Охрана атмосферного воздуха от загрязнений. Экологический вечер(часть 1)

В.А.БУДАРИНА,
учитель химии
(г. Шахты, Ростовская обл.)


Охрана атмосферного воздуха
от загрязнений
Экологический вечер

Цель вечера. Рассмотреть экологические и нравственные проблемы охраны земной атмосферы.

Действующие лица. Ведущие (девушка и юноша), юные экологи – Маша, Даша, Максим и Данила (учащиеся начальной школы), воздух (ученик), исследовательские группы историков, химиков, физиков, инженеров, биологов и экологов.

ХОД ВЕЧЕРА

Открывается занавес. На сцене стол с двумя стульями для ведущих. В зале стулья для зрителей стоят по периметру. Середина зала свободна. По углам зала находятся столы, на которых таблички с названиями исследовательских групп. За столами сидят представители соответствующих групп (по 4 человека). Звучит музыка. За стол садятся ведущие.

Ведущая. Дорогие друзья, здравствуйте!

Ведущий. Мы приветствуем всех и начинаем наш экологический вечер «Охрана атмосферного воздуха от загрязнений».

Ведущая. Сегодня мы с вами познакомимся с удивительным невидимкой, имя которому…

Из-за кулис в зрительный зал под веселую музыку выходят четверо юных экологов. Зрители аплодисментами дружно встречают гостей.

Ведущий. Не понимаю, почему к нам на вечер для старших классов пришли эти «мелкие». Кто их сюда пригласил?

Ведущая. И совсем они не «мелкие», а, по-моему, очень даже миленькие – это юные экологи. Знакомьтесь! Это Даша и Данила, Маша и Максим. Я их пригласила к нам на вечер. Прости, что не успела тебя предупредить.

Ведущий. Да, эффект неожиданности тебе удался. Что ж, начнем вечер, а то с твоими гостями мы забыли назвать даже имя удивительного невидимки, которому посвящен наш вечер.

За сценой раздается голос.

Воздух.

Очень жаль, что без огня
Вы не видите меня,
Тихий или громкий звук
Без меня и нем, и глух.
И живете вы беспечно,
Жизнь Земли храню я вечно,
Я ваш самый верный друг.
Назовите имя вслух.

Ведущая. Что за чудо? Это дух?

Ведущий.

Нет, теперь сюрприз за мной.
Это – Воздух наш земной!

Данила. Я немного испугался.

Даша. Невидимка нам признался.

Максим. Его трудно увидать.

Маша.

Но зато мы все им можем
Замечательно дышать!

Данила. Я замечательно дышу.

Даша. Я прекрасно дышу.

Максим надевает прищепку на нос, а Маша на нос и рот.

Максим. Я задыхаюсь.

Маша. А я – задыхаюсь и отключаюсь (падает в обморок).

Ведущая.

Вот как просто доказали,
Что без воздуха едва ли
Проживешь и пять минут.

Юные экологи встают и прищепки отдают ребятам.

Ведущий. Итак, мы выяснили, что воздух – самое жизненно необходимое вещество на нашей планете. Недаром в фантастическом романе Александра Беляева «Продавец воздуха» злоумышленник пытается подчинить себе весь мир, завладев не золотом, не оружием, а воздухом Земли.

Данила. А когда люди поняли, что все, что кажется нам пустым, на самом деле заполнено нашим замечательным Воздухом-невидимкой?

Ведущая. Смотрите, на наш вечер пришли ученые-эксперты.

Максим. По-моему, с этим вопросом надо обратиться к группе историков.

Юные экологи дружно следуют к столу историков за разъяснениями.

1-й историк. Древнегреческий философ Анаксимен (585–525 до н.э.) первым предположил, что воздух является основным элементом, из которого состоят тела. Другой древнегреческий философ и ученый Аристотель говорил своим ученикам: «Природа не терпит пустоты».

