Hava; Dünya’yı çevreleyen, çoğunluğu azot ve oksijenden müteşekkil, renksiz ve kokusuz gaz kütlesidir. Hava tüm canlılar için hayati öneme sahiptir. Hayvanlar, bitkiler ve insanlar havasız bir ortamda yaşayamazlar. Havada devamlı bulunan ve çoğunlukla miktarları değişmeyen gazlar azot, oksijen ve diğer asal gazlardır.
Atmosferde aynı sıcaklık ve nem özelliklerini taşıyan hava parçalarına hava kütlesi denir. Hava kütleleri oluştukları ve geçtikleri yerlerin izlerini taşırlar. Ekvatoral bölgeden gelen hava kütleleri sıcak ve nemli iken, kutuplardan gelen hava kütleleri soğuk ve kurudur.
Hava çeşitli gazlardan meydana gelmiş bir karışımdır. Hava, dünyamızı bütün üzerindekilerle beraber çepeçevre örter. Gözle görünmez ama her tarafı örter, en ince deliklerden geçer ve bütün boşlukları doldurur.
Hava başlıca iki gazdan, oksijen ile azottan meydana gelmiştir. Ayrıca içinde su buharı, karbondioksit, çok düşük oranda da diğer bazı gazlar ve çok ince tozlar bulunur. Kendisini meydana getiren gazları birbirlerinden ayırmak için havayı soğuk ve basınç altında sıvı hale getirmek gerekir. Böylece art arda meydana gelen buharlaşma olayı neticesi azot, oksijen gibi gazlardan başka, düşük oranda bulunan neon, argon, kripton ile helyum ayrı ayrı elde edilmiş olur. Sıvı hava o kadar soğuktur ki, (Sıfırın altında 200 derece) çelik fabrikalarında çok dayanıklı olması istenilen çeliklere su vermekte kullanılırlar.
HAVADAKİ GAZLARIN ORANI:
Azot – % 78,1
Oksijen – % 20,9
Argon – % 0,93
Karbondioksit – % 0,03
Neon – %0,0015
Helyum – %0,0005
Kripton – %0,00011
Ksenon – %0,000008
Bu oranlarda su buharı gösterilmemiştir. Su buharı %3-5 oranında değişiklik gösterir. Havanın su buharı oranına göre yukarıdaki miktarlar azalır.
Havanın 1 litresinin ağırlığı 1,293 gramdır. Hava içindeki oksijen her çeşit yanma olaylarını sağlayan gazdır. Saf oksijen içinde yanma olayları şiddetlenir. Bu nedenle azot hava içinde oksijen oranını azaltarak yanma hızını ayarlar. Hava yalnız oksijenden meydana gelseydi bütün canlı ve cansız tabiat yanardı.
SIVI HAVA
Havanın sıvı hale getirilebilmesi Alman mühendis Linde’nin yaptığı bir makine ile mümkün olmuştur. Linde makinesinde, hava birkaç basamakta olmak üzere 150-200 atmosfer basınca bastırılır; bu arada ısınan gaz soğutulur. Üzerindeki, baskı birden bire kaldırılınca gaz moleküllerinin büyük baskıdan kurtulmasıyla, genişlemeleri bir iş meydana getirir. Bu iş için moleküller gerekli ısı enerjisini birden dış ortamdan alamayarak kendi içlerinden alırlar, gaz karışımı şiddetle soğuyarak sıvı hale geçer. Endüstride hava sıvılaştırılmasından daha çok oksijen elde etmekte kullanılır.
Sıvı hava saydamdır, -195 derecedir. Böyle çok soğuk ortamların organik cisimler üzerindeki etkileri önemlidir. Mesela bir et parçasını, bir çiçeği, bir lastik parçasını sıvı hava içinde soğuttuktan sonra çekiçle cam gibi kırabiliriz.
HAVANIN KULLANIM ALANLARI
Balon, zeplin, uçak, paraşüt, çeşitli yelkenliler, yel değirmeni, hava pompası, tulumba, barometre, kompresör, tabanca, rüzgar, kaynak, sifon, nefesli müzik aletleri, otomobil lastikleri, elektrik süpürgeleri, vantilatörler, damlalık, vb.dir.
