Plinovi

Čestice tvari u plinovitom agregacijskom stanju kaotično se gibaju – položaj čestica brzo se mijenja u svim smjerovima u prostoru. Tvari u plinovitom  agregacijskom  stanju nemaju uređenu strukturu, već zauzimaju cijeli prostor posude bilo kojega oblika u kojoj se nalaze. Zbog velike udaljenosti između čestica plinovitih tvari, među njima postoje vrlo slabe interakcije. Volumen plina ovisi o tlaku i temperaturi.

Proučite interaktivni grafikon i ponovite glavne značajke o sastavu zraka.

Troposfera, donji sloj atmosfere, ima približno ujednačen sastav i čini oko 80 % ukupne mase zraka. Pogledajte sljedeći videozapis, ponovite koji su stalni sastojci zraka i odgovorite na postavljena pitanja.

Pitanja uz videozapis Sastav zraka.

1. Može li se zrak rastaviti na pojedine sastojke? Predložite fizikalnu metodu.
2. Kakav je sastav udahnutog, a kakav izdahnutog zraka? Je li jednak? Obrazložite.
3. Mijenja li se sastav i gustoća zraka s porastom nadmorske visine?
4. Koliki je volumen kisika u uzorku zraka volumena 10 L, ako je volumni udio kisika u zraku 21 %?

Prva mjerenja kvalitete zraka u Hrvatskoj provela je Jedinica za higijenu okoline Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada 1963. godine određivanjem sumporova(IV) oksida i crnog dima na tri mjerne postaje. Od tada raste broj mjernih postaja, ali i broj onečišćenja koja se u zraku mjere.

Nakon što ste pozorno pogledali videozapis Onečišćenje zraka obrazložite što sve može utjecati na onečišćenje zraka i koje su posljedice za kvalitetu života na Zemlji.

Pozorno pogledajte videozapis Trovanje ugljikovim(II) oksidom i odgovorite na pitanja.

1. Što je ugljikov(II) oksid i kako nastaje?
2. Zašto je ugljikov(II) oksid opasan?
3. Koji su simptomi trovanja ugljikovim(II) oksidom?
4. Kako prevenirati trovanje ugljikovim(II) oksidom?

Pregledom sljedećega videozapisa spoznajte kako promjene tlaka, temperature i volumena utječu na svojstva tvari u plinovitome agregacijskom stanju. 

Topljivost plinova u vodi ovisi o tlaku, temperaturi i prirodi plina (građi i obliku molekula plina). Povišenjem temperature topljivost plinova se smanjuje, a povećanjem tlaka povećava. Primjer za koji ste pretpostavljamo već čuli je toplinsko (termalno) zagađenje voda, koje za posljedice ima pomor ribe. Objasnite zašto dolazi do pomora ribe uslijed toplinskog (termalnog) zagađenja voda u rijekama i jezerima. Pri tome se možete poslužiti stručnom literaturom i stručnim mrežnim stranicama.

Pruga nazvana Quingzang spaja kineske gradove Xining i Lhasu u regiji Tibet. Najviša točka na kojoj prometuju vlakovi je na visini od 5 072 m nadmorske visine, a u sklopu pruge izgrađen je i najviši željeznički tunel na svijetu na visini 4 905 m. 80 % pruge je sagrađeno na smrznutom tlu permafrostu. Izgradnja je započela sredinom prošlog stoljeća, a cijela dionica pruge završena je i puštena u promet 2006. godine.

Istražite s kojim su se sve problemima susretali inženjeri i radnici prilikom izgradnje ove pruge. Kako su rješavali problem nedostatka kisika na velikim nadmorskim visinama? Kako su riješili problem stanjivanja permafrosta uslijed temperaturnih promjena (kao posljedice klimatskih promjena i ljudskog djelovanja)?

Kako bi spriječili visinsku bolest zbog nedostatka kisika u vlak se uvodi zrak obogaćen kisikom pomoću generatora kisika smještenog na svakom vagonu. On komprimira zrak te preko posebnih membrana u cijevima u vagone uvodi zrak obogaćen kisikom, a višak dušika ispušta se u atmosferu. Promislite i obrazložite zašto molekule kisika iz zraka prolaze kroz pore membrana, a dio molekula dušika ne.