Lufttryck
Liv och materia
När man andas kan man ta in syret i kroppen både genom näsan och igenom munnen. Det innebär att inandningen aktiveras och pratet kommer ut på utandningen. Lungvävnad och muskulatur får då en vilopaus då de slappnar av och återsviktar. Vilket är en sinnrik konstruktion eftersom människan är beroende av syret i luften för sin överlevnad. När luften kommer in via näsan tas syret in i kroppen, då är luften varm och fuktig när den når lungorna. Lungor som är förbundna med munnen genom luftstrupen och bronkerna. Bronkerna delar sig i trädformiga mönster och förgrenas vid lungblåsorna. Lungblåsorna kallas alveolerna och dessa har till funktion att byta ut den gasformiga luften där syret sedan tas upp i kroppens blodomlopp. När syret sedan kommer ut ur kroppen andas vi ut koldioxid.
Syre och koldioxid är två gaser som alltid finns i luften där det också finns kväve och vattenånga. Människan utsätts för ett konstant lufttryck, då det omger oss överallt. Luften finns bara där och man tänker inte så mycket på den. Skulle vi börja fundera på detta, kan det vara roligt att veta ” Varje person går och bär på en normalstor bil på sitt huvud, men ungefär så mycket väger luften ovanför våra huvuden, ca 100 kilo” (Holmgren 2001). Uppe i atmosfären finns olika lager, i Troposfären där du hittar flygplanen. Här befinner sig väderstationerna, de olika luftströmmarna och här bildas molnen. Nästa steg heter Stratosfären och här hittar du det livsviktiga ozonskiktet, även detta är en gasform. Ozonet skyddar växter, djur och människor genom att de motar bort de mesta av det intensiva ultravioletta strålarna från solen. Ozonet är en förutsättning för livet på jorden.
Växterna hjälper oss att ta upp koldioxiden från luften och omvandlar detta till fotosyntes. Men på grund av människans oaktsamma användning av naturtillgångar har effekterna blivit att mängden koldioxid i luften blivit för stor. Orsaken till detta beror på att människan genom tekniska uppfinningar hittat på att utvinna olja, gas, kol och ved från naturen. Det har medfört att luften på olika sätt förorenats. I bilavgaser finns bland annat stora mängder koldioxid. Stora arealer av jordbruk har inneburit att växternas naturliga flora förändrats. Träden har blivit färre och därigenom har det bildats metangaser, som bland annat finns i sumpmarker och på risfält. Allt detta har gemensamt påverkat luftens blandning. Även kor, hästar och grisar bidrar också till att förorena luften, då de rapar och fiser ut metangaser.
Jordens globala uppvärmning påverkas och forskare runt om i världen tror att växthuseffekten ökar eftersom luftens naturliga blandning förändras. Solens strålar värmer jordytan och en del av värmen försvinner tillbaks i lufthavet. Dock stannar en del kvar på marken. Luften stänger in en del av värmen som bildar ett osynligt tak där luften hålls kvar på marken. Du kan dra en liknelse till växthuset, där en del av värmen stannar inne i växthuset. Föroreningarna i luften påverkar oss och medför att klimatet förändas, växtligheten, djurlivet och naturens olika kretslopp påverkas. Ska man försöka förklara vad som händer kan man tänka att atmosfären fylls på med alltmera koldioxid och andra växthusgaser så att mera värme stängs in nära marken. De i sin tur medför att inlandsisarna och glaciärerna smälter. Vattenytan på jorden höjs och landområden försvinner. Oväder blir kraftigare och nederbörden påverkas av att mängden vattenånga, kväve, syre, koldioxid och andra gaser i lufthavet blandas upp i nya konstellationer.
Energi och teknik
Genom att det blåser fångar vingarna på ett vindkraftverk upp vindarna och med en generator inuti förs energin av det till ett kraftverk som skapar den elstyrka som vi kan använda. Vinden kommer alltid att finnas så vi kan alltid få el genom vindkraft på ett miljövänligt sätt. Vindar uppstår genom förändringar i lufttrycket som i sig uppkommer av temperatur förändringar. Det aktuella lufttrycket bestämmer vindens hastighet. Trycket mäts med barometer i enheten hektopascal.