2-й историк. Аристотель правильно считал, что воздух, которым мы дышим, мгновенно заполняет любую пустоту. Но делал неправильный вывод, что сам по себе воздух ничего не весит.

3-й историк. И эта ошибка просуществовала почти полторы тысячи лет, прежде чем итальянский ученый Г.Галилей предположил, что воздух имеет свою собственную массу, хотя и очень маленькую.

4-й историк. Например, чистый воздух без пыли, дождя или дыма легче воды почти в 800 раз. Один наперсток воды весит больше, чем целый литр воздуха.

Даша. Спасибо большое за интересные исторические сведения о воздухе.

Маша. А кто же доказал практически, что воздух имеет массу?

Максим. И еще возникает вопрос, почему мы не чувствуем, что воздух давит на Землю?

Ведущий. На эти вопросы вам смогут компетентно ответить наши физики-эксперты.

Юные экологи шествуют к столу группы физиков.

1-й физик. Известно с давних времен, что воздух не только окружает нас на Земле, но и вся наша планета окружена слоем воздуха – земной атмосферой. Атмосфера – это воздушная оболочка Земли. То, что воздух давит на Землю и на каждого из нас с вами, сумел доказать Э.Торричелли – ученик Галилея. Он придумал способ, как измерить давление воздушного слоя на поверхность планеты.

2-й физик. Выяснилось, что на каждый квадратный сантиметр Земли давит более одного килограмма расположенного над ним столба воздуха. Силу атмосферного давления оригинально и очень наглядно продемонстрировал изобретательный инженер Отто фон Герике из немецкого города Магдебурга, где он был бургомистром.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рисунок Гаспара Шотта «Магдебургские полушария»

Юные экологи. Расскажите подробнее, что же он сделал?

3-й физик. Рано утром на площадь перед городской ратушей соседнего городка Регенсбурга привезли два больших медных котла с литыми скобами на днищах. На глазах собравшихся горожан рабочие сложили котлы вместе так, что из них получился большой медный шар. Затем при помощи мощного насоса рабочие откачали из этого шара воздух. Края котлов были так точно подогнаны друг к другу и так тщательно отполированы, что наружный воздух проникнуть в этот шар уже не мог.

Юные экологи. Как интересно! А дальше что – люди стали разрывать эти половинки?

4-й физик. Далее идет самый впечатляющий момент этого великолепного эксперимента. К каждому полушарию припрягли по четыре коня-тяжеловоза и потянули полушария в разные стороны. Но как ни размахивали кнутами кучера, их могучие лошади так и не смогли оторвать одно полушарие от другого.

Юные экологи. Потрясающе! Что же мешало этим сильным коням разорвать такой шарик?

Раздается голос Воздуха из-за кулис.

Воздух.

Разрешите этот опыт
Объяснить мне самому.
Слышу ржанье, конский топот,
Но усилия такие не приводят ни к чему...

Откачал из шара воздух
Замечательный насос,
Что за сила так скрепила
Этот странный круглый воз?
Почему два полушара
Так сцепились – не разнять?

Восемь лошадей им мало.
Что за сила? Как понять?
Потому что атмосфера
Давит с силою такой.
Это значит – для примера,
Получает ваше тело
От меня по десять тонн!!!

Ведущая.

Это все, как страшный сон?
Или все же наяву,
Ничего я не пойму!

Ведущий. Что, скажи, тебя смущает?

Ведущая.

Не смущает, а пугает…
Нежный, легкий, а как слон,
Давит с силой в десять тонн!
Я подумала, что вдруг
Превращусь в лепешки круг...
Почему же наше тело
Не раздавит атмосфера?

Воздух.

Потому что организмы
Мной пропитаны надежно.
Каждый орган и сосуд
Изнутри с такой же силой
Вовне давление несут!

Ведущий. Если я правильно вас понял, господин Воздух, все наше тело, каждая клеточка организма пронизаны тем же самым воздухом, и он давит изнутри с такой же силой, как и снаружи. Оба эти давления уравновешивают друг друга, и поэтому мы не замечаем силы в десять тонн, с которой атмосферный воздух давит на нас.

