bla
SEGÉDANYAGOK

Itt tölthetőek le az egyes cikkekhez kapcsolódó természettudományos és humán segédanyagok, feladatsorok, óravázlatok. Kattintson a címekre!

 
Az egyes segédanyagok oldalán az oldalsó linkre kattntva  elérhetőek a kapcsolódó folyóiratcikkek.
 
Örömmel fogadunk új ötleteket.
Kérjük, a szerkesztőség e-mailcímére küldje segédanyagait!
info@szitakoto.com
0-nyito-design_04
0-nyito-design_05
SEGÉDANYAG

Levegő - term.tud. jegyzet

A levegőnek ma kb. 21%-a oxigén, de ez nem mindig volt így. A Föld ősi légköre egészen más összetételű volt, mint a mai. Oxigéngáz gyakorlatilag nem volt benne; volt viszont sok hidrogén és metán. A legősibb élőlényeknek (közel négymilliárd évvel ezelőtt) nem is volt szükségük oxigénre; oxigén nélkül bontották le a cukrot, ha energiára volt szükségük. (A mi izmaink is ezt teszik, ha kevesebb az oxigén, mint amennyire szükségük lenne. Így keletkezik a cukorból tejsav, ami izomlázat okoz.) De ezek az ősi lények a bontási folyamatok közben szén-dioxidot is kibocsátottak, amely fölszaporodott a levegőben. Ez új helyzetet teremtett, hiszen ez a gáz addig nem volt jellemző a légkörre. Lassan (kb. 3 milliárd évvel ezelőtt) kialakulhattak olyan élőlények, amelyek „megtanultak” fotoszintetizálni, s ennek révén már szén-dioxidból „gyártották” a testük fölépítéséhez szükséges szerves anyagokat. A fotoszintézis során azonban oxigén is fölszabadul, amely a levegőbe kerül. Így az újfajta élőlények lényegében oxigénnel szennyezték a levegőt. Erős oxidáló hatásánál fogva az elemi oxigén ki is pusztíthatta volna az élővilágot, hiszen az akkori élőlények sejtjei nem voltak fölkészülve, hogy pl. az enzimjeiket megvédjék az erőteljes oxidálószertől. De nem pusztult ki az élet, mert fokozatosan kifejlődtek az oxidáció elleni védőanyagok (anti-oxidánsok), többek között a C-vitamin. Ráadásul az élőlények többsége ma már előnyére tudja fordítani a levegő oxigén-tartalmát, ugyanis kifejlődött a képességük, hogy a cukrot már oxigén segítségével bontják le, s így több energia szabadul föl ugyanannyi cukorból, mint ha oxigén nélkül bontanák le.

 

A levegő 1%-ba egyéb gázokat tartalmaz. Pl. a nemesgázokat. Olyan elemek, amelyek (a nemesfémekhez hasonlóan) nem vagy csak alig reagálnak más anyagokkal. Az argonnak a neve is erre utal, ugyanis 'lustát' jelent. A nemesgázok közül a kriptonnak van nagy gyakorlati jelentősége, ugyanis villanykörték töltésére használjuk

 

Ózon. Meg kell különböztetnünk a felszíni és a magas légköri ózont. Maga az ózonmolekula (O3) ugyanaz itt és ott, de más az eredete és a működése. A magas-légköri (40–50 km magasságban lévő) ózon a levegőben lévő „közönséges” oxigénmolekulákból (O2) a Napból érkező UV-sugarak hatására keletkezik. Az ózonmolekulák a keletkezésükkel (és a bomlásukkal is) „elhasználnak” bizonyos UV-sugarakat, amelyek így nem jutnak tovább a légkör alsóbb rétegeibe. Ezt hívjuk jelképesen „ózonpajzsnak”. A magas légköri ózon koncentrációja a levegőben (pl. a levegőbe kerülő freonok miatt) csökken, „lyukad” az ózonpajzs, ezért a hozzánk lejutó UV-sugárzás intenzitása erősödik.

 

A földfelszíni ózont főleg a gépkocsik produkálják. A motorba beszívott levegőben lévő oxigén ugyanis a gyújtást biztosító gyertya kis szikrájának hatására részben ózonná alakul. A kipufogógázokkal a levegőbe kerülő ózon az egyik tényezője a világvárosok nyári szmogjának. Erős oxidáló hatásánál fogva ez az O3 árt a nyálkahártyáknak a szemünkben, orrunkban, szánkban. Vagyis valamennyire mérgező. A nagy távolság miatt a felszíni „fölösleges” ózon nem pótolja a magas-légköri hiányt.

 

A gyakran hallott mondás, hogy az erdőben „ózondús levegő” van, értelmetlen. Az erdők levegőjében éppen kevesebb ózon van, mint a városok levegőjében, hiszen ott nem járnak autók.

