教科版科学空气教学课件

空气科学的奇妙世界第一章空气的基本认识空气无处不在无色无味无形生命之源全球分布空气是一种我们看不见、摸不着的物质，它每个人每天要呼吸约2万次，吸入约12000升没有颜色、没有气味，也没有固定的形状空气没有空气，人类只能存活几分钟空正因为如此，我们常常忽略了它的存在气对所有生物的生存都至关重要空气的组成78%21%1%氮气N₂氧气O₂其他气体空气中最丰富的气体，稳定且不易反应它稀释生命活动的必需气体，支持呼吸和燃烧人类和包括二氧化碳

0.04%、氩气

0.93%以及水蒸氧气，防止燃烧过快，也是植物生长所需的重要动物吸入氧气，排出二氧化碳；植物则进行光合气、臭氧、氖、氦、甲烷等微量气体尽管含量元素作用，吸收二氧化碳，释放氧气少，但对地球环境和生命活动也非常重要空气是由无数分子组成的这些分子非常微小，肉眼无法看见，它们不断地做着无规则运动在一立方厘米的空气中，约有个分子这些分子之间存在着间隙，因此空气可以被压缩

2.7×10¹⁹空气的性质空气有质量可压缩性可膨胀性虽然我们感觉不到，但空气确实有重量地球由于分子间存在空隙，空气可以被压缩到更小当压力减小或温度升高时，空气会膨胀热气表面的一平方厘米上，大气压力约为1公斤的体积这一性质使得气球充气、轮胎打气和球能够升空就是利用了热空气膨胀后密度变小地球大气层总质量约为

5.1×10¹⁵吨气泵工作成为可能的原理空气的重量和压力实验气球充放气实验当我们给气球充气时，气球内部的空气压力大于外部大气压，气球膨胀；当我们放气时，气球内部压力减小，气球收缩生活中的气压现象吸管能吸上液体是因为口腔内气压降低•高海拔地区气压低，水的沸点降低•天气变化与气压变化密切相关•飞机舱内需要保持一定气压以确保乘客舒适•第二章空气的运动空气并非静止不动，它在地球表面不断流动，形成了我们熟知的风在本章中，我们将探讨空气运动的原理、风的形成机制以及全球风带对气候的影响通过了解空气的运动规律，我们能更好地理解天气变化和气候特征风是什么？风是空气的水平流动，是自然界中最常见的空气运动形式我们能感受到风的存在，但看不见风本身我们只能通过风对周围物体的影响来观察风的存在树叶摇动•旗帜飘扬•云朵移动•水面波纹•风的形成主要是由于太阳不均匀地加热地球表面，导致不同区域的空气温度、压力差异风的形成原理气压差异温度差异温度升高时，空气膨胀变轻，形成低气压区；温度降低时，空气收缩变重，太阳辐射使地球表面不同区域受热不均例如，赤道地区接收的太阳能比两形成高气压区极地区多，陆地比海洋吸收热量更快地转偏向力空气流动由于地球自转，风的运动方向在北半球向右偏转，在南半球向左偏转，这被空气总是从高气压区流向低气压区，这种水平流动就形成了风气压差越称为科里奥利效应大，风力越强海风与陆风白天，陆地升温快，热空气上升形成低气压，海面上的空气流向陆地，形成海风；夜晚，陆地散热快，冷空气下沉形成高气压，陆地上的空气流向海面，形成陆风风的方向随温差变化左图白天海风形成过程陆地温度高于海洋，热空气上升形成低气压，海洋上的冷空-气流向陆地右图夜晚陆风形成过程海洋温度高于陆地，热空气上升形成低气压，陆地上的冷空-气流向海洋全球风带与气候主要全球风带信风带贸易风位于赤道两侧0°-30°纬度之间，北半球为东北风，南半球为东南风早期航海贸易路线常利用这些稳定的风西风带位于30°-60°纬度之间，风向主要为西风中国大部分地区处于这一风带，受西风环流控制极地东风带位于60°纬度以上的极地地区，主要为东风这些寒冷的风从极地向低纬度吹拂这些全球风带对地区气候有决定性影响，它们影响降水分布、植被类型和海洋洋流第三章空气与生命空气是维持地球生命的基础在本章中，我们将探讨空气如何支持生命活动，特别是呼吸过程以及空气中的微粒对健康的影响通过了解空气与生命的关系，我们能更好地认识到保护空气质量的重要性呼吸与空气呼吸的过程吸气横膈膜收缩下降，胸腔扩大，肺内气压降低，外界空气进入肺部气体交换氧气通过肺泡进入血液，二氧化碳从血液进入肺泡一个成年人肺部约有3亿个肺泡，总表面积约70平方米呼气横膈膜放松上升，胸腔缩小，肺内气压升高，二氧化碳随空气排出体外人体细胞需要氧气进行能量代谢，产生二氧化碳作为废物血液中的红细胞负责运输氧气到全身各处，同时收集二氧化碳带回肺部排出空气中的微粒与健康花粉灰尘微生物植物繁殖的微粒，直径通常为10-100微米由土壤颗粒、纤维、皮屑等组成，直径各空气中含有大量细菌、病毒、真菌孢子等微春季花粉浓度最高，可引起过敏反应，导致异室内灰尘中还可能含有螨虫，是常见的生物，大部分对人体无害，少数可致病花粉症过敏原可通过呼吸道传播疾病•症状打喷嚏、流鼻涕、眼睛发痒可引起哮喘、过敏性鼻炎••通风可降低空气中的微生物浓度••中国约有40%的人对某种花粉过敏•定期清洁可减少室内灰尘这些微粒与呼吸道疾病密切相关中国每年约有亿人受到过敏性疾病的困扰，其中呼吸道过敏最为常见了解空气中的微粒有助于我们采取预防措3施，减少健康风险空气进入肺部，氧气进入血液肺部气体交换是一个精密的过程当我们吸入空气后，氧气通过肺泡薄壁扩散进入毛细血管，同时二氧化碳从血液扩散进入肺泡，随后呼出体外这一过程每分钟约进行12-次，确保身体各组织细胞获得足够的氧气20第四章空气污染及其影响随着工业化和城市化的发展，空气污染已成为全球性环境问题在本章中，我们将学习空气污染的定义、来源、类型以及它对人体健康和生态环境的影响了解这些知识有助于我们认识到保护空气质量的紧迫性什么是空气污染？空气污染是指空气中含有对人体健康、生态环境或材料产生有害影响的物质，或超过自然背景水平的某些物质主要空气污染物颗粒物PM空气中悬浮的固体和液体微粒PM

