Unità 5 L’ARIA E L’ATMOSFERA

1 Che cos’è l’aria

Da quali gas è composta l’aria? 
In quali condizioni è secca oppure umida? 
Perché è importante per gli esseri viventi? 


L’aria è qualcosa di impalpabile: non possiamo vederla né prenderla in mano, non ha un odore proprio (anche se ne trasporta molti) né un colore. Non sappiamo quale spazio occupi, eppure siamo sicuri che c’è: per esempio, ne percepiamo la presenza quando corriamo o andiamo in bicicletta, perché oppone resistenza ai nostri movimenti. Perfino quando stiamo fermi, l’aria è lì: basta una folata di vento per rendercene conto.
Nonostante dia l’impressione di non possedere nessuna delle caratteristiche che definiscono la materia, anche l’aria è un corpo materiale. Più precisamente, l’aria è un miscuglio di gas. I gas sono sostanze allo stato aeriforme che non possiedono un volume proprio, ma tendono a occupare quello del recipiente che le contiene, cioè tutto lo spazio a disposizione. Inoltre, possono essere compressi: per esempio, è compressa l’aria che si trova all’interno delle gomme di una bicicletta. Infine, hanno una massa e un peso. Come tutti i gas, quindi, l’aria occupa un volume e ha una massa e un peso.

LA COMPOSIZIONE DELL’ARIA

L’aria è costituita per il 78% da azoto e per il 21% da ossigeno; in percentuali minori sono presenti anche anidride carbonica, idrogeno, metano e altri gas (1)

Un altro componente, presente in quantità variabile, è il vapore acqueo, cioè acqua allo stato aeriforme, che conferisce all’aria il suo contenuto di umidità. Quando l’aria è secca, la quantità di vapore acqueo è inferiore allo 0,01%; quando è molto umida, questa quantità può arrivare al 4%.
Nell’aria sono presenti, inoltre, particelle solide molto fini (granuli di polline, spore, fuliggine ecc.), che nel loro complesso costituiscono il pulviscolo atmosferico.
Senza l’aria e, in particolare, senza l’ossigeno in essa contenuto, la vita sulla Terra così come la conosciamo non sarebbe possibile, dal momento che la maggior parte degli organismi animali e vegetali ha bisogno dell’ossigeno per svolgere le proprie funzioni vitali. Anche per noi l’ossigeno è fondamentale: non soltanto per respirare, come sappiamo, ma anche per consentire alle nostre cellule di trasformare gli alimenti che mangiamo nelle molecole necessarie a far funzionare il nostro corpo.


(1) I gas contenuti nell'aria
L’areogramma mostra le percentuali dei gas che costituiscono l’aria: come si può osservare, ossigeno e azoto sono presenti in quantità nettamente superiori agli altri. Le misurazioni della composizione dell’aria vengono eseguite su campioni di aria secca, cioè con il minimo contenuto di umidità.

  › pagina 81   

L’ossigeno è un gas che si unisce con molta facilità ad altri elementi: lo fa attraverso una reazione chimica detta ossidazione. Un’ossidazione può avvenire in modo rapido, come quando si brucia un pezzo di legno, e in questo caso si parla di combustione; oppure lentamente, come nel caso in cui il ferro si ossida a contatto con l’ossigeno, formando la ruggine. Anche la respirazione è una reazione di ossidazione, ed è lenta perché l’azione dell’ossigeno viene moderata dalla presenza dell’azoto.
L’azoto infatti è un gas inerte, cioè reagisce pochissimo con le altre sostanze: senza questo gas nell’aria, la respirazione avverrebbe troppo velocemente, danneggiando il nostro organismo e rendendo impossibile la vita.

  Uso le domande guida  
  • Perché l’aria ha un peso?

  • Qual è il componente principale dell’aria?

  • Che cosa accadrebbe se nell’aria non ci fosse l’azoto?

  fare per imparare  

SPERIMENTIAMO ›› OSSERVIAMO IL PESO DELL’ARIA

OCCORRENTE

Un bastoncino di legno leggero; due palloncini; un pennarello; un righello; un filo; uno spillo.

TEMPO NECESSARIO

15 minuti circa.

COME PROCEDERE

Per prima cosa, con l’aiuto del righello, individuiamo il centro del bastoncino e segniamolo con il pennarello. In corrispondenza di questo punto leghiamo il filo. Gonfiamo quindi i palloncini e leghiamoli alle due estremità del bastoncino di legno.
Afferriamo il filo che sorregge il sistema bastoncino-palloncini e stendiamo il braccio: il bastoncino si troverà in posizione orizzontale e i due palloncini saranno in equilibrio come i piatti di una bilancia (1).
Adesso proviamo a forare uno dei due palloncini con uno spillo. Il palloncino bucato si sgonfierà rapidamente e, quando tutta l’aria sarà fuoriuscita, il bastoncino penderà in modo evidente dalla parte del palloncino pieno d’aria (2). Questo avviene perché l’aria ha un peso. Qualcuno lo ha persino misurato: è di circa 1,3 g per litro.

Scienze evviva! - volume 1
Scienze evviva! - volume 1