Явления природы. Почему дует ветер

Мне очень нравятся познавательные телевизионные программы, касающиеся нашей планеты и жизни на Земле. Я люблю наблюдать, задавать вопросы и искать на них ответы. С раннего детства в семье меня знакомили с энциклопедиями, в которых раскрываются волнующие вопросы. Мне нравится раскрывать тайны и секреты некоторых явлений. Вот почему я с удовольствием взялся за изучение данной темы. Мне очень хочется понять это удивительное явление природы – ветер. Галилей писал:

«Явления природы, как бы незначительны, как бы во всех отношениях маловажны ни казались, не должны быть презираемы философом, но все должны быть в одинаковой мере почитаемы».

Проблемный вопрос: что будет, если исчезнет ветер?

Гипотеза: если не будет ветра, исчезнут облака, начнётся засуха.

То по лесу кружит,

То в поле свистит,

Но мы не видали, каков он на вид.

В открытые окна нежданно влетит –

То что – то прошепчет, то вдруг загудит.

Конечно это ветер.

А что такое ветер? Где же он живёт и почему к нам прилетает? Эти и ещё множество вопросов волнуют меня.

Я много раз слышал выражения о ветре: «ветреный человек», «лёгкий как ветер», «ветер надежды»

В нашей местности очень часто дуют ветры. Иногда это приятный лёгкий ветерок, но бывает и так, что приходится даже злиться на него.

И всё же ветер – это одно из удивительных и таинственных явлений природы, а для того, чтобы разгадать эту тайну, я отправился в библиотеку. Познакомившись с трудами Галилея, я понял, что каждое явление природы заслуживает к себе внимания

Умение наблюдать и делать выводы из увиденного всегда отличало Галилея. Еще в молодости он понял, что «. Природа достигает большого малыми средствами, и все ее проявления одинаково удивительны».

В сказках ветер часто сравнивается с живым существом. Это удивительное явление описывали многие поэты и писатели.

Поэт Николай Рубцов любил ветер и восхищался его силой и стойкостью.

Люблю ветер.

Больше всего на свете.

Как воет ветер! как стонет ветер!

Как может ветер выть и стонать,

Как может ветер за себя постоять!

Итак, что же такое ветер, и почему он возникает?

В толковом словаре можно прочитать: «Ветер - движение воздуха относительно земной поверхности».

Однажды с ребятами мы пошли в поход. Был тёплый солнечный день. Мы разожгли костёр. Пока костёр разгорался, было много дыма. Дым поднимался столбом вверх. Но вот наш костёр разгорелся, он горит жарко без дыма. Сидим мы у костра и смотрим, как взмывают вверх искры, сухие листья. Я задумался, а почему листья устремляются вверх? Что же их подталкивает? Я стал присматриваться. Костёр горит жарко, и над ним, устремляясь вверх, дрожит и струится горячий воздух. Вот он то и несёт к небу искры пепел и листья.

Чтобы доказать, что тёплый воздух легче холодного и устремляется вверх, я проделал следующие опыты:

Опыт №1.

Взять свечу, зажечь её и накрыть стеклом от лампы. Если подержать руку над стеклом, то можно почувствовать, как тёплый воздух движется вверх.

Движение воздуха мы можем не только почувствовать, но и увидеть.

Опыт №2.

Над горящей конфоркой я подвесил ленточки из тонкой бумаги, горячий воздух привёл их в движение.

Опыт №3.

Я приоткрыл дверь и опустил к порогу зажжённую свечу. Пламя свечи отклоняется внутрь комнаты, так как из коридора движется холодный воздух.

Поднимаю свечу кверху. Пламя откланяется в сторону коридора. Это из комнаты выходит тёплый воздух.

Если держать свечу на середине двери, то пламя не отклоняется.

Вывод: тёплый воздух поднимается вверх, он лёгкий, а тяжёлый, холодный воздух устремляется на его место.

Но что такое воздух? Какими свойствами он обладает?

Я отправился в библиотеку. Вот что я выяснил.