Воздух. Вы совершенно верно все поняли.

Ведущая. С атмосферным давлением мы разобрались. Теперь, думаю, нужно перейти к следующей страничке нашего вечера, а именно – выяснить химический состав воздуха.

Даша. А каков состав атмосферы Земли?

Маша. Какие ученые занимались изучением атмосферного воздуха?

Данила. Почему в воздухе доля кислорода по массе больше, чем по объему, а у азота обратная зависимость?

Максим. Какими опытами можно определить содержание кислорода в воздухе?

Ведущий. По этим вопросам, надеюсь, исчерпывающей информацией владеет экспертная группа химиков.

Юные экологи направляются к столу группы химиков.

1-й химик. Воздух – это смесь различных газов, важнейшими из которых являются азот (78%), кислород (21%), аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%). На долю всех остальных газов – водорода, гелия, неона, криптона, ксенона, радона – приходятся лишь сотые доли процента. Под действием солнечной радиации молекулы газов распадаются на атомы. Атомы кислорода могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона. Максимальная концентрация озона находится на высоте 20–25 км, формируя озоновый слой, который защищает нашу планету от губительного ультрафиолетового излучения Солнца. Молекулы газов, составляющих воздух, находятся в постоянном движении, но удерживаются силой земного тяготения.

2-й химик. Однако, чтобы прийти к таким результатам, ученым понадобилось проделать множество экспериментов. Такие исследования стали возможны только с середины XVIII в., после того как английский ботаник С.Гейлс изобрел остроумное устройство для собирания газов, которое получило название «пневматическая ванна». В 1772 г. знаменитый шведский химик К.Шееле исследовал состав воздуха. Были открыты главные части атмосферного воздуха: кислород, который он называл «огненным воздухом», и азот, названный «испорченным воздухом». Химические результаты Шееле описал в фундаментальном труде «Химический трактат о воздухе и огне», который был опубликован только в 1777 г.

3-й химик. Азот открыл Даниэль Резерфорд в 1772 г. В 1774 г. английский химик Дж.Пристли при нагревании оксида ртути обнаружил появление газа, который поддерживает горение свечи. Шееле и Пристли открыли кислород, но парадокс заключается в том, что ученые не смогли сделать правильные выводы из своих опытов, т.к. были в плену флогистонной теории.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Книга К.В.Шееле «Химический трактат о воздухе и огне»

4-й химик. Подлинное определение химической природы кислорода и правильное объяснение опытов Пристли было дано выдающимся французским химиком Антуаном Лораном Лавуазье. Лавузье подверг критике теорию флогистона. «Природа никогда не создает чего-либо из ничего, а материал в природе никогда не исчезает», – настоятельно повторял великий ученый. И в 1774 г. он блестяще доказал, что «жизненный» и «удушливый» газы, входящие в состав воздуха, на самом деле являются индивидуальными, простыми веществами. Он предложил для удушливого газа современное название «азот» (безжизненный).

1-й химик. В 1785 г. английскому физику и химику Г.Кавендишу удалось провести опыт, на основе которого впоследствии были открыты инертные газы, входящие в состав воздуха.

2-й химик. Открытие инертных газов произошло в течение очень короткого времени – с 1894 по 1898 гг. В 1895 г. из уранового минерала клевеита был выделен гелий. В 1898 г. из воздуха были выделены криптон, неон, ксенон.

3-й химик. Относительная молекулярная масса кислорода равна 32, а азота – 28. Относительная молекулярная масса воздуха равна 29. Кислород тяжелее воздуха, поэтому его массовая доля в воздухе больше объемной, а азот немного легче воздуха, поэтому его массовая доля меньше объемной.