Hava bir bileşim değil, bir gazlar karışımıdır. Bu durum en kesin şekilde hava sıvı hale getirilerek anlaşılır. İşlem yapılırken önce belirli bir sıcaklıkta oksijen, daha düşük başka bir sıcaklıkta azot gazı sıvı haline geçer. Bu olay havanın bir bileşim değil bir karışım olduğunun gösterir. Çünkü hava bir bileşim olsaydı aynı sıcaklık derecesinde hepsi birden ya gaz haline geçer, ya da sıvılaşırdı.
Hava yaklaşık 1/5 oranında oksijen, 4/5 oranında azot gazı karışımıdır. Bu konu Lavoisier’in deneyiyle anlaşılır. Lavoisier bu deneyle kimya bilimindeki yanlış bir kuramı yıkmıştır.
LAVOİSİER DENEYİ
Karni adı verilen boynu eğri bir balonun içine bir miktar civa konur ve altından ısıtılır. Karninin ucu küçük bir su havuzu üzerinde ters kapatılmış fanus içine sudan geçirilerek sokulur. Civa, ısındığı süre içinde oksijenle birleşerek kırmızı civa oksidi meydana getirir. Bu olay, fanustaki oksijen bitinceye kadar sürer. En sonunda su fanus içinde baştaki hacminin 1/5 i kadar yükselir, ondan sonra sabit kalır. Civa bundan sonra ne kadar ısıtılırsa ısıtılsın, başka bir değişime uğramaz. Civanın ağırlığı fanustan eksilen oksijenin ağırlığı kadar artmıştır. Kalan gaz içine yanan bir cisim sokulunca yanma devam edemez. Bu gaza azot adı verilir.
ATMOSFER
Yerküreyi saran gaz kütleye atmosfer adı verilmektedir. Atmosferdeki hava tabakasının kalınlığı 150 km’dir. Atmosferin diğer adı hava küredir. Bunun sadece 12 km’si canlıların yaşamasına elverişlidir. Yeryüzünden uzaklaştıkça hava tabakasının yoğunluğu azalır. Atmosfer, yerkürenin etrafında adeta düzenleyici ve koruyucu bir örtü şeklindedir.
Atmosferin katmanlarını belirleyen en önemli etken sıcaklıktır. Yerçekimi dolayısıyla havanın yeryüzüne yaptığı ağırlık “hava basıncı” olarak tanımlanır. Atmosferi oluşturan hava kütlesinin %99’u 32 km’nin altındadır.
Atmosfer sabit ve değişken gazlardan oluşur. Azot ve oksijen atmosferdeki gazların %99’unu oluşturur. Her ikiside insan yaşamı için gereklidir. Ancak bu gazların hava ve hava olaylarına etkisi çok azdır. Atmosferi oluşturan gazların yerden 80 km’ye kadar temel özellikleri değişmez. Bu bölge homosfer olarak adlandırılır. 80 km’nin üzerinde ise atmosferik gazlar molekül ağırlıklarına göre ayrışır, bu tabakaya da heterosfer denir. Atmosfer içerisindeki dikey sıcaklık değişimleri, atmosferin yere yakın 10-12 kilometresinde önemli meteorolojik olaylara sebep olur.
Yer çekimi sayesinde tutulan atmosfer, büyük ölçüde gezegenin iç katmanlarından kaynaklanan gazların yanardağ etkinliği ile yüzeye çıkması sonucu oluşmakla birlikte, gezegenin tarihi boyunca Dünya dışı kaynaklardan da beslenmiş ve etkilenmiştir. Dünya’nın atmosferi, basınç ve yoğunluk açısından diğer yer benzeri gezegenlerden Mars’a göre yaklaşık 100 kat daha büyük, Venüs’e göre ise yaklaşık 100 kat daha küçük bir gaz kütlesini ifade eder. Ancak bileşim açısından bu iki gezegenin atmosferlerinden çok farklı olduğu gibi, Güneş Sistemi içinde de eşsizdir.
Atmosfer veya Gazyuvarı, yerkürenin etrafını saran ve çoğunlukla gaz ve buharlardan oluşan bir örtüdür.
