холодный воздух и теплый воздух что происходит
Почему тёплый воздух легче холодного
Нас окружает большое количество явлений, к которым мы давно привыкли. Причём настолько, что нередко не задаёмся вопросами, почему так, а не иначе, или что это означает. Например, все знают, что тёплый воздух легче холодного и от этого поднимается вверх. Но что означает “легче”?
То есть простой вроде бы вопрос на самом деле таковым не является. И даже вызывает горячие споры.
Дело в объёме, а не в массе
На самом деле, конечно, говорить о том, что горячий воздух “легче” холодного, несколько некорректно. Дело в том, что по мере повышения температуры газа скорость молекул нарастает. Следовательно, расстояние между ними будет тоже увеличиваться. А это означает, что горячий воздух станет занимать больше пространства.
Таким образом, один и тот же объём газа в нагретом состоянии станет меньше давить на квадратный сантиметр или любую другую единицу поверхности. Этим и объясняется его “лёгкость”. Но за счёт чего такое стало возможным?
От температуры зависит плотность газа. Наверх постоянно будет стремиться тот, у которого плотность меньше. Или, если перефразировать, у кого при равной массе больше объём. Это касается всех тел и распространяется и на газы тоже.
Молярно-кинетическая теория газов
Вопрос с лёгким горячим воздухом хорошо объясняется этой теорией. Среднюю кинетическую энергию молекул определяет температура. Зависимость простая: чем выше температура, тем выше кинетическая энергия молекул газа. А это означает, что молекулы начинают двигаться быстрее. И в результате данного процесса расстояние между ними возрастает. За счёт этого плотность газа и уменьшается, поскольку увеличивается объём.
Однако земная гравитация мешает молекулам газа в процессе разогрева отправляться в путешествие в космос. То есть на воздух действует несколько сил. И в то время как одни “выталкивают” его при нагревании на поверхность, другие притягивают вниз.
Так ли всё очевидно?
Кажется, что для понимания процессов, которые происходят с тёплым и холодным воздухом, достаточно школьного курса знаний. Однако если начать разбираться в происходящем глубже, то возникает немало интересных вопросов. Например, выше говорилось о кинетической энергии у молекул. Но откуда она у них вообще берётся?
Движение молекул связано с энергией импульса, которая заставляет их стремиться за снарядами. Например, если посмотреть на пар, то на него воздействует краснофотонное излучение. Оно импульсами и задаёт движение. В итоге разреженный газ начинает стремиться в область, где давление не такое высокое, как внизу, а плотность меньше. И это движение будет сохраняться до тех пор, пока поток воздуха не встретит преграду или пока он не остынет.
Почему тёплый воздух движется наверх?
Воздух нагревается, расширяется, после чего устремляется наверх. В физике это носит название конвективных перемещений. В реальной жизни на движение воздушных масс влияет не один фактор, а целый ряд. В частности, это разница температур, показателей давления и гравитационная сила.
Конвекция 
Допустим, если вы откроете форточку зимой, то оттуда к нам начнёт попадать холодный воздух. Его температура заметно ниже температуры тех масс, которые находятся в помещении. Так что зимой разницу между потоками воздуха можно даже наблюдать: холодный воздух буквально стелется по полу.
Молекулы воздуха обладают излучением. Оно возрастает по мере увеличения температур. В процессе активности молекулы как бы отстреливают импульсы, причём благоприятные условия для такой активности создаются в области сниженного давления. То есть наверху.
В итоге тёплые молекулы воздуха движутся наверх. А их место занимают более холодные. То есть благодаря гравитации холодный воздух будет опускаться вниз. Именно так и работает конвекция.
Зачем эти знания нужны на практике?
Понимание конвекции позволяет создавать системы отопления. Разобраться с микроклиматом в доме без подобных знаний в противном случае бы не получилось. Главное – вспомнить физику.
Наука и технологии 27 апреля, 2020 504 просмотра
Холодный воздух и теплый воздух что происходит
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. Пламя свечи отклоняется в сторону класса. Это показывает, что холодный воздух, как более тяжелый, идет Низом.
Поднимем горящую свечу и будем держать её вверху, у притолки. Теперь пламя свечи отклоняется в сторону коридора. Это показывает, что теплый воздух, как более легкий, идёт 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 происходит 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.
