poruszają, więc gazy same się ze sobą mieszają - to dyfuzja. Dzięki niej zapach potraw czuć w całym pomieszczeniu.

4.Azot

Gaz, którego w powietrzu jest najwięcej - główny składnik powietrza. Jest bezbarwny, bezwonny i obojętny chemicznie, czyli trudno wchodzi w reakcje z innymi substancjami. Ludzie, zwierzęta i rośliny nie pobierają go z powietrza, ale jako pierwiastek wchodzi w skład białek i innych substancji budujących organizmy.

5.Tlen

Bezbarwny i bezwonny gaz, jeden z głównych składników powietrza. Powstaje m.in. w fotosyntezie. Jest niezbędny do oddychania większości organizmów i do spalania - podtrzymuje spalanie, ale sam się nie pali. Palność gazu sprawdzamy łuczywkiem: żarzące się łuczywko w tlenie rozbłyska płomieniem. Odcięcie dopływu tlenu, np. kocem gaśniczym albo pokrywką, gasi ogień.

6.Dwutlenek węgla

Bezbarwny i bezwonny gaz, cięższy od powietrza. Dobrze rozpuszcza się w wodzie. Powstaje podczas spalania i jest potrzebny roślinom do fotosyntezy. Nie pali się i nie podtrzymuje spalania, dlatego gasi się nim pożary urządzeń elektronicznych i ciał stałych. W gaśnicy śniegowej rozprężony gaz tworzy suchy lód, czyli dwutlenek węgla w stanie stałym.

7.Zanieczyszczenia powietrza i smog

Zanieczyszczenia pochodzą głównie z działalności człowieka: ze spalania paliw w domowych piecach i elektrowniach oraz z silników samochodów. Do powietrza trafiają dymy i pyły, a także gazy zatrzymujące ciepło - ich nadmiar ociepla klimat. Smog to silne zanieczyszczenie powietrza. Gromadzi się nisko przy braku wiatru, często w obniżeniach terenu, a sprzyja mu duża wilgotność.

8.Fotosynteza

Proces, w którym organizmy samożywne, przede wszystkim rośliny zielone, same wytwarzają pokarm. Zachodzi przy udziale światła w zielonych częściach rośliny, głównie w liściach. Roślina pobiera wodę i dwutlenek węgla, a wytwarza glukozę i tlen. Glukoza to cukier - źródło energii i materiał do budowy rośliny. Tlen roślina wydziela do otoczenia - fotosynteza jest głównym źródłem tlenu na Ziemi.

9.Chlorofil i chloroplasty

Chlorofil to zielony barwnik w zielonych częściach rośliny. Pochłania energię światła potrzebną do fotosyntezy. Chloroplasty to części komórki wypełnione chlorofilem - fotosynteza zachodzi w każdej komórce, która je ma. Jesienią chlorofil zanika i w liściach widać żółte, pomarańczowe i czerwone barwniki.

10.Reakcja chemiczna i równanie fotosyntezy

Reakcja chemiczna to proces, w którym substancje przemieniają się w nowe substancje o innych właściwościach. Fotosynteza jest reakcją chemiczną: dwutlenek węgla + woda → tlen + glukoza (nad strzałką: chlorofil + światło). Po lewej stronie równania piszemy substancje potrzebne do reakcji, a po prawej - te, które powstają.

11.Oddychanie komórkowe

Proces, w którym komórki uwalniają energię z pokarmu. Zachodzi w każdej komórce: tlen + glukoza → dwutlenek węgla + woda + energia. Przypomina spalanie, ale energia uwalnia się stopniowo i bez płomieni. Organizm zużywa ją do czynności życiowych i do utrzymania stałej temperatury ciała - u człowieka około 37 °C.

12.Jak łączą się fotosynteza i oddychanie komórkowe?

Rośliny w fotosyntezie wytwarzają tlen i glukozę. Tlen wykorzystują inne organizmy, a z glukozy powstają związki budujące ciało rośliny - dlatego w łańcuchach pokarmowych rośliny są producentami. W oddychaniu komórkowym organizmy zużywają tlen i glukozę i wydzielają dwutlenek węgla, który rośliny znów pobierają. Rośliny też oddychają, ale w ciągu doby wytwarzają znacznie więcej tlenu, niż zużywają.