 

Savas esők. Napjainkban sokat hallani a savas esőkről és azok természet-, épület- és szoborkárosító hatásáról. A probléma jogos, de a megnevezés pontatlan. A teljesen természetes, minden emberi hatástól mentes eső pH-ja 5,5 körül van. [A pH a savasság-lúgosság mérőszáma. 0-tól fölfelé 7-ig egyre gyengébben savas, 7-nél éppen semleges, 14-ig egyre erősebben lúgos.] Az 5,5 tehát gyenge savasságot jelent, amelynek az az alapja, hogy a levegő szén-dioxidja a vízzel együtt szénsavat képez. Amikor tehát pusztító „savas esőről” beszélünk, az pontosan fogalmazva úgy szólna, hogy a „normálisnál savasabb”, vagy egyszerűen „erősen savas”. Ezt olyan levegőszennyező anyagok okozzák, amelyek a szénsavnál erősebb savvá alakulnak a légkörben. Ilyen pl. a kén-dioxid, amelyből a levegő oxigénjével és víztartalmával reagálva előbb-utóbb kénsav lesz. A savas esők pusztító hatását részben az magyarázza, hogy a „normálisnál” savasabb csapadék kicsit marja a növények leveleit. Ennél sokkal nagyobb kár, hogy a savasodó kémhatást nehezen viselik el a talajlakó gombák, amelyek úgy élnek együtt a fák gyökereivel, hogy lényegében helyettesítik a hajszálgyökereket. Ha ezek a gombák elpusztulnak, zavart szenved a növény tápanyag-felszívása a talajból; a fa gyakorlatilag „éhen hal”.

 

Van még egy érdekes következménye a savasodó esőknek. A talajban lévő sok alumíniumvegyület (lásd erről a Vörösiszap c. cikket!), amely normális körülmények között vízben oldhatatlan, ezen a kémhatáson már oldódik a talaj nedvességében vagy a tavak vizében. Márpedig az Al – minthogy a fehérjékkel komplex vegyületeket képezmérgező lehet. Egyes skandináv tavak vizének alumínium-koncentrációját például már nem bírták ki a vízi növények.

 

A levegő hiánya elviselhetetlen. Az emberekhez hasonló élőlények számára a levegő (pontosabban az abban lévő oxigén) nélkülözhetetlen. Oxigén nélkül nem működnek sejtjeinkben az energiatermelő folyamatok, s előbb-utóbb minden sejtműködés leáll. Az pedig maga a halál.

 

Léteznek azonban ún. anaerob élőlények is a baktériumok között. (Aero görögül 'levegőt' jelent, az anaerob szó tehát levegő, azaz oxigén-nélküliségre utal.) A Föld ősi légkörében kialakult élőlények az oxigén-nélküli környezethez alkalmazkodtak. Számukra nemhogy fölösleges, de egyenesen ártalmas az oxigén. Ilyen pl. a tetanusz-baktérium, amely milliárd évek óta él oxigén felhasználása nélkül. Nem „szereti” az oxigént, ezért inkább szúrt sebekben szaporodik el, mint felszíni horzsolásokban, mert ott alacsonyabb a szövetek oxigén-szintje.

 

A lámpakörte gyártásához is sok köze van a levegőnek. Edison – a világ legtermékenyebb újítója – 1879-ben szabadalmaztatta szénszálas villanykörtéjét. Neki sikerült először az összes szükséges feltételt megvalósítania: alkalmas szénszál előállítása, a burából a levegő kiszivattyúzása, a vákuum stabil megtartása stb. A minél tökéletesebb vákuum azért volt fontos, mert ígyhiába izzott a szénszálnem volt mivel reagáljon. Kiderült azonban, hogy a vákuumban nagyon nagy az izzó szénszál szublimálása. Ezek az égők ezért viszonylag hamar tönkrementek, mert a szublimálás miatt annyira elvékonyodtak a szénszálak, hogy előbb-utóbb elszakadtak. Javított a helyzeten, hogy szén helyett fémszálat használtak; Auer 1898-as újítása szerint először platina-szálat, majd a budapesti Egyesület Izzóban 1904-ben kidolgozott technológia szerint wolfram-szálat. (Innen adódott a gyár termékeinek Tungsram neve, ugyanis a wolfram német neve Tungsten.) A szublimálás problémáját azonban egyik sem oldotta meg. Langmuir jött 1913-ban, hogy ha vákuum helyett nitrogéngázt és argont (egy nemesgázt) alkalmaz (amelyeket a levegőből ki lehet vonni), akkor számottevően lelassítható a fémszál szublimálása. Bródy Imre újítása volt 1930-ban, hogy argon helyett a kriptont alkalmazzák, mert azminthogy nagyobb és nehezebb atomokból állmég jobban visszafogja a szublimációt, s ezzel hosszabb élettartamot biztosít.

 

Az égők élettartamával kapcsolatban érdemes megnézni a „Villanykörte összeesküvés” c. filmet.

1988 - 2014 Liget Műhely Alapítvány | Impresszum | Hírlevél | Támogatók és Partnerek