الهواء، ذلك الخليط الرائع من الغازات المحيط بنا والذي يبدو لنا بلا شكل أو لون، يحمل بين طياته قصة مذهلة. دعونا نستكشف بعضاً من مكوناته باستخدام تجربة علمية سهلة ومتاحة لكل شخص مهتم باستكشاف العالم من حوله.

الأدوات اللازمة:

* كأس زجاجي شفاف

* شمعة صغيرة

* ماء ملون (أو يمكنك إضافة صبغة إلى الماء)

* صحن صغير

* عود ثقاب

هدف التجربة:

التحقق من تواجد الأكسجين وثاني أكسيد الكربون (CO₂) ضمن تكوين الهواء.

خطوات التنفيذ:

1. أولاً، استخدمي عود الثقاب لتبدأ تشغيل الشمعة وضعها برفق داخل الصحن.
2. بعد ذلك، اسكبي كمية محدودة من الماء الملون داخل نفس الصحن بحيث تغطي قاعدة الشمعة ولكنه ليس كثيف بما يكفي ليصل إلى اللهب مباشرة.
3. الآن، هنا تأتي الخطوة المهمة! اقلب الكوب فوق الصحن بشكل مباشر فوق الشمعة ولكن بدون لمسها. سوف ترين تدفق المياه الملونة نحو الأعلى بسبب تأثير الفرق في الضغط.

شرح العملية:

الشمعة بحاجة للأكسجين للحفاظ على اشتعالها؛ فهي تمتص كل الأكسجين المتوافر داخل الكوب بسرعة كبيرة مما يؤدي لانخفاض مستوى الضغط الداخلي فيه بالمقارنة مع الخارج. نتيجة لذلك، وطبقا لمبادئ الفيزياء الأساسية التي تقضي بانتقال المواد ذات الضغط المنخفض إلى تلك ذات الضغط المرتفع، تبدأ المياه في الانتشار داخل الكوب بدلا من الأكسجين المحترق والذي يغادر عبر الفتحات الصغيرة الموجودة حول جوانب الكوب أثناء احتراق الشمعة. عندما يتم امتصاص جميع الأكسجين من قبل الشمعة، فإنها لن تستطيع الاستمرار في الاحتراق وستطفأ*. وهذا يشير إلى دور الأكسجين الحيوي في عمليات الاحتراق.

بالإضافة إلى ذلك، بينما تقوم الشمعة باستهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون كمنتج جانبي لحرق الوقود، يمكن أيضا فهم طبيعة هذا الغاز الأخف وزنًا مقارنة بالأكسجين من خلال مراقبة كيفية تصرف الماء الملون داخل الكوب. إن زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون الناجم عنه نتاج عملية الاحتراق سيتسبب بانخفاض إضافي في الضغط العام داخل الكوب مقارنة بالضغط المحيط بفضل وزنه الأقل نسبيًا مقارنة بالأكسجين وباقي غازات الهواء الأخرى. إنه نموذج ممتاز لإظهار كيف يعمل نظام الدورة الدموية للغلاف الجوي تحت ظروف مختلفة تحت ظروف أخرى.

أهمية معرفة مكونات الهواء:

إن دراسة وتحديد التركيب الدقيق للهواء ليست مجرد مسعى أكاديمياً خالصًا. فالغوص بعمق لفهم عناصر مثل الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون له تطبيق واسع المدى يتعلق بكافة مجالات الحياة اليومية والتغيرات المناخية والمحافظة على الصحة العامة وحماية البيئة وصيانة حياة البر والبحر والكائنات الحية المختلفة التي تعتمد عليه لبقاء وجودها. مثلاً، للنباتات قدرتها الفريدة على استخدام الطاقة الشمسية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد عضوية أساسية تحتاج لها للتغذية الذاتية - وهذه الخاصية تعادل دورة مغلقة أساس حياتنا جمعاء ونموها المستدام.

قائمة المركبات الرئيسية في الهواء:\*

1. الأكسجين: العنصر الثالث وفرة على سطح الأرض ويتألف بنسبة حوالي ٢١٪؜ منه، وهو أمر حيوي جدا لجسم البشر كونّه المسؤول عن دعم العمليات الانسانيه والحياة بكل أشكالها المختلفة سواء كانت نباتيه أم حيوانيه أم بشرية .

إنتاج هذا النوع يتم بطريقة طبيعية بواسطة النباتات والتي تحدث خلال الليل نهارا بناءphotolysis ،وهذا يعني انه يحدث فقط اثناء تعرض اشعه UV للشمس ايضا يوجد مصدر آخر مهم للأكسجين وهو مياه البحر حيث تحتوي علي كميات كبيره من الطحالب التي تعمل كذلك كمصادر غذائية هامه لهذه الغازات.

2.النيتروجين: يشكل الجزء الأكبر بمعدلات كنسبة وصلت الي %٧٨ وهي اعلي المعدلات بين اغلب molecule الموجودة بهذا الغاز ذو الوزن الخفيف والمستقر للغاية رغم تعداد ذراته الأربع لكنه قابل للاستعمال الغذائي لدى بعض أنواع الأحياء البحرية والدقيقة المسماة "أشباح النار" التي تستخدمه بصفته مصدراً رئيسياً للعناصر الغذائية الاساسيه الخاصة بها .

٣.ثانى أوكسيد Carbon Dioxide: يعد أقل توفران بين أغلبية الاخرى حيث لا تتعدى نسبته الإجمالية ١٠٠٠ جزئية لكل مليون جزئية وهم عبارة عن مخلفات صدرت عن بصمة انبعاثات الكربون العالمية المعاصره منها مصادر حيويه وانسانیه وكذلك المشاريع التجارية الصناعيه ومرافعات تولد الكهرباء وكلما ارتفع معدلها أصبح أثاره السلبيه واضحه فوريا لمنظومة الارض وما عليها وعلى الرغم إنها تفوق خطرها اللحظي إلا أنها تعد موضع اهتمام عالمي لتنظيم مستويات انتشار مستقبلية وتحسين اجراءات حاليه مرتبطه بوسائل تخزين واستخدام المزيد المنتجة حديثاً كتلك المستخدمه فى تصنيع مواسير واتصالات جديدة لمراكز بيانات وعقد توليدي وابنية مدن ذكية ..الخ \\\ \\*

٤-Hydrogen Gas- : يحتوي تركيز محدود جدأ لاتزيد عن واحد نقطةٍ ملعقةٍ مليونيْْ ابجريداد انتاجاته بيولوجيًا وفي المقابل احتمالي ظهور مجموعات اصطناعيه ذات اهداف مختلفه اما لاستخدامه كطاقه مؤقت أو جزء من تطويرات تكنولوجيك جديده عامّة وغالبٱ ترتبط بادلة علوم مشابهه‌ اتصال كهرومغناطيسية وشبه موصلة الاعوام المقبل\\\\\\\ \\