الاحتراق في الهواء وأهمية الأكسجين في عملية الاحتراق - العناصر المتدخلة في عملية الاحتراق والعناصر الناتجة عنه - احتراق الشمعة

الهدف من هذا البحث 

أن يتعرف المتعلم على:

- الاحتراق في الهواء وأهمية الأكسجين في عملية الاحتراق

- العناصر المتدخلة في عملية الاحتراق والعناصر الناتجة عنه

- احتراق الشمعة.

الاحتراق في الهواء وأهمية الأكسجين في عملية الاحتراق:

الاحتراق هو تفاعل كيميائي بين مادتين (أي التصاق الأكسجين بإحدى المواد التي 

يراد إحراقها وتسمى هذه العملية الأكسدة) وينتج عنه حرارة وانبعاثات ويصحبه 

لهب 

وغالبا ما تكون إحدى المادتين العامل المؤكسد وهو الأكسجين، ولو اتخذنا من 

الخشب مثلا المادة التي يراد حرقها فإنه لابد من توفير العامل المؤكسد وهو 

الأكسجين الموجود في الهواء لكن لا تتم عملية الاحتراق إلا بعامل ثالث وهو 

المساعد على الاحتراق، هذا العامل يجب أن يمكن من الترفيع في حرارة الخشب 

إلى 

أن يصل إلى المرحلة التي يمكن أن يتأكسد خلالها، ويكون ذلك بواسطة شرارات من 

نار أو عود ثقاب أو شرارات قداحة أو حتى باحتكاك صخرة صوان على معدن.

العناصر المتدخلة في عملية الاحتراق والعناصر الناتجة عنه:

تتم عملية الاحتراق برفع درجة حرارة مادة صلبة مثل الخشب أو الأوراق أو القماش 

وغيرها، ويمكن أن تكون في شكل سوائل مثل البنزين والمازوط والزيت وغيرها، 

هذه المواد إذا توفرت لها درجة الحرارة المناسبة للاشتعال في وجود كمية مناسبة من 

الأكسجين تحصل على النار.

هذا المثلث المتركب من العناصر الثلاثة التالية والمبينة في الصورة هي:

- المادة المحترقة: الخشب والبنزين وغيرها من مواد موجودة حولنا ولكنها لا 

تشتعل إلا بتوفير العاملين الآخرين.

- الأكسجين (أو العامل المؤكسد): للتأكد من ضرورة الأكسجين يكفي قطعه عن 

النار 

حتى تنطفئ.

- الحرارة: المواد المحترقة موجودة والأكسجين يحيط بها ولا تشتعل النار إذن 

فالحرارة ضرورية.

النار = المادة المحترقة + توفر الأكسجين + توفر الحرارة الملائمة 

للاحتراق

وينتج عن عملية الاحتراق:

- الحرارة

- الضوء

- ثاني أكسيد الكربون

- بخار الماء

- هباب الفحم

احتراق الشمعة:

عندما تحترق الشمعة يشتعل الفتيل أولا، ويليه انصهار الشمع، فيتشرب الفتيل الشمع 

السائل الذي يتحول بمفعول الحرارة إلى غاز قابل للاحتراق.

نلاحظ وجود ثلاث مناطق في لهب الشمعة:

- منطقة صفراء: مضيئة حيث يكون 

الاحتراق غير تام وبها هباب الفحم.

- منطقة قاتمة: متكونة من غاز لم تبدأ 

فيه عملية الاحتراق وهو غاز الشمع.

- منطقة زرقاء: حيث يكون 

الاحتراق 

تاما وحرارتها شديدة.

وينتج عن احتراق الشمعة ضوء 

وحرارة وبخار الماء وثاني أكسيد 

الكربون وهباب الفحم.

مكونات الهواء وخصائصه

الهدف من هذا البحث

 أن يتعرف المتعلم على مكونات الهواء وخصائصه.

مكونات الهواء

الهواء هو خليط من الغازات المختلفة، أهم مكوناته النتروجين بنسبة 78 % 

والأكسجين بنسبة 21 %، وتكون الباقي من بخار الماء ومن غازات عديدة 

منها 

ثاني أكسيد الكربون وغاز الأرغون وغاز النيون والهليوم. غير أن الأكسجين هو 

أهم شيء بالنسبة إلى حياة الكائنات على الأرض وهو جسم غازي ثنائي الذرة 

يتكون عندما يتفاعل مع تأثيرات الضوء خاصة في المناطق الاستوائية، ثم 

توزعه 

الريح على كامل مناطق الكرة الأرضية.

وقد توصل العالم الفرنسي (أنطوان لافوازييه) سنة 1775 إلى ضبط الوظائف 

الأساسية لهذا الجسم الغازي وهو أول من أطلق عليه اسم (أكسجين) وبين أنه 

يوجد في الهواء وفي الماء وفي أغلب المواد العضوية النباتية والحيوانية، وهو 

ضروري لتنفس الكائنات، كما بين أنه هو العامل الأساسي لتأكسد المعادن 

(الصدأ) وأساسي في تركيبة الحوامض.

