Er luft laget av materie?

Er luft laget av materie? For å passe inn i standarddefinisjonen av materie i vitenskapen, må luft ha masse og den må ta plass. Du kan ikke se eller lukte luften, så du lurer kanskje på dens status. Materie er fysisk materiale, og det er det grunnleggende elementet i oss alle, hele livet og hele universet. Men... luft?

Ja, luft har masse og tar fysisk plass, så ja, luft er laget av saken.

En måte å bevise at luft er laget av materie er å sprenge en ballong. Før du tilfører luft i ballongen, er den tom og formløs. Når du puster luft inn i den, utvides ballongen, slik at du vet at den er fylt med noe — luft tar opp plassen. Du vil også legge merke til at en ballong fylt med luft synker ned til bakken. Det er fordi trykkluft er tyngre enn omgivelsene, så luften har masse eller vekt.

Tenk på måtene du opplever luft på. Du kan kjenne vinden og se at den utøver en kraft på bladene på trær eller en drage. Trykket er masse per enhetsvolum, så hvis det er trykk, vet du at luften må ha masse.

Hvis du har tilgang til utstyret, kan du veie luft. Du trenger en vakuumpumpe og enten et stort volum luft eller en sensitiv skala. Vei en beholder fylt med luft, og bruk deretter pumpen til å fjerne luften. Vei beholderen igjen og merk nedgangen i vekt. Det beviser at noe med masse ble fjernet fra containeren. Du vet også at luften du fjernet tok plass. Derfor passer luft til definisjonen av materie.

Luft er faktisk ganske viktig sak. Saken i luften er det som støtter den enorme vekten til et fly. Det holder også skyer oppe. Den gjennomsnittlige skyen veier omtrent en million pund. Hvis det ikke var noe mellom en sky og bakken, ville den falt.

Luft er et eksempel på typen stoff kjent som gass. Andre vanlige former for materie er faste stoffer og væsker. Gass er en form for materie som kan endre form og volum. Med tanke på den luftfylte ballongen, vet du at du kan klemme ballongen for å endre form. Du kan komprimere en ballong for å tvinge luften til et mindre volum, og når du spretter ballongen, ekspanderer luften til å fylle et større volum.

Hvis du analyserer luft, består den stort sett av nitrogen og oksygen, med mindre mengder av flere andre gasser, inkludert argon, karbondioksid og neon. Vanndamp er en annen viktig komponent av luft.

Mengden materie i en luftprøve er ikke konstant fra et sted til et annet. De tetthet av luft avhenger av temperatur og høyde. En liter luft fra havnivået inneholder mange flere gasspartikler enn en liter luft fra en fjelltopp, som igjen vil inneholde mye mer stoff enn en liter luft fra stratosfæren. Luften er mest tett nær jordoverflaten. Ved havnivå er det en stor luftkolonne som presser seg ned på overflaten, komprimerer gassen i bunnen og gir den en høyere tetthet og trykk. Det er som å dykke ned i et basseng og føle at trykket øker når du går dypere i vannet, bortsett fra at flytende vann ikke komprimerer nesten like lett som gassformig luft.

Selv om du ikke kan se eller smake på luften, skyldes det at partiklene er veldig langt fra hverandre som en gass. Når luft kondenseres til sin flytende form, blir den synlig. Det har fortsatt ikke en smak (ikke at du kunne smake flytende luft uten å få frostskader).

Å bruke menneskelige sanser er ikke en definitiv test for om noe er noe eller ikke. For eksempel kan du se lys ennå det er energi og ikke saken. I motsetning til lys, har luft masse og tar plass.

• Slakter, Samuel og Robert J. Charlson. "En introduksjon til luftkjemi." New York: Academic Press, 1972
• Jacob, Daniel J. "Introduksjon til atmosfærisk kjemi." Princeton NJ: Princeton University Press, 1999.