2.5指直径小于

2.5微米的颗粒物，可深入肺部甚至进入血液循环有害气体包括二氧化硫SO₂、氮氧化物NOₓ、臭氧O₃、一氧化碳CO等这些气体可刺激呼吸道，损害肺功能挥发性有机物如苯、甲醛等易挥发的有机化合物，常见于装修材料、家具和日用品中，可能致癌空气污染的来源交通排放工业排放汽车尾气是城市空气污染的主要来源之一，含有氮氧化物、一氧化碳和细颗粒物发展电动汽车工厂、发电厂排放的烟气含有大量颗粒物、二氧和公共交通可减少这类污染化硫和氮氧化物中国正努力通过技术升级和严格监管减少工业污染建筑和装修建筑工地的粉尘和装修材料释放的有害物质如甲醛也是空气污染的重要来源使用环保材料可减轻这一问题自然来源燃烧活动火山喷发、沙尘暴、海盐喷雾等自然过程也会向大气中释放污染物例如，中国西北地区的沙尘包括农作物秸秆焚烧、生物质燃料使用和森林火暴常影响华北空气质量灾等这些活动产生大量烟尘和有害气体，影响区域空气质量空气污染对人体的危害短期健康影响•眼睛、鼻子和喉咙刺激•咳嗽、胸闷和呼吸困难•加重哮喘症状•头痛和疲劳长期健康影响•慢性呼吸系统疾病慢阻肺、支气管炎•心血管疾病风险增加•肺功能下降•某些类型癌症风险增加•平均寿命缩短儿童、老人、孕妇和已有呼吸系统或心血管疾病的人群对空气污染更加敏感，受到的影响更为严重空气污染威胁健康世界卫生组织数据显示，全球每年约有万人死于空气污染相关疾病，其中中国约有700万人空气污染已成为仅次于吸烟的第二大公共健康威胁减少空气污染不仅是环100保问题，更是重要的公共卫生议题第五章室内空气质量人们平均有的时间在室内度过，因此室内空气质量对健康至关重要与一般认知相80%反，室内空气污染水平常常高于室外在本章中，我们将探讨室内空气污染的来源、影响以及如何改善室内空气质量室内空气污染的常见原因烟草烟雾装修材料香烟烟雾含有4000多种化学物质，其中至少250种对健康有害，新装修的房屋中，油漆、胶水、地板、家具等释放的甲醛、苯及50多种可致癌二手烟对非吸烟者尤其是儿童的危害极大其他挥发性有机物是主要室内污染源，可持续释放数月甚至数年烹饪油烟清洁产品中式烹饪方式产生大量油烟，含有多种有害物质长期接触油烟许多家用清洁剂、空气清新剂含有挥发性化学物质，使用时会释的人患肺癌风险显著增加，需使用高效油烟机并保持通风放到空气中选择低毒或天然清洁产品可减少这类污染霉菌和潮湿宠物皮屑潮湿环境容易滋生霉菌，释放孢子到空气中霉菌孢子是常见的猫、狗等宠物的皮屑、唾液和尿液中含有蛋白质，可引起过敏反过敏原，也可能产生毒素，影响神经系统和呼吸系统应定期清洁和梳理宠物可减少这些过敏原的释放室内空气污染的危害常见症状和疾病急性症状•眼睛、鼻子和喉咙刺激•头痛和头晕•疲劳和注意力不集中•恶心和皮肤过敏慢性疾病•过敏性鼻炎和哮喘•慢性呼吸道疾病•心血管疾病•某些癌症风险增加特殊情况病态建筑综合征在某些建筑中，人们可能会集体出现头痛、眼部刺激、疲劳等症状，这被称为病态建筑综合征通常与通风不良、化学污染物和生物污染物有关改善室内空气质量的方法控制污染源加强通风从源头减少污染物的产生和释放保持良好通风是改善室内空气质量的最简单有效方法室内禁止吸烟•每天开窗通风次，每次分钟•2-315-30选择低挥发性有机物的建材和家具•使用排气扇排出厨房和浴室的污染物•使用无毒或低毒的清洁产品•确保燃气设备有适当的排气系统•控制室内湿度在，防止霉菌生长•30%-50%室内植物净化使用空气净化设备某些植物能吸收空气中的有害物质当自然通风不足时，可使用空气净化设备吊兰可吸收甲醛和一氧化碳•过滤器可去除的微米颗粒物•HEPA

