في الماضي، كان الناس عندما يغمى على شخص ويريدون التأكد هل هو حي أم لا، يضعون مرآة أمام أنفه. فإذا ظهر عليها ضباب فمعنى ذلك أنه يتنفس وبالتالي هو حي. فكيف يدل الضباب على التنفس؟ وما الذي يتغير في الهواء الذي نخرجه من صدرنا؟ هذا هو موضوع الدرس الثاني في التربية العلمية والتكنولوجية للسنة الرابعة ابتدائي بعنوان التنفس وتغير تركيب الهواء (الصفحتان 14 و15 من كتاب التربية العلمية). وهو درس مهم لأنه يربط بين معلومات التلميذ عن الهواء وعمل جسمه. تعرض هذه الصفحة تجربة المرآة، ثم مكونات الهواء، ثم مقارنة الشهيق والزفير، ثم تجربة ماء الجير، ثم أعضاء التنفس، وتنتهي بأخطاء شائعة وأسئلة محلولة.
تجربة المرآة
النشاط: نقرب مرآة باردة من أنف شخص يتنفس بهدوء.
الملاحظة: يتكون ضباب على سطح المرآة.
التفسير: الهواء الذي يخرجه الإنسان في الزفير يحوي بخار الماء، فإذا لامس سطح المرآة البارد تكاثف وتحول إلى قطرات دقيقة هي الضباب.
الاستنتاج: وجود الضباب دليل على أن الشخص يتنفس، أي أنه حي. وإذا لم يظهر الضباب فهذا يعني أنه لا يتنفس.
مكونات الهواء
الهواء الموجود في كل مكان خليط من غازات أهمها:
- غاز الأكسجين (ثنائي الأكسجين): ضروري للحياة وللاحتراق.
- غاز الأزوت (النيتروجين): وهو أكثر مكونات الهواء.
- غاز ثاني أكسيد الكربون (غاز الفحم): بنسبة ضئيلة جدًا في الهواء العادي.
- بخار الماء بنسب متغيرة.
الفرق بين هواء الشهيق وهواء الزفير
- الشهيق: إدخال الهواء إلى الرئتين عبر الأنف.
- الزفير: إخراج الهواء من الرئتين.
وبعد الزفير نكتشف أن تركيب الهواء تغير:
| الغاز | هواء الشهيق (الداخل) | هواء الزفير (الخارج) |
|---|---|---|
| الأكسجين | نحو 21% | أقل: نحو 16% |
| ثاني أكسيد الكربون | قليل جدًا: أقل من 1% | أكثر: نحو 4% |
| بخار الماء | قليل ومتغير | كثير (هواء رطب) |
الاستنتاج:
- جسمنا يستهلك جزءًا من الأكسجين الذي يدخل.
- جسمنا ينتج ثاني أكسيد الكربون الذي يطرد في الزفير.
- جسمنا يضيف بخار الماء إلى الهواء الخارج.
تجربة ماء الجير
الهدف: الكشف عن ثاني أكسيد الكربون في هواء الزفير.
الخطوات: نملأ كأسين ماء جير رائقًا. ننفخ بأنبوب في الكأس الأولى (هواء الزفير)، ونترك الكأس الثانية للمقارنة.
الملاحظة: يصبح ماء الجير في الكأس الأولى عكرًا (حليبيًا)، ويبقى الثاني رائقًا.
الاستنتاج: هواء الزفير يحوي ثاني أكسيد الكربون الذي يعكر ماء الجير.
أعضاء التنفس
يمر الهواء في الجهاز التنفسي عبر:
- الأنف: يدفئ الهواء وينقيه من الغبار بالشعيرات.
- القصبة الهوائية: أنبوب ينقل الهواء إلى الرئتين.
- الشعب الهوائية: تتفرع من القصبة وتنتهي بأكياس صغيرة في الرئتين.
- الرئتان: عضوان إسفنجيان تتم فيهما عملية تبادل الغازات: يمر الأكسجين إلى الدم ويخرج منه ثاني أكسيد الكربون.
وفي الشهيق يرتفع الصدر ويتسع القفص الصدري، وفي الزفير ينخفض ويضيق.
أهمية التنفس
- يزود الجسم بـالأكسجين اللازم لإنتاج الطاقة.
- يخلصه من ثاني أكسيد الكربون الضار.
- ولذلك نجد أن الإنسان يتنفس بسرعة أكبر عند الجري، لأن جسمه يحتاج إلى أكسجين أكثر.
نصائح للتنفس السليم
- التنفس من الأنف لا من الفم لأن الأنف ينقي الهواء ويدفئه.
- ممارسة الرياضة لتقوية الرئتين.
- تجنب التدخين والأماكن المليئة بالدخان.
- تهوية غرفة النوم.
أخطاء شائعة
- القول إننا نزفر الأكسجين وحده. الزفير فيه أكسجين أقل وثاني أكسيد كربون أكثر.
- القول إن الضباب على المرآة دخان.
- الخلط بين الشهيق (دخول) والزفير (خروج).
- القول إن هواء الشهيق لا يحوي ثاني أكسيد الكربون إطلاقًا.
- نسيان دور بخار الماء في هواء الزفير.
- القول إن الرئتين تنتجان الأكسجين.
أسئلة وأجوبة
س1: لماذا كانوا يضعون المرآة أمام أنف من أغمي عليه؟ ج: ليعرفوا هل يتنفس، فإذا ظهر الضباب فهو حي.
س2: ما سبب تكون الضباب على المرآة؟ ج: تكاثف بخار الماء الموجود في هواء الزفير على سطح المرآة البارد.
س3: بماذا يختلف هواء الزفير عن هواء الشهيق؟ ج: فيه أكسجين أقل وثاني أكسيد كربون أكثر وبخار ماء أكثر.
س4: ماذا يحدث لماء الجير عندما ننفخ فيه؟ ج: يتعكر لأن هواء الزفير يحوي ثاني أكسيد الكربون.
الشرح المصوّر
لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، تقدم بشرى أمل في قناة «راجع دروسك مع بشرة أمل» فيديو «التنفس وتغير تركيب الهواء، صفحة 14 و15 من كتاب التربية العلمية للسنة الرابعة ابتدائي» هذا الدرس في نحو ثلاث عشرة دقيقة، وتحل فيه التمرين الأول والثاني من صفحة «أتحقق من تعلماتي».