Är luft gjord av materia?

Är luft gjord av materia? För att passa in i standarddefinitionen av materien i vetenskapen måste luften ha massa och den måste ta plats. Du kan inte se eller lukta luften, så du kanske undrar om dess status. Matter är fysiskt material, och det är det grundläggande elementet i oss alla, hela livet och hela universum. Men... luft?

Ja, luft har massor och tar fysiskt utrymme, så, ja, luft är gjord av materia.

Ett sätt att bevisa att luft är gjord av materia är att spränga en ballong. Innan du lägger till luft i ballongen är den tom och formlös. När du puffar luft i den expanderar ballongen, så att du vet att den är fylld med något - luft tar upp utrymmet. Du kommer också att märka att en ballong fylld med luft sjunker till marken. Det beror på att tryckluft är tyngre än omgivningarna, så luften har massa eller vikt.

Tänk på hur du upplever luft. Du kan känna vinden och se att den utövar en kraft på bladen på träd eller en drake. Trycket är massan per volym per enhet, så om det finns tryck vet du att luften måste ha massa.

Om du har tillgång till utrustningen kan du väga luft. Du behöver en vakuumpump och antingen en stor volym luft eller en känslig skala. Väg en behållare fylld med luft och använd sedan pumpen för att ta bort luften. Väg behållaren igen och notera viktminskningen. Det bevisar att något med massa togs bort från behållaren. Du vet också att luften som du tog bort tog utrymme. Därför passar luft definitionen av materia.

Luft är faktiskt ganska viktig fråga. Målet i luften är det som stöder den enorma vikten av ett plan. Det håller också moln uppe. Det genomsnittliga molnet väger cirka en miljon pund. Om det inte fanns något mellan ett moln och marken skulle det falla.

Luft är ett exempel på den typ av materia som kallas gas. Andra vanliga former av materia är fasta och vätskor. Gas är en form av materia som kan ändra form och volym. Med tanke på den luftfyllda ballongen, vet du att du kan pressa ballongen för att ändra form. Du kan komprimera en ballong för att tvinga luften till en mindre volym, och när du hoppar upp ballongen expanderar luften för att fylla en större volym.

Om du analyserar luft, består den mest av kväve och syre, med mindre mängder av flera andra gaser, inklusive argon, koldioxid och neon. Vattenånga är en annan viktig komponent i luften.

Mängden ämne i ett luftprov är inte konstant från en plats till en annan. De lufttäthet beror på temperatur och höjd. En liter luft från havsnivån innehåller många fler gaspartiklar än en liter luft från en bergstopp, som i sin tur skulle innehålla mycket mer materia än en liter luft från stratosfären. Luften är tätast nära jordens yta. Vid havsnivån finns en stor luftkolonn som trycker ner på ytan, komprimerar gasen i botten och ger den en högre densitet och tryck. Det är som att dyka ned i en pool och känna att trycket ökar när du går djupare i vattnet, förutom att flytande vatten inte komprimeras nästan lika lätt som gasformig luft.

Även om du inte kan se eller smaka luften, beror det på att partiklarna är mycket långt ifrån varandra som en gas. När luft kondenseras till sin flytande form blir den synlig. Den har fortfarande inte en smak (inte att du kan smaka flytande luft utan att få frostskada).

Att använda mänskliga sinnen är inte ett definitivt test för huruvida något är viktigt eller inte. Till exempel kan du se ljus ännu det är energi och spelar ingen roll. Till skillnad från ljus har luft massa och tar plats.

• Slaktare, Samuel och Robert J. Charlson. "En introduktion till luftkemi." New York: Academic Press, 1972
• Jacob, Daniel J. "Introduktion till atmosfärisk kemi." Princeton NJ: Princeton University Press, 1999.