Õhu omadused

Kuidas panna paber vett täis kaussi nii, et paber jääb kuivaks? Kägarda paberileht nutsakaks ja topi see tühja klaasi põhja. Pööra klaas kummuli ja vajuta see kausis vee alla. Ära klaasi kalluta! Kui võtad klaasi vee alt välja, näed, et paber selles on jäänud kuivaks. Kuidas seda must­kunsti­trikki seletada?

Katse joonis. Veega täidetud kausi põhjas on tagurpidi morsiklaas, mille põhja on surutud kokku kägardatud paberinutsakas.
  • Milliste omadustega on õhk?
  • Milleks saab neid õhu omadusi kasutada?

Õhk täidab ruumi

Puhas õhk on läbipaistev, värvitu ja lõhnatu. Millised omadused õhul veel on?

Katse skeem. Vasakul purk, mille kattest on läbi asetatud lehter. Keskel: lehtrisse valatakse vett, kuid see ei voola purki. Paremal: purgi kattesse on tehtud auk, vesi voolab lehtrist purki.
a – Purgi peale on kinnitatud lehter ja purgiava on suletud tihedalt plastiliiniga, et õhk pääseks purki vaid lehtri kaudu. b – Lehtrisse valatakse vedelikku. Vedelik purki ei voola. c – Terava pliiatsiga tehakse plastiliini sisse auk, et õhk pääseks purgist välja. Vedelik voolab lehtrist purki.

Õhk täidab ruumi. Kuigi õhk on nähtamatu ja läbipaistev, on ta siiski purgis olemas ja võtab ruumi.

Õhk on väga kerge

Õhk on väga kerge. Kolm liitrit õhku ja 5 eurosenti on ühe­raskused. Maa tõmbab neid enda poole ühesuguse tugevusega.

Õhu tihedust illustreeriv joonis. Vasakul ühemeetrise küljepikkusega kuup – üks kuupmeeter õhku. Paremal ühekilogrammine ja kolm kolmesajagrammist kaaluvihti ning peaaegu täis pooleteistliitrine limonaadipudel
Õhk on väga kerge. 1 m3 õhu mass on 1 kg 300 g, see on kergem kui poolteist liitrit vett.

Õhku saab kokku suruda

Õhk koosneb molekulidest, mille vahel on palju tühja ruumi. Kuna õhk on väga hõre, saab seda kergesti kokku suruda. Õhu kokku­surutavust kasutatakse näiteks pallide või jalgratta kummide täis­pumpamisel.

Vasakul: silindrites on õhk, mida saab kokku suruda. Õhu molekule kujutavad täpid paiknevad hõredalt.
Paremal: silindrites on vesi, mille molekule kujutavad täpid paiknevad tihedalt. Surve avaldamisel silindris olevale kolvile vee ruumala ei muutu.
Õhku saab kokku suruda, aga vett peaaegu mitte, sest vee molekulid paiknevad palju tihedamalt kui õhu molekulid.

Õhurõhk

Õhk avaldab rõhku[sõnaseletus: Õhurõhk – rõhk, mida õhk oma raskusega avaldab kõikidele kehadele.] maapinnale ja kõikidele õhus olevatele kehadele. Kuigi õhk on kerge, on seda meie kohal tohutult palju: õhk rõhub 1 m2 suurusele pinnale sama jõuga, nagu oleks sellele asetatud 10 tonni raskune koormis. Nii palju kaaluvad näiteks 2–3 elevanti. Miks me seda ei tunne? Sest õhk rõhub sama tugevalt igas suunas – nii ülalt alla kui ka alt üles ja külgedelt.

Tüdruk, kelle väljasirutatud peopesale osutavad nii ülalt kui ka alt nooled kirjaga sada kilogrammi.
Väljasirutatud käelabale (u 1 dm2) rõhub ülaltpoolt 100 kg õhku. Aga me ei tunne seda, sest sama tugevalt rõhub õhk käelabale ka altpoolt.
Ekraaniga GPS-seade on iminapaga kinnitatud auto esiklaasile.
Õhurõhu toimet märkame siis, kui õhk rõhub esemete eri pindadele erineva jõuga. Vajutades iminapa vastu siledat klaasi, surume selle alt osa õhku välja. Iminapa alla jääb väga hõre õhk. Väljastpoolt surub õhk iminapa tugevalt vastu klaasi.

Soojenemisel õhk paisub

Lihtsa katsega saab veenduda, et soojenemisel õhk paisub, jahtumisel tõmbub kokku.