خصائص الهواء

- الهواء غاز لا لون له ولا طعم له ولا رائحة له.

- الهواء ليس له شكل معين فهو يأخذ شكل الوعاء الذي يحويه.

عندما ننفخ بالونة دائريّة ثمّ نفرغها في بالونة إسطوانيّة، نلاحظ أن شكل الهواء 

في البالونة الدّائريّة يختلف عن شكل الهواء في البالونة الإسطوانيّة فنستنتج أنه 

ليس للهواء شكل معين بل يأخذ شكل الإناء الّذي يوضع فيه.

- الهواء قابل للانضغاط والتوسع.

نقوم بحجز كمية من الهواء داخل حقنة ونسد فوهتها.

عندما نقوم بدفع المكبس، يتقلص حجم الهواء ويرتفع ضغطه.

وعند سحب المكبس، يزداد حجم الهواء وينخفض ضغطه.

فنستنتج أن الهواء قابل للانضغاط والتوسع.

- للهواء كتلة.

عندما نأخذ كرة منتفخة ونزنها ثم نفرغها من الهواء ونعيد وزنها نلاحظ أن 

كتلتها 

وهي منتفخة أكبر من كتلتها وهي فارغة من الهواء فنستنتج أن الفارق بينهما هو 

وزن كتلة الهواء.

وكتلة 1 لتر من الهواء في الظروف العادية يساوي 1.3 غرام. 

- الهواء قابل للانتشار

إذا وضعنا فوهة بالونة غير منفوخة في فوهة بالونة منفوخة، نلاحظ انتقال كميّة 

من الهواء من البالونة المنفوخة إلى البالونة الأخرى. فنستنتج أن الهواء قابل 

للانتشار. 

- يتمدد الهواء بمفعول الحرارة ويتقلص بمفعول البرودة. 

عندما نغطي فوهة قارورة ببالونة ونضعها في حوض مملوء بالماء ثم نسخنه، 

نلاحظ انتفاخ البالونة لأن تأثير حرارة الماء الموجود في الحوض نتج عنه 

صعود 

الهواء إلى فوق ممّا ساعد على انتفاخ البالونة. 

فنستنتج أن الهواء يتمدد بمفعول الحرارة.

وإذا أخذنا قارورة مملوءة بالهواء ونقوم بسدّ فوهتها بسدّاد يمرّ منه أنبوب 

توصيل 

منغمر طرفه في حوض مملوء بماء ملوّن ثمّ نضع القارورة في حوض آخر مملوء 

بالثّلج. نلاحظ انتقال كميّة من الماء الملوّن من الحوض إلى القارورة. لأن الهواء 

الموجود في القارورة أصبح باردا تحت تأثير الثّلج، فنزل إلى قعرها وتقلص 

فتنقلت كميّة من الماء الملوّن معوّضة الهواء الّذي تقلّص.

فنستنتج أن الهواء يتقلص بمفعول البرودة.

- الهواء البارد أثقل من الهواء الحار.

لماذا توضع خزانات التجميد في الجزء العلوي في الثلاجات؟

توضع هذه الخزانات في الجزء العلوي من الثلاجات للحصول على الدورة 

المطلوبة للهواء داخل الثلاجة، فالهواء البارد أثقل أو أكثف من الهواء الدافئ 

وببرودة الهواء بوساطة الثلج يسقط إلى قاع الثلاجة، وهذا يدفع الهواء الدافئ 

الأقل كثافة إلى أعلى حيث يأتي في ملامسة الثلج فيبرد، وبهذه الطريقة تتوافر 

دورة ثابتة للهواء تحاول حفظ كل الهواء المحبوس عند درجة حرارة واحدة.

- الهواء عازل للكهرباء.

الهواء ضروري لحياة الإنسان والحيوان والنبات

 الهدف من هذا البحث

 أن يتعرف المتعلم على أهمية الهواء عند الإنسان والحيوان والنبات.

إنّ كلّ الكائنات الحية على الأرض تحتاج إلى الأكسجين لتتنفس، وتحتاج إلى 

الغذاء وعندما يتزود الجسم بهما ينتج طاقة قي شكل حرارة، وهي الطاقة التي 

تمكن أعضاء الجسم من الحركة وتجديد النشاط.

وكذلك النباتات فهي تحتاج إلى ثاني أكسيد الكربون مع الشمس لتوليد الغذاء في 

عملية تسمى التمثيل الضوئي، وبذلك تتأكد أهمية الهواء في تمكين الكائنات الحية 

من مواصلة البقاء.