13.Wymiana gazowa

Pobieranie tlenu i usuwanie dwutlenku węgla, czyli wymiana tych gazów między organizmem a otoczeniem. U człowieka zachodzi w płucach. U roślin - przez aparaty szparkowe, głównie w liściach. Aparat szparkowy to dwie komórki, które otwierają i zamykają szparkę. To, że wydychamy dwutlenek węgla, pokazuje woda wapienna - mętnieje, gdy dmuchamy do niej przez słomkę.

14.Doświadczenie: czy światło wpływa na fotosyntezę?

W dwóch słoikach z wodą jest tyle samo moczarki kanadyjskiej (rośliny wodnej). Jeden słoik oświetlamy dodatkową lampą - to próba badawcza. Drugi zostaje bez zmian - to próba kontrolna. Liczymy pęcherzyki gazu na liściach. Przy mocniejszym świetle pęcherzyków jest więcej, czyli fotosynteza zachodzi intensywniej.

15.Pogoda

Stan atmosfery w danym miejscu i czasie. Zjawiska pogodowe zachodzą w warstwie atmosfery najbliższej powierzchni Ziemi. Pogoda jest zawsze - może być słoneczna, deszczowa, mroźna, wietrzna albo upalna.

16.Krążenie wody w przyrodzie

Woda występuje w trzech stanach skupienia: stałym (lód, śnieg), ciekłym (woda) i gazowym (para wodna). Pod wpływem Słońca paruje z mórz, jezior, rzek, roślin i gleby. Para wodna unosi się i w chłodnym powietrzu skrapla się, tworząc chmury. Z chmur spadają opady: deszcz, śnieg lub grad. Część wody wsiąka w glebę, a część spływa do jezior i rzek.

17.Para wodna i wilgotność

Para wodna to woda w stanie gazowym - jest niewidoczna. Wilgotność informuje o ilości pary wodnej w powietrzu: im więcej pary, tym większa wilgotność. W kontakcie z chłodniejszą powierzchnią para wodna skrapla się w kropelki. Dlatego zimne szkło, na które chuchniesz, zaparowuje - w wydychanym powietrzu jest para wodna.

18.Konwekcja

Przenoszenie ciepła dzięki ruchowi drobin cieczy i gazów. W ciepłym powietrzu drobiny poruszają się szybciej i oddalają od siebie, więc powietrze staje się lżejsze i unosi się, a chłodniejsze opada. Tak krąży powietrze ogrzewane przez kaloryfer i woda w podgrzewanym czajniku. Z konwekcją wiąże się też bryza - nadmorski wiatr, który w ciągu doby zmienia kierunek, bo ląd i woda nagrzewają się inaczej.

19.Jak powstają chmury?

Słońce ogrzewa powierzchnię Ziemi, a ona - powietrze nad nią. Ciepłe, wilgotne powietrze unosi się wskutek konwekcji i ochładza. Para wodna skrapla się w kropelki, a czasem zamarza w kryształki lodu - powstaje chmura. Kropelki osadzają się na drobinkach dymu lub pyłu. Chmura, która powstała tuż przy ziemi, to mgła.

20.Kształty chmur

Wygląd chmur zależy od temperatury powietrza, ilości pary wodnej i wysokości, na której powstają. Chmury pierzaste przypominają pióra lub smugi. Chmury warstwowe zasłaniają niebo jednolitą, często szarą warstwą. Chmury kłębiaste to białe, puszyste obłoki o zaokrąglonych kształtach.

21.Nazwy chmur i klucz do ich rozpoznawania

Klucz to seria pytań z odpowiedziami tak lub nie, które prowadzą do nazwy chmury. Chmury mają nazwy łacińskie i polskie, np. Cirrus - chmury pierzaste, Stratus - chmury warstwowe, Cumulus - chmury kłębiaste, Nimbostratus - chmury deszczowo-warstwowe, Cumulonimbus - chmury kłębiasto-deszczowe, czyli burzowe. Chmury obserwuj z bezpiecznego miejsca.

22.Elektron

Cząstka elementarna o ładunku ujemnym - składnik każdego atomu. Atomy budują nas i wszystko wokół, a elektrony są od nich dużo mniejsze, więc ich nie widać. Elektrony można oddzielić od atomu, ale wymaga to wykonania pracy.