Katse skeem. Vasakul pudel, mille suule on tõmmatud lontis õhupall. Keskel: pudelit soojendatakse käte vahel, õhupall paisub. Paremal: pudel on asetatud külma veega kaussi, õhupall on lontis.
a – Tõmba tühja pudeli suule õhupall.
​b – Soojenda pudelit kätega või aseta see sooja vette. Mis näitab, et õhk pudelis paisub?
​c – Kui lased pudelil õhu käes jahtuda või asetad selle külma vette, siis tõmbub õhk pudelis uuesti kokku ja õhupall tühjeneb.

Jaheda õhu molekulid on üksteisele lähemal kui sooja õhu molekulid. Sellepärast on jahe õhk tihedam ja soe õhk hõredam.

Vasakul väike sinine kuup. Paremal suurem punane kuup. Õhu molekule kujutavaid musti ja punaseid täppe mõlemas kuubis ühepalju, kuid suuremas kuubis paiknevad need hõredamalt.
a – jahe ja tihe õhk
​​b – soe ja hõre õhk

Soe õhk on kergem kui külm õhk ja liigub ülespoole.

Vasakul põlev küünal, paremal kustunud küünal, mille tahist tõuseb suitsujuga.
a – Paneme küünla põlema ja laseme tal mõnda aega põleda. Õhk küünla kohal soojeneb.
​b – Kustutame küünla ja jälgime, kuidas soojenenud õhk (suits) liigub ülespoole.

Küünla ümber õhk soojeneb ja paisub. Paisudes muutub õhk hõredamaks ja kergemaks. Külgedelt valgub küünla poole jahedam ja raskem õhk, mis surub sooja õhu ülespoole.

Õhk on halb soojusjuht

Õhk on halb soojusjuht. Täidame kaks ühesugust pudelit kuuma veega. Ühe pudeli jätame lauale, teise asetame mütsi või kampsuni alla. Umbes poole tunni pärast võrdleme, kumb pudel on soojem. Kindlasti mütsiga pudel, milleks siis muidu külmal ajal sooje rõivaid kantakse! Nüüd võtame külmikust kaks ühesugust plastkotti jääga ja asetame need taldrikutele. Ühe taldriku katame mütsiga. Natukese aja pärast jääkotte võrreldes selgub, et mütsi all sulas jää aeglasemalt.

Katse skeem. Vasakul pudel veega ja samasugune pudel mütsi all. Paremal jääkott ja samasugune jääkott mütsi all.
Kaks ühesuguse temperatuuriga veepudelit: a – pudel jahtub õhus, b – pudel jahtub mütsi all.
​Kaks ühesugust plastkotti jääga: c – jääkott toatemperatuuril, d – jääkott mütsi all.

Katsetest järeldame, et müts ei soojenda ega jahuta, küll aga takistab soojuse äravoolu ja juurdevoolu. Kohevad materjalid, mille kiudude vahel on palju õhku, juhivad soojust halvasti ja takistavad selle äravoolu. Seetõttu hoiavad neist valmistatud riided meie keha soojas.

Leevike raagus oksal
Külmaga on lindude sulestik hästi kohevil. Sulgede vahel on palju õhku, mis aitab linnul kehasoojust hoida.

Pean meeles

Õhk on värvuseta ja lõhnata läbipaistev gaaside segu, mis täidab ruumi.

Õhk on väga kerge, kuid avaldab kõigile õhus olevatele esemetele rõhku.

Soe õhk on hõredam (kergem) kui jahe õhk ja liigub ülespoole.

Õhk on halb soojusjuht.

Küsimusi ja ülesandeid

  1. Mõtle uuesti õppetüki alguses olevale trikile. Miks jääb paber kuivaks?
  2. Kuidas teha kindlaks, et õhk a) täidab ruumi, b) on läbipaistev ja värvuseta, c) on lõhnata, d) on kokkusurutav?
  3. Miks me tavaliselt ei tunne, et õhk meie kehale rõhub?
  4. Mis hoiab iminappa klaasi küljes?
  5. Miks paigaldatakse radiaatorid põranda lähedale, aga õhku jahutavad konditsioneerid lae alla?
  6. Kuidas kasutatakse õhu halba soojusjuhtivust?

Läbipaistvus:

Värvus:

Maitse:

Lõhn:

Soojusjuhtivus:

Kas õhk on veest kergem või raskem?

  • fotosüntees
  • hingamine
  • iminapp
  • rehvide pumpamine
  • vatitekk

sisaldab hapnikku –

sisaldab süsihappegaasi –

on kokkusurutav –

avaldab kehadele rõhku –

halb soojusjuhtivus –

Edasimõtlemiseks ja uurimiseks

Leia internetist videoid katsetest, mis näitavad õhurõhu olemasolu ja toimet. Tehke neid katseid koos kaasõpilastega ja püüdke toimuvat seletada.