4-й химик. Если нагреть какой-нибудь металл, например цинк, в закрытом сосуде, заполненном воздухом, то весь кислород прореагирует с металлом и объем уменьшится примерно на 1/5, следовательно, содержание кислорода в воздухе составляет около 1/5, или 20%.

Даша. Дорогие знатоки!

Данила. Вы прекрасно рассказали об истории представлений о воздухе.

Маша. Доказали, что воздушная оболочка имеет массу и давит на Землю и на нас с вами.

Максим. Показали исторический ход развития идей, химических исследований и их обоснований по изучению состава воздуха.

Ведущая. Мы услышали голос самого господина Воздуха и его воспоминания об участии в историческом эксперименте с «магдебургскими полушариями».

Ведущий. А сейчас исследовательские группы задают загадки юным экологам.

Загадки

• Воет, свистит,
Ветки ломает,
Пыль поднимает,
С ног всех сбивает.
Слышишь его,
Да не видишь его.

(Ветер.)

• Никто его не видит,
А всякий его слышит.
Без крыльев, а летит оно,
Без языка – кричит.

(Эхо.)

• В небе тучи растревожит,
Дождь пригонит промывной,
Лодке парусной поможет,
Засвистит в трубе печной...
Побывал везде на свете
Озорной, веселый...

(Ветер.)

• На зов ответит звоном,
На слово – тем же словом,
На смех ответит смехом...
Оно зовется…

(Эхом.)

• Живет без тела,
Говорит без языка,
Никто его не видит,
А всякий слышит.

(Эхо.)

• Что всегда стремится в небо
И никогда не падает на землю?

(Дым.)

• Старая старуха,
Без ног,
Без рук,
На стену ползет.

(Пыль.)

• Чего из избы не выгонишь?

(Пыль.)

Ведущий. А теперь поговорим о некоторых свойствах воздуха.

Ведущая. Юные экологи хотят провести с гостями нашего вечера викторину. Если гости сами не смогут ответить на вопросы, то они могут привлекать ученых экспертов из разных групп.

Вопросы викторины юных экологов

Даша. Почему ветер дует?

Данила. Ты задаешь какие-то детские вопросы! Веточки деревьев качаются – ветерок получается, так ведь?

Маша. Это ты отвечаешь как самый маленький и несмышленый ребенок!

Максим. Ребята, я надеюсь, что вы знаете правильный ответ на этот вопрос!

(О т в е т. Ветер – это воздух. Воздух всегда находится в движении над землей. А движение происходит потому, что воздух бывает теплый и холодный. Теплый воздух – более легкий, поднимается вверх, а холодный – более тяжелый, стелется понизу и всегда стремится занять освободившееся место.)

Даша. Что такое эхо? Почему и как оно возникает?

(О т в е т. В образовании эха снова главную роль играет воздух! Вы крикнули – и воздух заколебался; всякое звучащее тело колеблется, и от него в разные стороны по воздуху распространяется волна, а когда она достигает нашего уха, мы слышим звук.)

Маша. Всегда ли мы можем услышать эхо?

(О т в е т. Эхо можно услышать далеко не всегда и не везде. Для этого нужны определенные условия: 1) препятствие, на которое натыкается звуковая волна; 2) это препятствие должно находиться на достаточном расстоянии, таком, чтобы звуковая волна вернулась к вам не раньше, чем через одну десятую секунды.)

Максим. Почему небо голубое?

(О т в е т. Это солнечный луч окрашивает воздух высоко над нашей головой! Солнце посылает на нашу землю свои лучи, но им приходится пробиваться через толстый слой атмосферы, которая окутывает Землю. А солнечный лучик многоцветный, он состоит из семи цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового. И вот когда этот многоцветный луч проходит через толстый слой атмосферы, частицы воздуха рассеивают, «разбрызгивают» все цвета солнечного спектра. Но больше всего, сильнее всего рассеиваются фиолетовая, синяя и голубая части. Поэтому небо в хорошую солнечную погоду голубого цвета. Голубое небо – это голубые «брызги» солнечного семицветного луча!)

Данила. Почему лист зеленый?

(О т в е т. В листе находится хлорофилл, он зеленого цвета. Он поглощает все цвета солнечного спектра, кроме зеленого. Зеленый луч он отражает, и мы видим лист зеленым.)

Ведущий. Ребята, по-моему, вы очень толково ответили на все вопросы юных экологов. Наиболее активным из вас в конце вечера будут вручены памятные медали «Знаток воздуха».

Ведущая. Ребята, мы познакомились с воздухом, его составом и некоторыми свойствами, а теперь я предлагаю поговорить о том, какую пользу приносит человеку воздух. О профессиях воздуха нам хочет рассказать группа инженеров.

Юные экологи под музыку направляются к столу группы инженеров.

1-й инженер. Со времен знаменитого опыта Герике с «магдебургскими полушариями» инженеры усовершенствовали различные насосы и стали их активно применять в различных сферах жизни человека. Например, пожарные подъезжают к любой речке или пруду, опускают в воду шланги, включают мощные насосы и заполняют цистерны водой, а затем брандспойты бьют десятками струй по огню и заливают пламя.

2-й инженер. В начале XIX в., когда не было еще телефонов, английские инженеры изобрели пневматическую почту. Между зданием биржи и центральным телеграфом были проложены трубы, в которые вставлялись срочные депеши в специальных патронах, похожих на пенал. Разреженный воздух всасывал патрон и гнал его на телеграф.

Мы все знаем мыльницу на присосках. Такие большие присоски с откачанным воздухом используют на конвейерах, для переноски телефонных кинескопов и других деталей.

3-й инженер. Для разгрузки барж с зерном раньше использовали подъемные краны. Но на смену им также пришел «умный» разреженный воздух. На баржу перекидывают с берега широкий брезентовый хобот пневматического перегружателя, диспетчер включает механизм, и труба высасывает из трюма зерно. А на соседних причалах также освобождают трюмы с песком или углем. Пылесос, доильный аппарат, хлопкоуборочная машина… Эти механизмы основаны на одном и том же принципе – мотор откачивает воздух и засасывает в шланг пыль, кусочки мусора, молоко или нежный пушок хлопка… Интересно, что история создания велосипеда тоже связана с работой воздуха.

Юные экологи. Разрешите нам рассказать эту историю. Мы сочинили шуточные стихотворения, слушайте.

Данила.

Колесо изобрести –
Это скажем – полпути,
А вот чтобы колесо
Вдруг тебя бы повезло?!

Даша.

На такой вопрос – ответ:
Создан был велосипед!
Обтянули колесо
Резиной, чтобы не трясло.

Максим.

Но увы – сие спасало
Седоков весьма премало…
По булыжной мостовой
Ехать больно – хоть ты вой!

Маша.

«Костоломом» сей предмет
Называли много лет.
Надо было спорт любить,
Чтоб мученья те сносить!

Данила.

Это было в воскресенье.
«Надоели мне мученья.
Не могу я так кататься!
Папа, сделай, чтоб брыкаться
Перестал мой конь железный», –
Попросил отца сын слезно.

Даша.

Жаль отцу сыночка стало,
Сад в то время поливал он,
Шланг с водой вокруг колес
Прикрутил, чтоб сына слез
От езды той не бывало.

Максим.

К сожаленью, это мало
Пользы сыну принесло.
Тряски меньше, но везло
Тяжелее колесо.
И вращать – ох, мочи нет!
«Папа! Есть другой ответ?»

Маша.

Думал папа всю неделю,
Как его родной сынок
Покрутить педали б смог.

Данила.

Колесо чтоб легче стало,
В трубку воздух накачал он,
Вентиль, клапан и насос.
«Получи, молокосос,
Легкий свой велосипед
И кати на нем без бед!»

Даша.

Так Денлоп – ветеринар шотландский
Сыну и людям помог прекрасно!

(Окончание следует)