23.Elektryzowanie i wyładowanie atmosferyczne

Elektryzowanie to oddzielenie elektronów od atomów albo dodanie do nich dodatkowych elektronów - materia staje się wtedy naelektryzowana. Ciała elektryzujemy przez pocieranie albo przez wpływ (indukcję). Skutkiem elektryzowania jest m.in. piorun, czyli wyładowanie atmosferyczne: przemieszcza się wtedy ogromna liczba elektronów, a towarzyszą temu światło i dźwięk.

24.Elektryzowanie przez pocieranie

Gdy dwa ciała trą o siebie, część elektronów przechodzi z jednego na drugie. Elektryzują się zawsze oba pocierane przedmioty, np. plastikowa rura i wełniana szmatka. Skutki to sterczące włosy, ciche trzaski przy zdejmowaniu ubrania i ukłucie po dotknięciu klamki. Metali nie da się naelektryzować przez pocieranie.

25.Ładunek dodatni i ujemny

Ładunek elektryczny to właściwość materii. Ładunek dodatni (znak +) oznacza niedobór elektronów, a ładunek ujemny (znak -) - ich nadmiar. Gdy liczba elektronów jest w równowadze, ciało nie ma ładunku. Na zjeżdżalni ubranie traci elektrony i ma ładunek dodatni, a zjeżdżalnia je dostaje i ma ładunek ujemny.

26.Oddziaływanie naelektryzowanych ciał

Naelektryzowanie nie zmienia wyglądu ciała, więc poznajemy je po skutkach. Naelektryzowane ciała oddziałują ze sobą: przyciągają się, gdy ich ładunki mają różne znaki, a odpychają się, gdy znaki są takie same. Dlatego naelektryzowane kulki styropianu trudno oderwać od rąk.

27.Elektryzowanie przez wpływ (indukcję)

Tworzenie się obszarów naelektryzowanych w jednym ciele, gdy zbliżymy do niego inne naelektryzowane ciało, ale go nie dotkniemy. Najsilniej widać to w metalach, w których elektrony swobodnie się przemieszczają. Gdy do puszki zbliżymy ujemną linijkę, elektrony w puszce odsuwają się i bliższa strona puszki staje się dodatnia. Gdy zbliżymy ciało dodatnie, elektrony gromadzą się bliżej niego i ta strona staje się ujemna. W obu przypadkach ciała się przyciągają.

28.Burza i trzy etapy jej powstawania

Burza to gwałtowne zjawisko atmosferyczne, któremu towarzyszą wyładowania atmosferyczne. Etap 1 - powstawanie chmury burzowej: ciepłe, wilgotne powietrze unosi się i ochładza, para wodna skrapla się, a część wody zamarza w kryształki lodu. Etap 2 - elektryzowanie się chmury i ziemi: krople i kryształki lodu trą o siebie, elektrony gromadzą się w dolnej części chmury, a ziemia pod nią elektryzuje się dodatnio. Etap 3 - wyładowanie atmosferyczne: elektrony gwałtownie przemieszczają się z chmury do ziemi, czyli uderza piorun.

29.Jak zachować się podczas burzy?

Należy schronić się w budynku, zamknąć okna i drzwi i pozostać w bezpiecznym miejscu. Nie należy chować się pod drzewami, stać przy wysokich konstrukcjach ani przebywać na otwartej przestrzeni. Piorun ma ogromną energię - może wywołać pożar lub porażenie. O zbliżającej się burzy informują serwisy internetowe i aplikacje.

30.Składniki pogody i mapa synoptyczna

Stan pogody opisują jej składniki: temperatura powietrza, ciśnienie atmosferyczne, wiatr, zachmurzenie, opady atmosferyczne i osady atmosferyczne. Dane o nich zbierają stacje meteorologiczne. Meteorolodzy porównują je z danymi z innych krajów i tworzą mapę synoptyczną, a na jej podstawie - prognozy pogody. Składniki pogody zależą od siebie - zmiana jednego zmienia pozostałe, np. spadek temperatury może zwiększyć wilgotność powietrza, a wtedy pojawiają się chmury deszczowe i opady.

31.Temperatura powietrza

Jeden z głównych składników pogody - mówi, czy jest ciepło, czy zimno. Zależy m.in. od pory roku, pory dnia, odległości od dużych zbiorników wodnych (mórz, oceanów) i wysokości. Mierzymy ją termometrem, a wynik podajemy w stopniach Celsjusza (°C). Woda zamarza w temperaturze 0 °C - poniżej jest temperatura ujemna, a powyżej dodatnia.