أهمية الهواء عند الإنسان

عندما تتنفس، يمر الهواء بالشهيق عبر الأنف، فتقوم الشعيرات والسائل المخاطي 

الذي بداخله بتنقية الهواء من الغبار ومن بعض الجراثيم، ثم يمر بالحنجرة ثم 

بالقصبة الهوائية وبشعبها ثم يدخل إلى الرئتين ويصل إلى الحويصلات التي 

تمتص الأكسجين وتسربه إلى الدم، ثم تخلصه من ثاني أكسيد الكربون ومن 

بخار 

الماء، فيخرجان في عملية الزفير، ويمكن الهواء المحمل بالأكسجين كامل الجسم 

من النشاط ومن الطاقة الحيوية.

أهمية الهواء عند الحيوان

تنفس الأسماك: توجد في الماء كميات من الأكسجين تعيش بها الكائنات 

البحرية، 

وتتحصل الأسماك مثلا على هذا الأكسجين بابتلاعها الماء عن طريق الفم فيمر 

بين الخياشيم التي تستخلص منه الأكسجين النقي وتسربه إلى كامل الجسم 

بواسطة الدم.

تحلق الطيور بفضل الهواء: لولا الهواء بتياراته المختلفة لما استطاعت الطيور 

التحليق في الجو، وعندما نلاحظ الطيور التي تطير ساعات دون كلل، والواقع أن 

الطيران يتعب عضلاتها بسبب حجمها الكبير، نتبيّن أنها تستخدم الطاقة التي 

تحيط بها في الجو، وهى تحسن استغلاله تيارات الهواء لتخفق بأجنحتها إما 

للتحليق عاليا مع التيارات الصاعدة، أو تساير التيارات المنخفضة للنزول، 

فيكون 

الهواء هو الطاقة التي تمكنها من الحط على الأرض بخفق أجنحتها في حركات 

مختلفة.

أهمية الهواء عند النبات

يتنفس النبات من خلال التمثيل الضوئي وهي عملية بيوكيميائية تتم تحت أشعة 

الشمس، ويساهم النبات من خلال هذه العملية بامتصاص ثاني أكسيد الكربون 

وإطلاق الأكسجين في الجو. ويصنع النبات الأخضر كمية الأكسجين انطلاقا من 

الماء الذي تروى به النبتة.

وفي سنة 1779 تمكن العالم «برستلي» من إثبات أن النبات يتنفس كباقي 

الكائنات، فيطلق الأكسجين نهارا وثاني أكسيد الكربون ليلا.

وظيفة الرئتين في التبادل الغازي بين الجسم والمحيط

الهدف من هذا البحث 

أن يتعرف المتعلم على وظيفة الرئتين في التبادل الغازي بين الجسم والمحيط.

الرئتان: للإنسان رئة يمنى ورئة يسرى، وهما تملآن معظم التجويف الصدري. 

وللرئة قوام إسفنجي، ويمكن اعتبارها كيسًا مرنًا مملوءًا بملايين الغرف أو الأكياس 

الهوائية الضئيلة. ولو بسطنا جدران الأكياس الهوائية بحيث تكون مسطحة لغطت 

نحو نصف ملعب لتنس المضرب.

تتكون الرئة اليمنى من ثلاثة فصوص أما الرئة اليسرى فتتكون من فصين فقط.

وتوجد بكل رئة مجموعة من الفصيصات تشكّل تجمّع أكياس صغيرة تدعى 

الحويصلات الرئوية.

والوظيفة الرئيسية للرئة هو نقل هواء المحيط إلى المجرى الدموي والتخلص من 

غاز ثاني أكسيد الكربون من المجرى الدموي إلى هواء المحيط.

عملية التبادل الغازي: على الرئتين إدخال الهواء الجديد وإخراج الهواء القديم حتى 

تزوّدا الدم بالأكسجين وتخلصاه من ثاني أكسيد الكربون. وينجذب الهواء الجديد إلى 

الداخل عندما ينقبض الحجاب والعضلات التي بين الضلوع. ويُسمى هذا العمل 

الشهيق، وهو يزيد حجم الصدر ويسبب تمدد الرئتين. ويخلق التمدد فراغًا خفيفًا في 

الرئتين، فيسري إليهما الهواء من الخارج. ثم يعود حجم الرئتين إلى التناقص ويخرج 

الغاز إلى الخارج عندما تسترخي العضلات. ويسمى هذا العمل الزفير.

تستقبل الرئتين الهواء الذي يدخل الجسم عبر الفم أو الأنف. ويمر الهواء في 

البلعوم ـ وهو مؤخرة الأنف والفم ـ ثم الحنجرة، وهي صندوق الصوت، ويدخل

 المسالك الهوائية، وأنابيب تقود إلى الرئتين.

تتم عملية التبادل الغازي  بين الجسم وهواء المحيط في مستوى الحويصلات 

الرئوية. يصل الدم قاتم اللون إلى الرئتين عن طريق الشريان الرئوي ويخرج 

منهما أحمر قان إلى بقية أعضاء الجسم عن طريق الوريد الرئوي.

ونستنتج من ذلك دور الدم في عملية التنفس:

- نقل الأكسجين من الرئتين إلى خلايا الجسم.

- نقل ثاني أكسيد الكربون من الخلايا إلى الرئتين.