¿Qué
es el aire?
El aire no es
más que una mezcla de una serie de gases. El aire atmosférico se compone de
nitrógeno, oxígeno, que es la sustancia que permite la vida de animales y
humanos, dióxido de carbono, vapor de agua y pequeñas cantidades de otros
elementos (argón, neón, etc.). A mayor altura en la atmósfera el aire también
contiene ozono, helio e hidrógeno. Normalmente, cuando el viento no sopla, no
sentimos el aire que nos rodea. Pero tan pronto como el aire empiece a
soplar, seremos capaces de sentir las moléculas de aire en nuestra cara.
¿De qué está compuesto el aire?
El aire que
respiramos se compone de los siguientes gases:
Nitrógeno (N2)
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78%
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Oxígeno (O2)
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20%
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Gases nobles
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1%
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Dióxido de carbono (CO2)
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0,03%
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Agua (H2O)
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0,97%
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La cantidad de agua que
se encuentra en el aire es muy variable. Cuando en el aire están presentes
grandes cantidades de agua, otros elementos están presentes en menores cantidades.
Cuando la cantidad de aire es baja, los otros gases están presentes en
mayores cantidades. La cantidad de agua en el aire puede elevarse hasta un 4
%. El mínimo porcentaje de agua en el aire es del 0.5 %. El agua presiona a
los gases presentes más cerca unos de otros, de forma que pueda ocupar el
suficiente espacio.
Cuando la cantidad de agua en el aire es muy baja, el aire se denomina
“seco”. El peso de 22,4 dm3 de
aire seco es 28,96 gramos. Cuando el aire contiene suficientes cantidades de
agua se le llama húmedo. El aire húmedo es más pesado que el aire seco.
Aparte de los
elementos que hemos mencionado, también hay otros elementos presentes en el
aire. Sin embargo, los porcentajes de estos elementos son muy bajos.
En el aire se pueden encontrar aerosoles. Estos son partículas de polvo que
son arrastradas de la superficie de La Tierra por el viento, o emitidas
durante las actividades volcánicas. Cuando tienen lugar procesos de
combustión, las partículas de cenizas y suciedad también acaban en el aire.
La composición
del aire varía enormemente con la altura. Por encima de los 90 kilómetros
sobre la superficie de La Tierra las moléculas de oxígeno se rompen y solo
quedan átomos de oxígeno. Por encima de los 100 kilómetros por encima de la
superficie de La Tierra, las moléculas de nitrógeno también se rompen. A esta
altura, el aire no tiene la composición del aire que conocemos. Allí la
atmósfera es completamente diferente.
¿Qué son los gases?
Todos los
elementos químicos pueden presentar diferentes estados (fases) en los cuales
pueden ser encontrados. Aparte de gaseoso, un elemento puede ser también
sólido o líquido. Al agua se le llama hielo cuando es sólida, moja cuando es
líquida y cuando es gaseosa es simplemente gas o vapor.
Cuando las temperaturas aumentan, las moléculas de una sustancia se alejarán
flotando, es por eso que la sustancia se vuelve gaseosa y menos visible.
Debido a este cambio de fase, el aire no es visible.
Cuando las temperaturas bajan, las moléculas están más juntas y la sustancia
finalmente se vuelve sólida. La temperatura a la cual tienen lugar los
“cambios de estado” es diferente para cada sustancia.
¿Dónde encontramos aire en La Tierra?
Podemos decir
que se puede encontrar aire en cualquier parte de La Tierra menos donde haya agua.
El aire se encuentra incluso en la capa superficial de La Tierra, en el suelo.
El aire no solo se encuentra en La Tierra, sino también alrededor de La
Tierra en una capa de aire llamada atmósfera. A la atmósfera se la puede
dividir en capas separadas, dependiendo de la temperatura y la altura. Estas
capas no están separadas claramente por límites rectos; se desbordan
gradualmente unas a otras.
La primera
capa de aire, la más cercana a La Tierra, es llamada troposfera. Esta capa
tiene una altura de 11 kilómetros. Si nos movemos por la troposfera, las
temperaturas caerán 6 ó 7 grados por kilómetro y debido a esto el tiempo en
La Tierra está principalmente determinado por las circunstancias de la
troposfera.
La capa superior de la troposfera se llama “tropopausa”. Cerca de la
Antártida, la tropopausa se encuentra a 8-10 kilómetros sobre La Tierra.
Sin embargo, en el Ecuador la tropopausa se encuentra más arriba, a 17-18
kilómetros sobre La Tierra.
