Atmosfera Ziemi nie zawsze była taka, jak dziś. Na początku otaczała nas chmura wodoru pewnie z domieszką pary wodnej metanu i amoniaku. Wybuchy wulkanów i deszcz asteroid zmieniły ją w złożoną głównie z azotu dwutlenku węgla i gazów szlachetnych. Tlen pojawił się w niej dopiero jakieś dwa i pół miliarda lat temu za sprawą fotosyntezujących cyjanobakterii czyli sinic, a akceptowalny poziom powyżej 15% osiągnął dopiero pod koniec prekambru. Oznacza to, że atmosfera podobna do naszej pojawiła się dopiero jakieś pół miliarda lat temu. Tlenu bywało w niej od tego czasu zarówno mniej, jak i więcej niż dziś. W szczytowym okresie tlenowym około 280 milionów lat temu jego zawartość przekraczała nawet 30%. Zdaniem paleontologów więcej tlenu to szybsza ewolucja. Kiedy nadmuchujesz balonik, piłkę albo materac, wypełniasz je powietrzem. Ale powietrzem, to znaczy czym dokładnie? Dzisiejszy uczeń bez trudu odpowie, że mieszaniną azotu, tlenu i paru innych gazów. Niektórzy potrafią nawet podać dokładne proporcje. Kiedyś fakt, że powietrze nie jest jednorodną substancją, wcale nie był taki oczywisty. Dopiero w 1774 roku Antoine Lavoisier przeprowadził pierwszą analizę składu powietrza, wydzielając z niego tlen i azot. Pójdziemy dzisiaj tropem jego badań i zrobimy doświadczenie, które powie nam co nieco o składzie powietrza. Potrzebujemy zlewki z wodą, świeczki i cylindra miarowego. Świeczkę wkładamy do zlewki z wodą i zapalamy. Przykrywamy miarowym cylindrem i obserwujemy, co się dzieje. Woda ze zlewki powolutku zaczyna podchodzić w górę cylindra. Gdy wypełni mniej więcej jedną piątą jego objętości - świeczka gaśnie. To świadczy o tym, że w cylindrze nie ma już gazu, który podtrzymywałby palenie. Wyjściowo zajmuje on właśnie około 20% objętości powietrza. Co się wydarzyło? Świeczka paląc się zużywa znajdujący się w cylindrze tlen. Kiedy tlen się kończy, świeczka gaśnie. Poziom wody podnosi się, gdyż zajmuje ona miejsce, które wcześniej zajmował tlen. I rzeczywiście, zawartość tlenu w powietrzu to około dwudziestu jeden procent. W pozostałych 79% aż 78% stanowi azot. Inne składniki powietrza, jak gazy szlachetne para wodna, tlenek węgla 4, tlenki azotu i siarki, stanowią łącznie tylko 1% jego objętości. O ile zawartość tlenu i azotu jest zazwyczaj stała, to pozostałe składniki są zmienne bo ich zawartość w powietrzu zależy między innymi od wilgotności czy zanieczyszczenia. Powietrze jest więc mieszaniną gazów. Wiemy już, czym jest powietrze i jaki jest jego skład. Zastanówmy się, jakie z tego składu wynikają właściwości. Powietrza nie widzimy i nie czujemy jego zapachu. Właściwie jego obecność odczuwamy głównie wtedy, gdy wieje wiatr. Ze względu na obecność tlenu podtrzymuje spalanie. Gdy weźmiemy pozornie pustą strzykawkę zatkamy kciukiem jej wylot i z całych sił naciśniemy tłoczek, uda nam się go przesunąć jednak później będzie on stawiał wyraźny opór. Ten opór świadczy o tym, że powietrze ma swoją gęstość i masę. Łatwo się o tym przekonać pompując balonik piłkę, materac turystyczny czy koło rowerowe. Im więcej powietrza wtłoczymy do środka tym trudniej nam pompować dalej, bo we wnętrzu piłki czy koła rośnie ciśnienie a z nim opór. Ten opór wystarcza, aby piłka zachowała kształt, na przykład po kopnięciu a rowerowe koła utrzymały Twój ciężar chroniąc felgi przed wyginaniem na wybojach. Powietrze nie przewodzi prądu elektrycznego. Nie jest też najlepszym przewodnikiem ciepła dlatego jeśli nie chcemy się poparzyć gorącą potrawą, dmuchamy na nią. Dzięki temu pozbywamy się izolującej warstwy gorącego powietrza. Całkiem nieźle natomiast powietrze radzi sobie z przenoszeniem dźwięku. Pewnie zdarzyło ci się oglądać filmy science fiction z efektownymi i głośnymi eksplozjami w przestrzeni kosmicznej. Musisz wiedzieć, że to tylko fikcja i wyobraźnia producentów, gdyż w rzeczywistości wybuchowi w próżni towarzyszyłaby jedynie... cisza. Dźwięk musi mieć w czym się rozchodzić. Na ziemi takim ośrodkiem jest właśnie powietrze. I choć nie jest to ośrodek najszybszy bo na przykład w wodzie dźwięki rozchodzą się szybciej, to dla naszych ludzkich uszu jest to ośrodek optymalny. Powietrze jest mieszaniną gazów. Składa się w 78% z azotu, w 21% z tlenu a 1% stanowią inne gazy, takie jak argon tlenek węgla 4 czy para wodna. To była spora dawka wiedzy. Czas zażyć trochę świeżego powietrza a po spacerze może skusisz się na kolejny ciekawy film?