Наша планета Земля со всех сторон окружена мощным воздушным слоем, который называется атмосферой. Воздух прозрачен, поэтому мы не видим его. Чистый воздух не имеет ни цвета, ни запаха.

Я предположил, что если нас окружает воздушная оболочка, и мы ее не чувствуем, значит, воздух совсем ничего не весит, да и можно ли взвесить воздух?

Так ли это? И вновь поиски ответа на вопрос.

Я взял два одинаковых воздушных шарика. Надул их и подвесил к спице. Установил равновесие. А затем из одного шарика воздух выпустил. Надутый шарик опустился вниз.

Вывод: Воздух является веществом и поэтому имеет вес

Оказывается, что более 300 лет назад знаменитый учёный Галилео Галилей взял и взвесил воздух. Он взял медный шар с отверстием и поставил на весы. А затем откачал из него воздух, заткнул отверстие и снова поставил на весы. Чаша весов поднялась. Это значит, что «невесомый воздух» что – то весит.

Позже выяснилось, что «невидимка» не такой уж и лёгкий. Воздух давит на каждого человека с силой больше, чем 15 тонн.

. А так как воздух имеет вес, то он должен оказывать давление.

Опыт №4. Перевёрнутый стакан.

Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его листком бумаги. Плотно прикрыв его рукой, перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Почему это происходит?

Воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной.

Вывод: воздух оказывает давление во всех направлениях, даже снизу вверх.

Впервые это давление было измерено итальянским ученым, математиком и физиком Эванджелисто Торричелли. Он взял стеклянную трубку длиной 1 метр, запаянную с одного конца, наполнил ее полностью ртутью и перевернул, опустив открытый конец в чашку со ртутью К удивлению окружающих, из трубки вылилась лишь не большая часть ртути. В трубке остался столбик ртути высотой 76 см (760 мм). Торричелли утверждал, что столбик удерживается атмосферным давлением. Именно ему впервые пришла эта мысль.

В 1644 итальянский физик Э. Торричелли изобрел ртутный барометр, отличающийся высокой точностью. Торричелли был учеником Галилея и в своем изобретении использовал его разработки.

Предположение:

Но если воздух имеет вес и давит на нас с такой огромной силой, то почему же мы не чувствуем этой тяжести?

Подумав, я предположил: это происходит только потому, что в организме человека тоже есть воздух, и он давит изнутри с такой же силой. А если воздух есть в организме, значит, он есть и во всех других веществах. Проверим.

Я опустил в стакан с водой комочек сухой земли. Вскоре появились пузырьки.

Может ли воздух гореть?

Предположение: затрудняюсь сказать, но думаю, что нет.

Проверим.

Я зажёг свечу. Накрыл её банкой так, чтобы свеча полностью оказалась под ней. Свеча горит. Но пройдет несколько секунд и пламя свечи погаснет. Почему? Потому что под банкой не осталось воздуха – он сгорел. Значит, воздух является продуктом горения.

Что же происходит при нагревании воздуха?

Предположение:

При нагревании воздух расширяется, становится легче и поднимается вверх.

Опыт. Наливаю в стакан воду и подкрашиваю её марганцем. Беру колбу с узким горлышком и опускаю конец трубки в стакан с водой. Нагреваю колбу теплом своих рук. Из трубки, опущенной в воду, выходят пузырьки.

Вывод: воздух при нагревании расширяется.

Теперь накрываю колбу тряпочкой, смоченной в холодной воде. Выделение пузырьков прекратилось и часть воды зашло в трубочку.

При охлаждении воздух сжимается.

Благодаря свойству воздуха расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении, образуется ветер.

«Ветер, ветер! Ты могуч,

Ты гоняешь стаи туч,

Ты волнуешь сине море,

Всюду веешь на просторе»

А. С. Пушкин

Кто подгоняет ветер?

Кто заставляет воздух лететь с места на место, иногда за тысячи километров?

Ну конечно же это солнце. Оно греет не только наш двор, но и всю округу на сотни километров. Воздух становится всё теплее и легче. Он поднимается вверх. А в это время где-то стоит холодная погода. Воздух там холоднее, следовательно, тяжелее. Вот массы холодного воздуха устремляются туда , где теплее, где тёплый воздух освободил им место.