99.97%

0.3芦荟能吸收甲醛和苯•活性炭过滤器有效吸附异味和有害气体•虎尾兰能在夜间释放氧气•定期更换过滤器以保持效果•每平方米放置盆植物较为适宜•101-2绿色植物助力净化空气室内植物不仅能美化环境，还能通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气，同时吸附空气中的有害物质结合使用空气净化器，可以更有效地改善室内空气质量研究表明，在室内适当摆放绿植，可以减少的空气污染物25%-60%第六章空气科学探究活动通过动手实验，我们可以直观地观察和理解空气的性质在本章中，我们将介绍几个简单而有趣的空气科学实验，帮助学生巩固所学知识，培养科学探究精神这些实验可以在教室或家中进行，所需材料简单易得实验一观察空气占据空间实验材料•透明塑料瓶•水盆•纸巾或卡纸实验步骤

1.在瓶底戳一个小孔

2.用手指堵住小孔，向瓶中注满水

3.盖紧瓶盖，移开手指，观察水是否流出

4.松开瓶盖，再次观察实验现象与分析当瓶盖盖紧时，水不会从小孔流出，因为瓶内无法进入空气；松开瓶盖后，外界空气可以进入瓶内，水立即从小孔流出这说明空气确实占据空间，水无法流出是因为无法被空气取代位置实验二测量风速制作简易风速计

1.准备材料硬纸板、细线、胶带、剪刀、量角器、吸管

2.剪一个10×10厘米的正方形硬纸板

3.在纸板中心系上30厘米长的细线

4.将细线另一端固定在吸管上，使纸板可以自由摆动

5.在吸管旁放置量角器，用于测量纸板摆动角度测量原理风吹动纸板时，纸板会偏离垂直位置纸板的偏角越大，风速越大通过量角器可以测量出偏角，然后根据公式计算风速风速m/s≈

0.13×偏角度实验应用使用这个简易风速计，可以测量不同环境中的风速结语保护空气，守护健康空气是生命之源，保护空气质量是我们每个人的责任通过本课程的学习，我们了解了空气的基本特性、组成、运动规律以及与生命和环境的关系我们认识到了空气污染的危害和改善空气质量的重要性从日常生活做起节约能源、减少驾车、避免燃烧垃圾、选择环保产品，每个小行动都能为改善空气质量贡献力量关注空气质量了解空气质量指数AQI的含义，关注天气预报中的空气质量信息，在污染严重时减少户外活动传播环保理念向家人和朋友传播空气保护知识，共同参与环保活动，为构建蓝天白云的美好环境贡献力量让我们携手行动，从身边小事做起，共同保护我们赖以生存的空气环境，为地球和人类的可持续发展贡献自己的力量！。