32.Termometr i rozszerzalność temperaturowa

Termometr cieczowy ma zbiorniczek z cieczą, szklaną rurkę i podziałkę w °C. Gdy jest cieplej, drobiny cieczy poruszają się szybciej i oddalają od siebie, więc ciecz zajmuje więcej miejsca i jej poziom w rurce rośnie. To rozszerzalność temperaturowa, czyli cieplna. Termometr cyfrowy ma czujnik i pokazuje wynik na ekranie - zwykle jest dokładniejszy.

33.Ciśnienie atmosferyczne

Ciśnienie to wielkość fizyczna, która mówi, jaka siła nacisku działa na jednostkę powierzchni. Ciśnienie atmosferyczne to nacisk powietrza na powierzchnię Ziemi i wszystko, co na niej jest. Mierzymy je barometrem, a wynik podajemy zwykle w hektopaskalach (hPa). Nie czujemy go, bo powietrze naciska ze wszystkich stron, także od środka ciała.

34.Wyż i niż baryczny

Wyż baryczny to obszar, w którym ciśnienie atmosferyczne jest większe - na mapach pogody oznacza się go literą W. Niż baryczny to obszar o mniejszym ciśnieniu - litera N. Wyżom zwykle towarzyszy słoneczna pogoda, a niżom często opady deszczu lub śniegu. Normalne ciśnienie na poziomie morza wynosi około 1013 hPa.

35.Wiatr

Poziomy ruch powietrza nad powierzchnią Ziemi, wywołany różnicą ciśnienia atmosferycznego. Wiatr wieje zawsze od wyżu do niżu. Opisują go prędkość i kierunek. Mierzymy go wiatromierzem, pomóc może też chorągiewka, wstążka lub specjalny rękaw. Prędkość wiatru podajemy w metrach na sekundę (m/s) lub w kilometrach na godzinę (km/h).

36.Kierunek wiatru

Kierunek świata, z którego wiatr wieje. Wiatr wiejący z północy to wiatr północny (N), z południa - południowy (S), ze wschodu - wschodni (E), a z zachodu - zachodni (W). Są też kierunki pośrednie, np. wiatr północno-wschodni (NE) i południowo-zachodni (SW). Używamy międzynarodowych skrótów kierunków świata.

37.Opady atmosferyczne

Kropelki wody lub kryształki lodu w chmurze łączą się, stają się cięższe i spadają na ziemię. Deszcz (krople wody) to opad w stanie ciekłym, a śnieg (kryształki lodu połączone w płatki) i grad (bryłki lodu) - w stanie stałym. Opady mierzymy deszczomierzem w milimetrach (mm). Mżawka to drobny, gęsty deszcz, ulewa - bardzo intensywny deszcz, a zawieja - intensywny śnieg z silnym wiatrem.

38.Zachmurzenie

Ilość chmur na niebie. Oceniamy je wzrokiem - patrzymy, jak duża część nieba jest zasłonięta przez chmury. Gdy widać dużo błękitu, zachmurzenie jest małe, a gdy chmury zakrywają prawie całe niebo - duże. Na mapach pogody samo słońce oznacza niebo bez chmur, słońce za chmurą - zachmurzenie częściowe, a sama chmura - zachmurzenie całkowite.

39.Osady atmosferyczne

Powstają przy powierzchni ziemi ze zmian stanu skupienia wody - nie spadają z chmur. Rosa to kropelki wody ze skroplonej pary, najczęściej wieczorem i rano. Szron to drobne igły lodu przy ziemi podczas przymrozków (poniżej 0 °C). Szadź to większe kryształki lodu zlepione w bryłki, gdy jest mróz i mgła. Gołoledź to śliska lodowa powłoka, gdy pada deszcz, a przy ziemi jest mróz.

40.Przyrządy meteorologiczne i jednostki

Temperaturę mierzymy termometrem (°C), ciśnienie atmosferyczne - barometrem (hPa), prędkość i kierunek wiatru - wiatromierzem (m/s), a opady - deszczomierzem (mm). Zachmurzenie oceniamy wzrokiem. Przyrządy do pomiarów składników pogody stoją w stacjach meteorologicznych, np. w klatce meteorologicznej.