科學：小學教師指南/空氣性質
地球的大氣層是由空氣組成的。空氣是氣體的混合物，78% 氮氣和21% 氧氣，以及少量的水蒸氣、二氧化碳、氬氣和其他各種成分。
我們通常將空氣模擬成一種均勻的（沒有變化或波動）氣體，其性質是所有單個成分的平均值。任何氣體都具有一定的性質，我們可以用感官來檢測。這些性質的值和關係定義了氣體的狀態。空氣是無色、無味、無味的。空氣無處不在，它是地球的主要資源。它迷人的性質包括氣壓和伯努利原理的影響。
空氣是物質的一種例子。空氣是由大約 4/5 氮氣和 1/5 氧氣組成的氣體混合物。像所有物質一樣，空氣有重量並佔據空間。它也可以被壓縮，不像固體和液體。
地球被一層叫做大氣層的空氣覆蓋著。大氣層從地球表面開始，一直延伸到太空 600 多英里。讓我們研究一下空氣的性質以及地球大氣的結構和動力學！
空氣是由氣態元素和化合物混合而成的。這些包括氮氣、氧氣、水、氬氣和二氧化碳。令人驚訝的是，氮元素佔地球空氣比例最大。氧氣佔空氣比例第二位。雖然空氣在我們看來是無形的，但它像其他物質一樣有質量並佔據空間。正因為如此，空氣會產生壓力。地球周圍的空氣被重力固定在適當位置。重力將空氣拉向地球表面，使空氣具有重量。氣壓是指空氣柱壓在地球表面的一部分上的重量。隨著你向上移動到大氣層中，氣壓會降低。這是因為在高海拔地區，從上方向下壓的空氣較少。
空氣有重量。由於空氣的重量會隨著壓力和溫度的變化而變化，因此必須準確地定義它。可以使用以下數字。在 0 攝氏度和 1013 毫巴正常大氣壓下，乾燥空氣（無水分）的重量為 1.293 公斤/立方米。在 0 攝氏度和 1000 毫巴（1 巴）壓力下，乾燥空氣（無水分）的重量為 1.275 公斤/立方米。
空氣處於壓力之下。空氣處於壓力之下；這是由重力引起的。海平面上的氣壓約為 1013 毫巴，這與 14.7 磅/平方英寸大致相同。之所以會產生這種壓力，是因為在它上面堆積了大量的空氣。如果你在更高的地方，比如飛機裡，飛機外面的氣壓會低得多。我們知道，在 18,000 英尺（約 5500 米）高度，氣壓約為海平面的一半。在 32,000 英尺（約 10,000 米）高度，氣壓僅為海平面氣壓的四分之一。壓力降低的原因是，在這些高海拔地區，上面堆積的空氣更少。
- 我們生活在“空氣海洋”中，周圍都是氣壓——有點像魚被水包圍。
- 空氣從四面八方向我們施加壓力，但我們已經習慣了，所以感覺不到。我們身體的每一部分都在向後推（每個細胞就像一個氣球），所以我們不會被壓扁。
空氣有溫度。像我們周圍的大多數東西一樣，空氣在變熱時膨脹，在變冷時收縮。溫度會影響體積，而體積會影響壓力。
空氣有體積。空氣佔據一定的體積。該體積與壓力和溫度相互關聯。如果你將空氣擠壓到更小的空間，空氣就會變熱。這在給腳踏車輪胎充氣時很容易演示。你越用力地泵，空氣就越熱，手泵就越熱。由於一個箱子中所含的空氣量會隨著溫度和壓力的變化而變化，因此有必要說明溫度和壓力。
空氣中通常含有一些水蒸氣。空氣有點像海綿，如果有水，它就會試圖吸收水。像海綿一樣，它只能容納一定量的水，然後它就會變得飽和。再次像海綿一樣，如果你擠壓它（壓縮它），水就會滴出來。乾燥的海綿中沒有水；因此，它的相對溼度為 0%。浸溼的海綿不能再吸收任何水，因為它已經飽和。因此，該海綿的相對溼度為 100%。
空氣通常具有一定的速度。你可以每天看到這一點，樹葉被微風吹起並吹過馬路。室外空氣的速度是風力的一個函式。房間裡的空氣速度可能很低，為 0.25 米/秒，或者在壓縮空氣管道中高得多。
實驗 1
神奇的玻璃水魔術
用三分之一的水裝滿一個玻璃杯。用一張索引卡蓋住杯口，然後倒置（保持卡片的位置）在水槽上方。從卡片上移開你的手。瞧！卡片仍然保持在原位，因為空氣比水重，卡片受到空氣向上的約 15 磅力，而水向下推的力只有約 1 磅——因此卡片仍然保持在原位。（當你熟練後，可以試著在某人的頭上做這個魔術。）
實驗 2
噴泉瓶
用一塊粘土包裹一根長吸管，將一根 2 升蘇打水瓶（半滿水）密封起來，將吸管密封到瓶口。用力吹入吸管。當你向瓶子裡吹氣時，氣壓會升高。這個更高的壓力會對水施加壓力，水會被迫向上和向外流出吸管。
實驗 3
親吻氣球
吹起兩個氣球。在每個氣球上系一根繩子。讓每一隻手握住一根繩子，這樣氣球就處於鼻子水平，相距 6 英寸。在氣球之間用力吹氣，觀察它們如何移動！當你從氣球之間吹氣時，氣壓會降低（想象一下空氣分子像乒乓球... 它們球沒有足夠的時間接觸氣球表面，因為它們在旁邊飛過）。圍繞氣球的沒有真正移動的空氣現在處於更高的壓力，並且將氣球推到一起。