ATMOSFERİN OLUŞUMU
Atmosfer, dünyamızı çevreleyen, güneşten gelen enerjinin hızlı bir şekilde uzaya geri dönmesini önleyen ve canlılar için yaşamsal önem taşıyan gaz kütlesine denir. Bilim adamları, dünyamızın yaklaşık 5 milyar yıl önce oluştuğuna inanmaktadırlar. Dünyanın oluşumundan sonraki ilk 500 milyonlu yıllarda atmosferin su buharı ve gazlardan oluştuğu düşünülmektedir. 3.5 milyar yıl öncesinde ise, atmosferin muhtemelen karbondioksit (CO2), karbonmonoksit (CO), su buharı (H2O), azot (N2) ve hidrojen (H2) gibi gazlardan oluştuğu varsayılmaktadır.
ATMOSFERİN ÖNEMİ
1. Güneşten gelen zararlı ışınları tutar.
2. Yaşam için gerekli gazları bulundurur.
3. Dünyanın aşırı ısınma ve soğumasını engeller.
4. Güneş ışınlarının dağılmasını sağlayarak, gölgede kalan kısımların da aydınlanmasını sağlar.
5. Meteorolojik olayların görülmesini sağlar.
6. Işığı, sesi, sıcaklığı geçirir ve iletilmelerini sağlar.
7. Uzaydan gelen meteorların parçalanmasını sağlar.
ATMOSFERİN ÖZELLİKLERİ
1. Atmosferin alt katları daha sıcaktır çünkü atmosfer yerden yansıyan ışınlarla ısınır.
2. Atmosferin kalınlığı ekvatorda fazla, kutuplarda azdır.
3. Atmosferin yoğunluğu yerden yükseldikçe azalır.
4. Ağır gazlar alt tabakalarda, hafif gazlar üst tabakalarda toplanmıştır.
5. Her zaman bulunan ve miktarı değişmeyen gazlar ;%78 Azot,%21 Oksijen gazlarıdır.
6. Her zaman bulunan ve miktarı değişen Su buharı ve Karbondioksittir.
7. Her zaman bulunmayanlar ise tozlar ve ozondur.
8. Atmosfer saydam ve renksizdir. Ancak atmosferin içerisinde bulunan su buharı Güneş’ten gelen ışınları bir prizma gibi kırarak beyaz ışınların mavi görünmesine sebep olur. Atmosferin bu mavi görünümü okyanus ve denizlerin üzerine yansıyarak aslında renksiz olan su kütlelerinin mavi görünmesine sebep olur.
Atmosferdeki gazların oranlarının değişmesi iklim üzerinde bir takım değişikliklere neden olur.
Örneğin atmosferin % 0.03’nü oluşturan CO2’in iki katına çıkması halinde yeryüzünde sıcaklık artar. CO2’in yarıya düşmesi halinde yeryüzünde sıcaklık azalır.
ATMOSFERİN KATMANLARI
Yerçekiminin etkisi ile iç içe katmanlardan meydana gelmiştir. Yoğunlukları farklıdır.
1. Troposfer
En alt tabakadır. Alt kısımlarında iklim olayları görülür. Gazların %75i buradadır.
2. Stratosfer
Su buharı yoktur. İklim olayı görülmez ve sıcaklık değişimi yok gibidir (-45º). Yerçekimi azdır.
3. Mezosfer (Şemosfer)
Hava hareketleri görülmez. İki tabaka arası Ozon tabakası vardır. (Ultraviyole ışınları burada tutulur).
4. İyonosfer
+250º kadardır. Radyo sinyallerini ileten katmandır.
5. Ekzosfer
En son ve en geniş katmandır.
ATMOSFERİN FAYDALARI
İklim olayları meydana gelir.
Canlı yaşamı için gerekli gazları ihtiva eder.
Güneşten gelen zararlı ışınları tutar.
Dünyanın aşırı ısınıp-soğumasını önler.
Dünya ile birlikte dönerek, sürtünmeden oluşabilecek yanmayı önler.
Meteorların parçalanmasına neden olur.
Güneşin yansıma yapmasını sağlayarak, her yeri aydınlatır.