Дышать холодным воздухом полезно для лёгких
Каждый знает, что если нахвататься ртом холодного воздуха, будет как минимум простуда. Но оказывается, если дышать носом, то прохладный воздух станет не просто безопасен, а поможет в лечении некоторых легочных заболеваний. Недаром уже более ста лет опытные пульмонологи отправляют чахоточных больных в горы дышать холодом. Впрочем, до сих пор официальная медицина относится к подобным рецептам скептически, и, по мнению кандидата биологических наук, физиолога и исследователя йоги и тибетских лечебных практик Ринада Минвалеева, зря.
Исследования показывают, что даже в самый лютый мороз и в самую сильную жару температура легких человека остается около 36,6 градусов. То есть они могут работать как печка или как рефрижератор. Впервые польза вдыхания холодного воздуха и механизм работы легких у млекопитающих описал немецкий физиолог Карл Тринчер в книге «Теплообразовательная функция и щелочность реакции легочной ткани». Но поддержки у коллег не получил.
Эти выкладки противоречили общепринятым канонам, которые гласили: при легочных заболеваниях человеку необходима теплая среда. После смерти Карла Тринчера эти идеи даже не попали ни в один учебник. Pravda.Ru решила обратиться к Ринаду Минвалееву за разъяснениями.
— Ринад Султанович, как концепция Тринчера соотносится с тибетской медициной?
— Древние утверждали, что весной из нас «выходит холод», который накопился на зиму. Одно из самых ярких проявлений этого «внутреннего холода» — легочные болезни. Иными словами, если осенью дышать морозным воздухом не рекомендуется (так как ослаблены верхние дыхательные пути), то весной ледяной воздух есть не что иное, как лекарство, разогревающее легкие, ослабленные «зимним холодом». Кстати, быстрое наступление тепла, жары не помогает, а обостряет все заболевания легких. Когда жарко, легкие начинают работать в режиме поглощения тепла и не успевают перейти на режим теплопродукции.
— Другими словами, главная задача легких — это согревание?
— Главная задача — дыхание, переработка кислорода в углекислоту. Но помимо прочего, легкие могут производить тепло. Только для этого им требуются определенные внешние условия — холодный воздух. Так же они и охлаждают теплый. Легкие способны за доли секунды нагреть литры воздуха на 50-100 градусов.
Основным источником энергии для нашего организма является глюкоза. Но в легких источником энергии служат жиры. Их горение дает в девять раз больше тепла, чем горение глюкозы. Кстати, это указывает на еще одну «сверхнормативную» функцию легких: именно в легких, а не где-нибудь, происходит окисление жиров. Поэтому-то многие, желая похудеть, принимаются яростно тренировать мускулатуру, и не достигают результата. Так как в мускулах «горит» глюкоза, а не жир.
Окисление жиров происходит на поверхности альвеолы (легочного пузырька). Выходя из легких, кровь становится «обезжиренной», как бы профильтровывается, оставляя капельки жира в альвеолах. Иными словами, легкие — это главная печка нашего организма. Именно это сформулировал и доказал Карл Тринчер.
— Значит, чтобы печка лучше работала, нужно ей подбрасывать дрова в виде жира?
— В народе давно подмечено, что при легочных заболеваниях помогает сало. Причем, не важно, чье. Очень полезно утром положить кусочек сала в рот и дождаться, пока оно «растает».
Всасываемый жир сразу же попадает в легкие. И кроме того, полезны прогулки, чтобы запустить процесс по полной программе — это уже физиологические тонкости.
— Но при прогулках мы перенасытим организм кислородом, которого и так весной в избытке. В результате, получим расширение кровеносных сосудов и весеннюю вялость.
— Нужно выбирать: либо греть легкие, либо помогать мозговым извилинам работать. А можно обратиться к йоге. Делаем, например, капалабхати-пранаяму. Для этого необходимо принять позу лотоса или подобную ей (например, сесть в так называемую удобную позу, где ноги просто скрещиваются «по-турецки», или же на краешек стула), — главное, чтобы крестец был отведен назад, поясница выведена вперед, грудная клетка выпячена, как у футболиста, принимающего мяч на грудь, плечи отведены назад, голова чуть-чуть наклонена вперед.
При этом ягодичные мышцы сокращаются, и человек как бы слегка подпрыгивает. Такие выдохи (подпрыгивания) делаются до появления жара во всем теле. Теперь вспомним, что правильная пранаяма — это создание в крови повышенного содержания углекислоты. Поэтому, следующий этап — вдох и задержка дыхания. Имеющийся в легких кислород перерабатывается в углекислый газ. На данном этапе жар усиливается.
