در کتاب علوم سوم ابتدایی، مهمترین گازی که همه موجودات زنده برای تنفس و زنده ماندن به آن نیاز دارند، گاز اکسیژن نام دارد.
محیط اطراف ما از مواد مختلفی تشکیل شده است که به سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارند. هوایی که در تمام لحظات زندگی آن را استشمام میکنیم، مخلوطی از گازهای گوناگون است. هر کدام از این گازها نقش خاصی در طبیعت بر عهده دارند، اما گاز اکسیژن به دلیل پیوند مستقیم با حیات و زندگی جانداران، جایگاه ویژهای در مباحث علوم دبستان دارد.
تعریف گاز اکسیژن به زبان ساده برای کلاس سوم
برای درک بهتر مواد اطرافمان، لازم است ویژگیهای فیزیکی این گاز حیاتی را بشناسیم. برای دانشآموزان پایه سوم ابتدایی، ویژگیهای اصلی اکسیژن را میتوان در سه بخش خلاصه کرد:
اکسیژن یکی از گازهای اصلی تشکیلدهنده هوا است که رنگ، بو و مزه خاصی ندارد؛ به همین دلیل با چشم دیده نمیشود اما تمام فضای اطراف کره زمین را پر کرده است.
اگر کل هوای اطراف زمین را به پنج قسمت مساوی تقسیم کنیم، حدود یکپنجم آن (یعنی ۲۱ درصد) از گاز اکسیژن تشکیل شده است.
برخلاف سنگ که جامد است یا آب که حالت مایع دارد، اکسیژن به شکل گاز است و ذرات آن به آزادی در همه جا حرکت میکنند.
چرا اکسیژن مهمترین گاز برای موجودات زنده است؟
انسانها، جانوران و گیاهان بدون وجود این گاز نمیتوانند حتی برای چند دقیقه به زندگی خود ادامه دهند. دلیل این اهمیت بالا در فرآیندهای درونی بدن جانداران نهفته است:
وقتی ما عمل دم را انجام میدهیم و هوا را به داخل سینههایمان میکشیم، اکسیژن موجود در هوا از طریق ریهها وارد خون میشود. خون این گاز را به تمام سلولهای کوچک و بزرگ بدن میرساند. سلولها با استفاده از اکسیژن، مواد غذایی که خوردهایم را میسوزانند و آن را به انرژی حرکتی و گرمایی تبدیل میکنند. بدون اکسیژن، بدن توانایی تولید انرژی برای دویدن، فکر کردن و رشد را نخواهد داشت.
نکته مهم: گیاهان نیز مانند انسانها و جانوران برای زنده ماندن سلولهای خود به تنفس اکسیژن نیاز دارند و فکر نکنید که آنها فقط گازهای دیگر را مصرف میکنند!
آزمایش شمع و لیوان؛ اثبات وجود اکسیژن در هوا
در کتاب علوم سوم ابتدایی، یک آزمایش جذاب برای درک بهتر نقش این گاز طراحی شده است. این آزمایش نشان میدهد که اکسیژن علاوه بر تنفس، یک ویژگی بسیار مهم دیگر نیز دارد: کمک به سوختن و روشن ماندن آتش.
مراحل و نتایج این آزمایش به شرح زیر است:
یک شمع کوچک را درون یک بشقاب یا ظرف کمعمق حاوی کمی آب روشن میکنیم. شمع در فضای اتاق به راحتی به سوختن خود ادامه میدهد.
یک لیوان شیشهای شفاف را به صورت وارونه روی شمع روشن قرار میدهیم تا راه ورود هوای اتاق به درون لیوان بسته شود.
پس از گذشت چند ثانیه کوتاه، شعله شمع آرامآرام ضعیف شده و کاملاً خاموش میشود. در همین حال، مقداری از آب ظرف به داخل لیوان بالا میآید.
نتیجه این آزمایش به ما ثابت میکند که برای روشن ماندن شعله آتش، وجود گاز اکسیژن الزامی است. وقتی لیوان را روی شمع میگذاریم، اکسیژن محدودی که درون لیوان وجود دارد توسط شعله مصرف میشود. به محض اینکه اکسیژن درون لیوان به پایان میرسد، شمع خاموش شده و جای خالی آن گاز مصرفشده با بالا آمدن آب جبران میشود.
یادگیری بهتر: این آزمایش به ما یاد میدهد که در هنگام آتشسوزی، یکی از بهترین راهها برای خاموش کردن آتش، رساندن پتوی خیس یا خاک به شعلههاست تا جلوی رسیدن گاز اکسیژن به آتش گرفته شود.
کارخانه تولید اکسیژن در زمین کجاست؟
شاید این سوال برای شما پیش بیاید که اگر همه جانداران در حال مصرف کردن این گاز هستند، چرا اکسیژن هوای زمین تمام نمیشود؟ پاسخ این سوال در فعالیت درختان و گیاهان سبز نهفته است.
گیاهان سبز با استفاده از نور خورشید، آب و گاز دیاکسید کربنی که در هوا وجود دارد، برای خود غذا درست میکنند. به این کار بزرگ گیاهان، «فتوسنتز» یا غذاسازی میگویند. خروجی و پاداش این کارخانه طبیعی برای زمین، تولید فراوان گاز اکسیژن پاک است. درختان اکسیژن ساختهشده را در هوا پخش میکنند تا ما و بقیه جانداران بتوانیم نفس بکشیم. به همین دلیل است که حفظ جنگلها و کاشتن درختان برای پاکیزه ماندن هوای زمین اهمیت بسیار زیادی دارد.
جمعبندی درس
جواب پیشنهادی: گاز اکسیژن نامرئی، بدون بو و بدون مزه است که یکپنجم هوا را تشکیل میدهد. این گاز دو کارکرد حیاتی دارد: تامین نیاز تنفس موجودات زنده و کمک به سوختن مواد. اصلیترین تولیدکنندههای این گاز در سیاره ما، گیاهان و درختان هستند.
پرسشهای متداول دانشآموزان
۱. کدام گاز بیشترین مقدار را در هوای اطراف ما دارد؟
گاز نیتروژن با اختصاص دادن حدود ۷۸ درصد از حجم هوا، بیشترین مقدار را دارد؛ اما چون نقش مستقیمی در زنده ماندن جانداران ندارد، عنوان مهمترین گاز حیاتی به اکسیژن تعلق میگیرد.
۲. آیا گیاهان شبها هم اکسیژن تولید میکنند؟
خیر، گیاهان برای تولید اکسیژن به نور خورشید نیاز دارند. در نتیجه، در طول شب فرآیند غذاسازی آنها متوقف میشود و خودشان مانند انسانها اکسیژن مصرف میکنند؛ البته مقدار اکسیژنی که در طول روز میسازند بسیار بیشتر از مصرف شبانه آنها است.
۳. کاربرد کپسولهای اکسیژن خالص در زندگی چیست؟
از گاز اکسیژن فشردهشده در کپسولها برای کمک به بیماران تنفسی در بیمارستانها، غواصان در زیر دریا، کوهنوردان در نوک قلههای بلند و فضانوردان در سفرهای فضایی استفاده میشود.
نظرات