Varm luft
Mellan varm och kall luft finns en gränslinje som kallas för front. När varm luft tränger undan kall luft är det en varmfront och tvärtom när kall föser bort varm luft så blir det en kallfront. Det här ser vi på väderprognoser, varmfront visas med röda streck och kallfront med en blå taggig linje.
När det blir ändringar i lufttrycket mellan olika områden så börjar det att blåsa. Det brukar benämnas med att luften strömmar. Det som händer är att luftmassor förflyttas från ett område med högt lufttryck till områden med ett lägre lufttryck.
Hur fungerar en brunn?
I en brunn kan luften trycka upp vatten till en nivå på 10 meters höjd. Trycket motsvarar då ca 100 kPa. Brunnen fungerar genom att en pump suger ut vattnet i en slang . Luften som finns överallt trycker på vattnet i brunnen. Lufttrycket som bildas överförs till vattnet i slangen som gör att vattnet pressas upp (Fysikbok hos A-S korrigeras senare).
Ett sugrör fungerar nästan likadant som en brunn, när man suger i ett sugrör så minskas kraften på luften som kommer från din mun, istället trycks luften ner på ytan i drycken och tvingar på så vis upp vätskan i sugröret.
Tekniska hjälpmedel
Lufttrycket är det tryck som redan finns i luften. För att mäta lufttrycket används en barometer. I barometern finns en liten låda som i princip är lufttom. På lådan finns ett fjädrande lock som påverkas av lufttrycket. När trycket är lågt pressas locket utåt en gnutta och när trycket är högt pressas locket inåt en gnutta. Till detta lock finns en visare kopplad som i sin tur ger utslag då lufttrycket förändrats. På det viset kan vi läsa av hur lufttrycket varierar, beroende på vilket utslag visaren har. Genom att mäta lufttrycket kan vi förutspå vad det kommer bli för väder.
Om vi har dåligt med luft i cykeldäcken använder vi oss av en cykelpump. Ett verktyg som hjälper oss få in luften i däcket. Då luften trycks ihop i pumpen minskar volymen och trycket ökar.
Ett annat exempel är dykare som klarar att vara under vattnet en längre tid med hjälp av en lufttub, inte syrgas som vi ofta tror. En kompressor trycker in luften i behållaren och eftersom den är hoptryckt klarar sig dykaren på den under en längre tid, men varierar beroende på vilket djup dykaren befinner sig på. Det som händer när en dykare råkar ut för dykarsjukan är att han/hon stiger för fort. Luften blandar sig med blodet och luftbubblor uppstår i blodsystemet. För att få bort luften i blodet placeras dykaren i en tryckkammare, där trycket minskas med långsammare fart så luftbubblorna löses upp. Dykarsjukan kan jämföras med en SodaStream-maskin, där vi tvingar in luft i vätskan, när vi öppnar flaskan pyser luften ut.
Experiment u-båt
För att göra detta mer synligt kan man göra ett experiment (Walpole 1988).
Material: En plastflaska med smal hals, modell-lera, en bit plastslang, mynt och tejp.
1. Gör två eller tre hål på flaskans sida. Fäst med tejpen tre eller fyra mynt på samma sida av flaskan. (Mynten är tyngder och hjälper u-båten att sjunka.)
2. Sätt fast plastslangen i flaskhalsen och slut till med modell-lera.
3. Sänk ner u-båten i skålen med vatten och låt den fyllas med vatten.
4. Blås i plastslangen och pressas luft in i u-båten. När du blåser, kommer vatten att forsa ut genom hålen i botten.
5. När u-båten börjar fyllas med luft stiger den långsamt upp till ytan. Du kan få den att stiga och sjunka genom att ändra luftmängden inne i den.
Så här fungerar det:
Luft väger mindre än vatten. När u-båten fylls med luft blir den lättare än vatten och stiger då upp till ytan.
Referenslista
http://www.sli.se/prodinfo.asp?a=U100325%2D02&db
Gomer, E & Sundell, S (1989) Prismas stora uppslagsbok. Stockolm: Prisma Bokförlaget Nordstedt Förlag
Holmgren, P ( 2001) Fakta om väder och klimat. Stockholm: Liber AB
Undvall, L & Karlsson, A (2006) Fysik. Stockholm: Liber AB
Undvall, L & Karlsson, A (2003) Fysikbok. Stockholm: Liber AB
Walpole, B (1988) Kul att kunna om luft. Solna: Teknografiska Institutet AB
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar