อากาศ คืออะไร
อากาศเป็นก๊าซที่อยู่รอบตัวเรา อากาศประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมากๆ ที่เรียกว่าโมเลกุล เราไม่สามารถมองเห็นโมเลกุลได้ด้วยตาเปล่า แต่โมเลกุลนี้ก็มีน้ำหนักและต้องการที่อยู่อาศัยเราสัมผัสอากาศตลอดเวลา แม้ว่าเราจะมองไม่เห็นอากาศ แต่บางครั้งเราก็รู้สึกสัมผัสมันได้ เช่น เมื่อลมพัดมาโดนตัวเรา ลมก็คืออากาศนั่นเอง เมื่อเราเล่นว่าว อากาศจะพัดให้ว่าวเคลื่อนที่ ใบไม้ไหวก็เกิดจากการเคลื่อนที่ของอากาศ เมื่อเราเป่าลมเข้าไปในลูกโป่ง ลูกโป่งจะโตขึ้นและหนักขึ้น แสดงให้เห็นว่าอากาศก็ต้องการที่อยู่และมีน้ำหนักด้วย
อากาศเพื่อการดำรงชีวิต
เมื่อสูงขึ้นไปบนท้องฟ้า อากาศจะเบาบางมากขึ้น เพราะมีโมเลกุลของอากาศน้อยลง ดังนั้นเมื่อเราปีนขึ้นไปบนภูเขาสูง เราจะหายใจเร็วขึ้นเพื่อรับอากาศให้ได้มากพอเท่ากับตอนที่เราอยู่บนพื้นดินด้านล่าง
ส่วนในอวกาศ ไม่มีอากาศแม้สักนิด ดังนั้นนักบินอวกาศจึงต้องแบกถังออกซิเจนไว้ที่หลัง เมื่อออกไปสำรวจนอกยานอวกาศ
อากาศและพืช
พืชต้องการอากาศ เช่นกัน เพื่อเปลี่ยนสารอาหารให้กลายเป็นพลังงาน แต่การใช้ก๊าซในอากาศของพืชนั้นต่างจากคน เช่น พืชใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และแสงแดดเพื่อสร้างอาหารในใบ เรียกว่าการสังเคราะห์แสง พืชบางชนิดใช้อากาศเพื่อเป็นตัวช่วยพาเมล็ดไปตกที่อื่นเพื่อเกิดเป็นต้นใหม่
อากาศที่เคลื่อนที่
อากาศเคลื่อนที่ตลอดเวลา อากาศที่เคลื่อนที่เรียกว่า ลม ลมเกิดจากการที่อากาศมีอุณหภูมิแตกต่างกัน ที่อากาศร้อน อากาศจะบางเบาและถูกแทนที่ด้วยอากาศเย็นที่หนักกว่า ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศ บางครั้งก็เป็นลมพัดเบาๆเย็นสบาย หรือเกิดเป็นลมที่พัดแรงมากๆ เช่น พายุเฮอริเคนหรือทอร์นาโด
เฮอริเคนเป็นพายุที่รุนแรงมาก ศูนย์กลางของพายุที่เรียกว่า ตาพายุ นั้นจะสงบนิ่ง แต่ลมที่พัดอยู่รอบๆตาพายุนั้นจะแรงมาก และอาจมีความเร็วในการเคลื่อนที่ได้มากกว่า 100 ไมล์ต่อชั่วโมง
ทอร์นาโด เป็นพายุที่หมุนควงสว่านเป็นรูปงวงช้างหรือปล่องควัน เมื่อมันลงมาที่พื้นดิน มันจะฉีกทึ้งทำลายทุกสิ่งที่มันหมุนผ่านด้วยความเร็วในการเคลื่อนที่ที่อาจมากกว่า 300 ไมล์ต่อชั่วโมง
พลังงานลม
ลมนั้นมีพละกำลัง ดังจะเห็นได้จากพายุเฮอริเคนและทอร์นาโด แต่ใช่ว่าพลังจากลมจะมีแต่การทำลายล้าง เราสามารถใช้ประโยชน์จากลมได้มากมาย เช่น การสร้างกังหันลมเพื่อประโยชน์ทางด้านพลังงาน
เมื่อลมทำให้กังหันใบพัดหมุน จะเป็นตัวทำให้เกิดการเกิดการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์เชิงกลที่ต่ออยู่กับกังหัน เราได้ใช้ประโยชน์จากกังหันเรามาตั้งแต่สมัยอดีตหลายร้อยปีแล้ว เช่น ใช้เป็นกังหันวิดน้ำหรือตำข้าว แต่ทุกวันนี้ เราใช้ประโยชน์ในการเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้า
การลอยสูงขึ้นบนของอากาศ
อากาศร้อนมีน้ำหนักเบากว่าอากาศเย็น มันจึงลอยสูงขึ้นบนได้ ความรู้นี้ได้นำมาประยุกต์ใช้ในการสร้างเครื่องร่อน หรือการที่นกอินทรีหรือนกนางนวลทะยานขึ้นสู่อากาศนั้น อากาศร้อนด้านล่างเป็นตัวยกนกให้ลอยขึ้นและโดยการกระพือปีกอันใหญ่โตขณะร่อนนั้น ลมใต้ปีกที่เป็นอากาศร้อนจะพยุงให้ตัวมันลอยอยู่ได้ในอากาศ
บอลลูนขนาดใหญ่สีสรรสวยงามที่ลอยอยู่ในอากาศได้นั้น เป็นผลจากการใช้หลักการลมร้อน เช่นกัน ในลูกบอลลูนมีการเป่าลมร้อนใส่เข้าไปโดยใช้เตาลมร้อยเป่าที่ด้านล่าง เมื่ออากาศภายในและภายนอกบอลลูนมีอุณหภูมิเท่ากัน บอลลูนก็จะลอยไปด้วยความสูงที่คงที่ จนกว่าจะทำให้อากาศในบอลลูนเย็นลง มันจึงจะค่อยๆลดระดับความสูงลงมาที่พื้นดิน
ความชื้นในอากาศ
ในอากาศมีความชื้น เรียกว่าไอน้ำ ไอน้ำอยู่ในสถานะก๊าซ เมื่ออากาศที่ร้อนเย็นตัวลง ไอน้ำจะกลั่นตัวรวมเป็นก้อนเมฆ เมื่อเมฆเย็นตัวลง ก็จะเกิดเป็นฝนตกลงมา เรียกว่าเป็นปรากฎการณ์น้ำฟ้า
การเกิดหิมะเป็นปรากฏการณ์น้ำฟ้า เช่นเดียวกับการเกิดฝนตก แต่หิมะกลั่นตัวลงมาท่ามกลางอากาศหนาวเย็น อนุภาคของน้ำจะกักอากาศไว้ภายในเกิดเป็นละอองน้ำแข็งเล็กๆ
ความต้านอากาศ
ความต้านอากาศเป็นแรงที่ใช้ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้าลงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านอากาศ เราจะรู้สึกถึงแรงต้านอากาศนี้เมื่อเราปั่นจักรยานลงจากเนินเขาและมีลมพัดผ่านตัวเราไปทางด้านหลัง การออกแบบรถยนต์และเครื่องบินจึงต้องออกแบบให้มีรูปร่างที่ลดแรงต้านทานอากาศให้มากที่สุด เพื่อให้เคลื่อนที่ได้เร็วมากที่สุด
แรงกดอากาศ
อากาศนั้นมีน้ำหนักและต้องการที่อยู่ ดังนั้นเมื่อมีวัตถุอยู่ระหว่างอากาศ โมเลกุลเล็กๆของอากาศจะกดดันลงบนวัตถุที่มันล้อมรอบอยู่ เรียกว่าแรงกดอากาศ อากาศมีความเป็นสปริงด้วยนะ เพราะมันสามารถย้อนกลับได้เมื่อเราอัดอากาศลงในที่ว่างเล็กๆ ซึ่งเมื่อเราอัดอากาศลงไปมากๆ แรงดันอากาศก็จะมากขึ้น เช่น เมื่อเราเป่าลมมากๆ เข้าไปในลูกโป่ง และปล่อยมัน อากาศจะไหลย้อนออกมาและผลักลูกโป่งให้เคลื่อนที่ไปทางด้านหน้า
ความสำคัญของอากาศ
อากาศเป็นก๊าซที่มีความสำคัญ ทั้งคน สัตว์และพืขต้องการก๊าซออกซิเจนจากอากาศเพื่อหายใจ พืขต้องการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อสร้างอาหาร
การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศที่ร้อนและเคลื่อนที่ขึ้นบน ทำให้เกิดเมฆ ฝน และลม อากาศรุนแรงเช่นพายุนั้นเป็นอันตราย แต่อากาศมีประโยชน์มากกว่าเป็นโทษ และเราใช้ประโยชน์มากกมายจากการเปลี่ยนแปลงของอากาศ เช่น ลมพัดพาเมล็ดพืชหรือละอองเรณูไปตกเพื่อกำเนิดเป็นพืชต้นใหม่ การสร้างกังหันลมเพื่อผลิตไฟฟ้า การเล่นว่าว แล่นเรือใบหรือสนุกสนานกับวินด์เซิร์ฟ การเดินทางโดยเครื่องบินโดยอาศัยหลัการเคลื่อนที่ของอากาศ เป็นต้น
อากาศจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเรา มันทำให้เราดำรงชีวิตอยู่ และสนุกสนานกับกิจกรรมต่างๆมากมาย เมื่อทำใจให้สงบ เราจะรับรู้ว่าอากาศนั้นอยู่รอบตัวเรา
และเธอตอบได้ไหมว่า...
- อากาศอยู่ในสถานะใด?
- การสังเคราะห์แสง คืออะไร?
เรียนรู้คำศัพท์วิทยาศาสตร์ภาษาอังกฤษที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้
- air = อากาศ
- gas = ก๊าซ, แก็ส
- molecule = โมเลกุล อนุภาคขนาดเล็ก
- astronaut = นักบินอวกาศ
- photosynthesis = การสังเคราะห์แสง
- wind = ลม
- windmill = กังหันลม
- pressure = ความดัน