Этот жар — из легких аналогичен тому, который возникает при дыхании холодным воздухом. Ведь охлаждение действует на организм через пониженное содержание кислорода в периферической крови. Иными словами, при охлаждении содержание кислорода в крови резко падает. Когда не хватает температуры, не хватает и кислорода. Именно тогда легкие превращаются в дополнительный орган теплопродукции.
Поэтому пранаямы лечат легочные заболевания. Исследования показали, что при выполнении некоторых пранаям, содержание кислорода падает на 60%! Пранаямы лучше делать
Отказ от ответственности: этот контент, включая советы, предоставляет только общую информацию. Это никоим образом не заменяет квалифицированное медицинское заключение. Для получения дополнительной информации всегда консультируйтесь со специалистом или вашим лечащим врачом.
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Интернет-урок по окружающему миру «Воздух. Свойства воздуха»
На нашем интернет-уроке по окружающему миру мы поговорим о том, без чего бы не существовали мы, природа, планета Земля. Да! Это воздух. Что такое воздух?…
Воздух и свойства воздуха
Воздух — это смесь газов: азота, кислорода, углекислого газа и других.
Газы не имеют формы. Они распространяются во все стороны и заполняют весь доступный объём.
Воздушная оболочка Земли — атмосфера — защищает нас от губительных космических лучей, от перегрева теплом, исходящим от Солнца, от переохлаждения.
Воздух необходим всему живому для дыхания и для создания органических веществ.
Смотрим познавательный видеоролик с 5.55
Какие свойства имеет воздух?
О свойствах поподробнее.
Сейчас вы видите все то, что вокруг вас: стены, компьютер, шкаф, за окном – дома, деревья, облака. А можем ли мы видеть воздух? В ерите мне, что воздух находится вокруг нас повсюду? Есть ли он вообще? Может, его придумали? Докажем это?
Исследование 1.
Возьмите соломинку и опустите ее в стакан с водой. Слегка подуйте в соломинку. Что появилось? Появятся пузырьки воздуха.
Вывод: При помощи зрения воздух всё же можно обнаружить в некоторых случаях.
Исследование 2. А сейчас вдохните глубоко, что вы почувствовали?… Пахнет чем-нибудь воздух? А как же запахи в кондитерской, аптеке? … Запах, мы ощущаем, когда частицы вещества попадают к нам в нос.
Исследование 3. Можно ли попробовать воздух на вкус? Лизните его. Какое свойства воздуха мы откроем?
Вывод: воздух не имеет вкуса
Исследование 4. Возьмите в руки книгу. Какой она формы? А теперь попробуйте взять в руки воздух. Получилось? Имеет ли воздух форму?
Вывод: воздух не имеет форму.
Исследование 5. Воздух упругий
Возьмите мяч, сожмите его руками. Ударьте мячом об пол. Что наблюдаете? Какое свойство воздуха обнаружилось?
Теперь посмотрите на эти два шарика. Какой из них более упругий? Почему?
Могу ли я сделать первый шарик таким же упругим, как и второй? Что для этого нужно сделать?…. Верно, добавить воздуха. А что происходит с шариком, когда мы добавляем воздух?…… (Воздух сжимается).
У вас, наверняка, есть велосипед. Какое свойство воздуха используется при накачивании насосом камеры колеса велосипеда? ….. также прыжки на спортивных велосипедов делают как раз из-за воздуха в шинах.
А где еще используется это свойство?…..
Исследование 6. Воздух легче воды, то есть менее плотный, чем вода.
Наберите в чашку воды. Попробуйте утопить в ней теннисный шарик. Что наблюдаете? Какое свойство воздуха обнаружили?
Вот почему вы не боитесь плавать, надев спасательный круг.
Исследование 7. Воздух — плохо проводит тепло.
Почему в домах в окна вставляют двойные рамы? Что находится между рамами? Какое свойство воздуха здесь проявляется?
Верно, между этими двойными стеклами находится воздух, который не пропускает холод и дома становится гораздо теплее. Так как воздух имеет низкую плотность, он плохо проводит тепло.
Если воздух плохо проводит тепло, почему земля под снегом остается теплой, и корни растений не замерзают? Ч то же греет землю, снег ли?….
Между снежинками — воздух, он не пропускает холод.
Подумайте, как сидят птички, когда на улице мороз? Почему?…. А что происходит с мехом животных к зиме?…
Мех животных, перья птиц сами по себе не греют, а греет воздух, находящийся между ними. Когда холодно, звери поднимают шерсть, птицы хохлятся, а человек надевает тёплый свитер, шубу.