La segunda
capa de aire, sobre la troposfera, se llama estratosfera. Las temperaturas
dejan de descender en la parte baja de este estrato. La temperatura allí es
de alrededor de –55 grados Celsius.
En la alta estratosfera las temperaturas aumentan hasta los cero grados
Celsius a 47 kilómetros sobre La Tierra.
Dentro de la estratosfera las radiaciones solares crean ozono (O3) a partir de oxígeno (O2), a entre 20 y 30
kilómetros sobre la superficie de La Tierra. Debido a esta reacción, esta
parte de la estratosfera es llamada a veces “ozonosfera”. La parte superior de
la estratosfera se llama estratopausa.
La tercera
capa de aire se llama mesosfera. Esta capa se puede encontrar por encima de
los 52 kilómetros sobre la superficie de La Tierra. La parte superior de la
mesosfera se llama mesopausa. Dentro de la mesosfera, las temperaturas
vuelven a descender. La temperatura en la mesosfera ronda los –90 grados
Celsius.
La cuarta capa
de aire, la termosfera, está situada por encima de los 90 kilómetros sobre la
superficie de La Tierra. Las temperaturas se elevan enormemente en esta capa,
haciendo que la mayor temperatura sea superior a los 1000 grados Celsius. La
densidad del aire es muy baja en esta capa, provocando que las fuerzas entre
las moléculas desaparezcan casi completamente.
Las moléculas más ligeras pueden escapar a través de la parte más baja de la
termosfera, la exosfera. La exosfera no tiene un borde bien definido, porque
se desvanece en el espacio.
Los 90
kilómetros inferiores son a menudo llamados “hemisfera”, porque la
composición del aire es bastante constante. Todo el aire sobre esta capa es
llamado “hidrosfera”, porque el aire tiene una composición muy diferente en
este área.
¿Qué tipos de aire existen?
Cuando una
elevada cantidad de aire tiene igual humedad y temperatura, es considerada
como un tipo separado de aire. El tipo de aire debe cubrir un área horizontal
de mil kilómetros. La altura de un tipo de aire puede variar de 100 metros a
cubrir la troposfera entera.
Un tipo de aire se forma cuando una masa de aire ha estado circulando de 3 a
9 días, en un área localizada completamente sobre tierra o mar, donde el
viento no sopla. Dentro de este área la masa de aire recibe sus propiedades
específicas. Sobre la tierra estas áreas pueden ser desiertos o sabanas.
Tan pronto como el aire abandona el área, sus propiedades específicas
desaparecerán despacio y finalmente desaparecerán por completo.
Los tipos de aire que han recibido sus propiedades específicas en un área
sobre el mar son mucho más húmedas que los tipos de aire que han recibido sus
propiedades específicas sobre la tierra. Los tipos de aire que se forman
sobre los océanos se llaman tipos marinos de aire y los tipos de aire que se
forman sobre la tierra se llaman tipos continentales de aire.
Podemos
distinguir 4 tipos básicos distintos de aire, que pueden dividirse en tipos
continentales y marinos:
1. Aire
ecuatorial. Las temperaturas son de entre 25 y 30 grados Celsius y su
contenido de humedad es alto.
2. Aire
tropical. El aire marino tropical tiene un alto contenido de humedad y una
temperatura de unos 25 grados Celsius. El aire continental tropical tiene
bajo contenido de humedad y una temperatura de más de 50 grados Celsius.
3. Aire polar.
El aire polar marino es siempre húmedo y es relativamente caliente en en
invierno y frío en verano. El aire polar continental es muy frío y seco en
invierno. Las temperaturas pueden bajar por debajo de los –50 grados Celsius.
En verano este tipo de aire es templado, pero muy seco.
4. Aire
ártico. Este tipo de aire es muy frío. La única diferencia entre aire ártico
marino y continental es que el aire ártico marino es menos frío en invierno
que el aire ártico continental.
¿Qué es el viento?
El viento es
básicamente aire que está en movimiento. El aire se mueve como consecuencia
de los varios tipos de presión del aire en La Tierra. La dirección y fuerza
del viento pueden variar muchísimo. A la fuerza del viento se le hace
normalmente referencia con los puntos cardinales.
La fuerza del viento se expresa por un número llamado número de Beaufort, en
la escala Beaufort. La fuerza del viento siempre se determina a diez metros
sobre el suelo
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Actividades para entregar
1. Explica las
características del aire
2. Realiza un gráfico de
torta sobre la composición del aire.
3. Explica la diferencia de
los lugares en los que encuentras aire en la tierra.
4. Descifra el mensaje
ahora, inventa y escribe en tu cuaderno de biología un mensaje de conservación del aire
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