Главная причина образования ветра – это разница в атмосферном давлении над разными участками земной поверхности. Ветер всегда дует из области с высоким атмосферным давлением к области, где атмосферное давление ниже. Чем больше разница в атмосферном давлении, тем сильнее ветер, тем больше его скорость

Ветер может дуть с разной силой, скоростью и иметь определённое направление.

Сила ветра при ураганах бывает очень велика. Однажды на мосту через р. Миссисипи ураганным ветром был сброшен в воду груженый поезд. В 1876 г. в Нью-Йорке ветром была опрокинута башня высотой 60 м, а в 1800 г. в Гарце было вырвано 200 тыс. елей. Многие ураганы сопровождаются человеческими жертвами.

У природы нет плохой погоды. Роль ветра в природе.

Проблемный вопрос: давайте представим, что во всём митре одинаковая температура и нет ветра. Что же может произойти?

Тучи остановились бы и начались засухи. Над городом повис бы дым.

Словом, плохая погода – это не так уж и плохо:

- ветер очищает воздух, он уносит из населённых пунктов газы, дым.

- ветер влияет на рельеф: сглаживает горы, создаёт новые формы.

Энергия ветра.

Ветер по морю гуляет

И кораблик подгоняет.

Он бежит себе в волнах

На раздутых парусах.

Ветер – это движение воздуха, а всё, что движется, обладает энергией.

Энергия ветра сыграла немаловажную роль в развитии человека. Начиная с древних времен люди использовали энергию ветра как в мирных, так и в военных целях. За 5 тысячи лет до рождения Христа древние египтяне использовали ветер, чтобы переплывать Нил на лодке с помощью паруса. Так было изобретено парусное судно. Именно благодаря парусным кораблям были сделаны все великие географические открытия. Особую роль в истории, но уже не в мирных целях, сыграл скандинавский вариант использования ветра. В 9 столетии нашей эры на лёгких парусных судах викинги пересекли Северное море и терроризировали Западную Европу. Местному населению трудно было им противостоять. Появление легких и быстрых лодок приводило всех в ужас.

Ветер заставлял работать ветряные мельницы. Существует мнение, что еще до нашей эры в Китае была изобретена ветряная мельница. Но подтвержденные сведения про использование энергии ветра в бытовых целях дошли до нас из Персии. Персы использовали ветер и ветряные мельницы, чтобы молоть зерно, примерно за 200 лет до н. э. На сегодняшний день Европа стоит на первом месте по использованию энергии ветра. Особенное развитие и использование ветроэнергетика приобрела в Германии, Дании и Испании. Развитие технологий использования энергии ветра приводит к тому, что многие страны перешли с одиночных установок ветряных «мельниц», до образования многогектарных «ветровых полей», на которых на близком расстоянии друг от друга устанавливаются сотни ветряков. Так создаются так называемые ветровые фермы.

Ситуация с ветроэнергетикой в нашей стране, такой богатой на ветра и поля, оставляет желать лучшего. И если до 60х годов были неплохие результаты эксплуатации энергии ветра, то после был сделан упор на строительство ГЭС, ТЭС и АЭС. И только после ряда проблем и аварий на крупных АЭС уже в 90х годах ученые смогли достучатся до правительства с предложениями о внедрении безопасной добычи энергии с возобновляемых источников Но экономический кризис 90х годов не дал возможности для развития этой отрасли в нашей стране. А спустя несколько лет были полностью забыты все разработки в этой сфере. Для того, чтобы сейчас продолжить внедрение ветровых установок, придется начать все с самого начала или позаимствовать у более развитых стран уже работающие технологии.

Мы всю свою жизнь сталкиваемся с работой ветра, но мало кто из нас задумывался о том, каковы причины возникновения ветра, какова его деятельность и какое значение он имеет в нашей жизни.

Ветру всегда придавалось большое значение, ветер всегда был символом перемен и новшеств, даже в народных поговорках и фразеологизмах ветру отводилось не последнее место: бросать слово на ветер; ветер в голове; ветреный человек и так можно очень долго продолжать.