Исследование 8. При нагревании расширяется
Почему люди в бане поднимаются на полок, ближе к потолку, чтобы попариться? Почему батареи в комнатах устанавливают внизу, под окном? Что происходит с горячим воздухом?
Да, когда воздух нагревается, воздух расширяется, то есть становится легче и поднимается вверх.
Теперь вы сможете объяснить по какому принципу летает воздушный шар?
А китайские фонарики?
А может ли быть одинаковая температура: днем и ночью? зимой и летом? у полюсов и на экваторе?
Что происходит с нагревшимся воздухом? (Поднимается). Что занимает освободившееся место? (Холодный воздух).
А это значит, на Земле происходит постоянное перемещение воздуха, а попросту дует ветер.
Ветер — это движение воздуха.
Ветра приносят и пользу и вред.
Представьте на минуту, что на Земле нет ветра. Нет ветра в нашем промышленно развитом городе, где есть заводы, фабрики, шахты, разрезы, взрывы. Что произойдет?
Трубы от заводов и фабрик выбрасывают дым высоко в небо. Там на высоте дуют мощные ветры. Они подхватывают клубы дыма и рвут их в клочья, развеивают, смешивают с чистым воздухом, быстро снижают опасность ядовитых газов. Высокие трубы отводят беду от живущих поблизости людей.
Есть ветра, которые приносят много бед.
Как использует человек свойства воды
Человек издавна научился использовать силу воздуха, как источник энергии.
Он изобрел парус , который позволил ему отправиться в путешествие.
Уже 2-3 тысячи лет назад египтяне плавали по Средиземному морю на вполне совершенных парусных судах.
В Средние века строились ветряные колеса для работы по хозяйству.
Однако и в современности ветряной двигатель играет все большую роль, так как в отличие от других источников он не загрязняет атмосферу.
Одним из способов передвижения по воздуху – воздушный шар, заполненный более легким, чем воздух газом или просто нагретым воздухом. Началом эры воздухоплавания следует считать 183 год, когда братья Монгольфье поднялись в воздух на воздушном шаре, заполненном горячим воздухом.
Возможность передвижения по воздуху летательных аппаратов связана с тем, что воздух обладает выталкивающей силой. Например, если заполнить воздушный шарик более лёгким газом — водородом, то они полетят вверх.
Парашют может планировать по воздуха благодаря плотности воздуха.
Вы знаете, что вода при нагревании превращается в пар, газообразное состояние, а если пар остудить — получится опять жидкое состояние.
Оказывается, любой газ тоже можно превратить в жидкость, если охладить. Только для этого потребуется очень низкая температура.
Чистый кислород используют для дыхания больных. Им наполняют акваланги для подводного дыхания. кислородные маски есть в самолётах для чрезвычайных ситуаций.
А жидкий кислород нужен для окисления топлива космических кораблей. Ведь без кислорода невозможно не только дыхание, но и горение.
Все мы понимаем, что воздух нашей планете просто необходим. Его следует беречь!
Врач рассказал, что происходит с организмом при вдыхании морозного воздуха
Прогулки в морозную погоду обладают лечебным эффектом. Заместитель директора НИИ уха, горла, носа и речи Сергей Рязанцев рассказал «Доктору Питеру», что происходит с организмом при вдыхании холодного воздуха. По его словам, такая терапия способна усилить обмен веществ, повысить тонус нервной системы, уменьшить интоксикацию и даже вылечить некоторые болезни.
Специалист отметил, что лечебного эффекта помогает достигать нос.
«Носовые пути покрыты богатой сетью рецепторов — они раздражаются от температуры, влажности или движения воздуха, что, в свою очередь, влияет на нервную систему, а через нее — на работу всего организма. Именно на этом принципе основано действие различных ингаляций, орошений, электропроцедур при лечении даже далеких от носа болезней — например, неврозов или язв желудка и двенадцатиперстной кишки, — сказал Рязанцев. — Содержание кислорода и углекислого газа в теплом и холодном воздухе практически одинаковое, а влажность его даже меньше. Получается, что целебный эффект достигается за счет воздействия низкой температуры на дыхательные пути. Так как полость носа — уникальный „кондиционер“, холодный воздух при дыхании носом попадает в легкие уже нагретым. Из этого следует, что он действует исключительно на рецепторы носовой полости».
Рязанцев добавил, что сейчас холодный воздух применяется в лечении легочного и костно-суставного туберкулеза.