科学：小学教师指南/空气性质
地球的大气层是由空气组成的。空气是气体的混合物，78% 氮气和21% 氧气，以及少量的水蒸气、二氧化碳、氩气和其他各种成分。
我们通常将空气模拟成一种均匀的（没有变化或波动）气体，其性质是所有单个成分的平均值。任何气体都具有一定的性质，我们可以用感官来检测。这些性质的值和关系定义了气体的状态。空气是无色、无味、无味的。空气无处不在，它是地球的主要资源。它迷人的性质包括气压和伯努利原理的影响。
空气是物质的一种例子。空气是由大约 4/5 氮气和 1/5 氧气组成的气体混合物。像所有物质一样，空气有重量并占据空间。它也可以被压缩，不像固体和液体。
地球被一层叫做大气层的空气覆盖着。大气层从地球表面开始，一直延伸到太空 600 多英里。让我们研究一下空气的性质以及地球大气的结构和动力学！
空气是由气态元素和化合物混合而成的。这些包括氮气、氧气、水、氩气和二氧化碳。令人惊讶的是，氮元素占地球空气比例最大。氧气占空气比例第二位。虽然空气在我们看来是无形的，但它像其他物质一样有质量并占据空间。正因为如此，空气会产生压力。地球周围的空气被重力固定在适当位置。重力将空气拉向地球表面，使空气具有重量。气压是指空气柱压在地球表面的一部分上的重量。随着你向上移动到大气层中，气压会降低。这是因为在高海拔地区，从上方向下压的空气较少。
空气有重量。由于空气的重量会随着压力和温度的变化而变化，因此必须准确地定义它。可以使用以下数字。在 0 摄氏度和 1013 毫巴正常大气压下，干燥空气（无水分）的重量为 1.293 公斤/立方米。在 0 摄氏度和 1000 毫巴（1 巴）压力下，干燥空气（无水分）的重量为 1.275 公斤/立方米。
空气处于压力之下。空气处于压力之下；这是由重力引起的。海平面上的气压约为 1013 毫巴，这与 14.7 磅/平方英寸大致相同。之所以会产生这种压力，是因为在它上面堆积了大量的空气。如果你在更高的地方，比如飞机里，飞机外面的气压会低得多。我们知道，在 18,000 英尺（约 5500 米）高度，气压约为海平面的一半。在 32,000 英尺（约 10,000 米）高度，气压仅为海平面气压的四分之一。压力降低的原因是，在这些高海拔地区，上面堆积的空气更少。
- 我们生活在“空气海洋”中，周围都是气压——有点像鱼被水包围。
- 空气从四面八方向我们施加压力，但我们已经习惯了，所以感觉不到。我们身体的每一部分都在向后推（每个细胞就像一个气球），所以我们不会被压扁。
空气有温度。像我们周围的大多数东西一样，空气在变热时膨胀，在变冷时收缩。温度会影响体积，而体积会影响压力。
空气有体积。空气占据一定的体积。该体积与压力和温度相互关联。如果你将空气挤压到更小的空间，空气就会变热。这在给自行车轮胎充气时很容易演示。你越用力地泵，空气就越热，手泵就越热。由于一个箱子中所含的空气量会随着温度和压力的变化而变化，因此有必要说明温度和压力。
空气中通常含有一些水蒸气。空气有点像海绵，如果有水，它就会试图吸收水。像海绵一样，它只能容纳一定量的水，然后它就会变得饱和。再次像海绵一样，如果你挤压它（压缩它），水就会滴出来。干燥的海绵中没有水；因此，它的相对湿度为 0%。浸湿的海绵不能再吸收任何水，因为它已经饱和。因此，该海绵的相对湿度为 100%。
空气通常具有一定的速度。你可以每天看到这一点，树叶被微风吹起并吹过马路。室外空气的速度是风力的一个函数。房间里的空气速度可能很低，为 0.25 米/秒，或者在压缩空气管道中高得多。
实验 1
神奇的玻璃水魔术
用三分之一的水装满一个玻璃杯。用一张索引卡盖住杯口，然后倒置（保持卡片的位置）在水槽上方。从卡片上移开你的手。瞧！卡片仍然保持在原位，因为空气比水重，卡片受到空气向上的约 15 磅力，而水向下推的力只有约 1 磅——因此卡片仍然保持在原位。（当你熟练后，可以试着在某人的头上做这个魔术。）
实验 2
喷泉瓶
用一块粘土包裹一根长吸管，将一根 2 升苏打水瓶（半满水）密封起来，将吸管密封到瓶口。用力吹入吸管。当你向瓶子里吹气时，气压会升高。这个更高的压力会对水施加压力，水会被迫向上和向外流出吸管。
实验 3
亲吻气球
吹起两个气球。在每个气球上系一根绳子。让每一只手握住一根绳子，这样气球就处于鼻子水平，相距 6 英寸。在气球之间用力吹气，观察它们如何移动！当你从气球之间吹气时，气压会降低（想象一下空气分子像乒乓球... 它们球没有足够的时间接触气球表面，因为它们在旁边飞过）。围绕气球的没有真正移动的空气现在处于更高的压力，并且将气球推到一起。