Меню

Воздух смесь газов из которых состоит атмосфера земли

Воздух

Во́здух — естественная смесь газов, главным образом азота и кислорода, образующая земную атмосферу. Воздух необходим для нормального существования подавляющего числа наземных живых организмов: кислород, содержащийся в воздухе, в процессе дыхания поступает в клетки организма и используется в процессе окисления, в результате которого происходит выделение необходимой для жизни энергии (метаболизм, аэробы). В промышленности и в быту кислород воздуха используется для сжигания топлива с целью получения тепла и механической энергии в двигателях внутреннего сгорания. Из воздуха методом сжижения получают инертные газы. В соответствии с Федеральным Законом «Об охране атмосферного воздуха» под атмосферным воздухом понимается «жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений».

Химический состав

В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов, а не однородное вещество. [1]

Состав воздуха:

Вещество Обозначение По объёму, % По массе, %
Азот N2 78,084 75,50
Кислород O2 20,9476 23,15
Аргон Ar 0,934 1,292
Углекислый газ CO2 0,0314 0,046
Неон Ne 0,001818 0,0014
Метан CH4 0,0002 0,000084
Гелий He 0,000524 0,000073
Криптон Kr 0,000114 0,003
Водород H2 0,00005 0,00008
Ксенон Xe 0,0000087 0,00004

Состав воздуха может меняться: в крупных городах содержание углекислого газа будет выше, чем в лесах; в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее. В различных частях земли состав воздуха может варьироваться в пределах 1-3 % для каждого газа. [источник не указан 924 дня]

Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов.

Физические свойства

Физические свойства воздуха:

Параметр Значение
Средняя относительная молярная масса 28,98 г/моль
Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101325 Па)
Температура, °C Значение плотности, кг/м³
−25 1,424
1,2929
20 1,2047
225 0,7083
Средняя удельная теплоемкость при постоянном давлении cp 1,006 кДж/(кг·К)
Средняя удельная теплоемкость при постоянном объёме cv 0,717 кДж/(кг·К)
Показатель адиабаты 1,40
Скорость звука (при н.у.) 331 м/с (1193 км/ч) [2]
Средний коэффициент теплового расширения в интервале температур 0—100 °C 3,67·10 −3 1/К
Коэффициент динамической вязкости воздуха (при н.у.) 17,2 мкПа·с
Растворимость воздуха в воде 29,18 см 3 /л
Коэффициент теплопроводности воздуха при нормальном атмосферном давлении (101325 Па)
Температура, °C Значение теплопроводности, Вт/(м·К)
–173 0.00922
–143 0.01204
–113 0.01404
–83 0.01741
–53 0.01983
–23 0.02207
–3 0.02348
0,1 0.02370
7 0.02417
17 0.02485
27 0.02553
37 0.02621
67 0.02836
97 0.03026
Показатель преломления (при нормальных условиях) 1,0002926
Коэффициент изменения показателя преломления 2,8·10 −9 1/Pa
Средняя поляризуемость молекулы 2·10 −30
Константа Сатерленда Sat 171·10 −7

Воздух в философии

Первый символ – общепринятое изображение стихии воздух.
Второе – алхимический символ.
Третье изображение – триграмма воздуха в Книге Перемен.

Немецкий мыслитель Фридрих Вильгельм Ницше писал [источник не указан 144 дня] о воздухе, что это наивысшая и самая тонкая из материй. Из воздуха соткана свобода человека. Поэтому символ воздуха в первую очередь это символ свободы. Это свобода, для которой нет никаких преград, ведь воздух нельзя ограничить, нельзя поймать и придать ему форму. [источник не указан 144 дня]

Это символ не только физической, но и духовной свободы, свободы мысли. [источник не указан 144 дня]

Читайте также:  Почему тело закапывают в землю

Воздух в искусстве

  • Фантастический роман Продавец воздуха (1929 год, автор Беляев, Александр Романович) и одноимённая экранизация этого романа.
  • Одна из песен группы «Алиса» из альбома «Блок ада» (1987) называется «Воздух».
  • Одна из песен группы «Nautilus Pompilius» из альбома «Титаник на Фонтанке» (1993) называется «Воздух».

См. также

Примечания

Гелиокс — Нитрокс — Сжатый воздух — Тримикс
Экзотические дыхательные смеси: Аргокс — Аргонокс — Гидрокс — Гидрелиокс — Неокс — Неоквад

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Воздух» в других словарях:

ВОЗДУХ — (атмосферный и жилых помещении) Содержание: Состав воздуха. 495 Испорченный воздух. 49 7 Физические свойства воздуха Температура. . 500 Влажность. •. 500 Определение охлаждающей… … Большая медицинская энциклопедия

воздух — 1. ВОЗДУХ, а; мн. нет; м. 1. Смесь газов (преимущественно азота и кислорода), из которых состоит атмосфера Земли; дыхательная среда человека, живого организма. Давление, влажность, температура воздуха. Морской, горный, лесной в. Чистый в.… … Энциклопедический словарь

ВОЗДУХ — 1. ВОЗДУХ1, воздуха, мн. нет, муж. Сложное газообразное тело, составляющее атмосферу земли (физ.). Воздух состоит гл. обр. из кислорода и азота. || Земная атмосфера; то, чем дышит живое существо. Спертый воздух. Выйти подышать воздухом. Лесной… … Толковый словарь Ушакова

ВОЗДУХ — 1. ВОЗДУХ1, воздуха, мн. нет, муж. Сложное газообразное тело, составляющее атмосферу земли (физ.). Воздух состоит гл. обр. из кислорода и азота. || Земная атмосфера; то, чем дышит живое существо. Спертый воздух. Выйти подышать воздухом. Лесной… … Толковый словарь Ушакова

воздух — Атмосфера. Ср … Словарь синонимов

ВОЗДУХ — ВОЗДУХ, смесь газов, составляющая атмосферу Земли. Сухой воздух содержит азот (78,1% по объему у поверхности Земли), кислород (21%), благородные газы (0,9%), углекислый газ (0,03%) и др.; во влажном воздухе до 3% водяных паров. Масса (5,1… … Современная энциклопедия

Воздух — ВОЗДУХ, смесь газов, составляющая атмосферу Земли. Сухой воздух содержит азот (78,1% по объему у поверхности Земли), кислород (21%), благородные газы (0,9%), углекислый газ (0,03%) и др.; во влажном воздухе до 3% водяных паров. Масса (5,1… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ВОЗДУХ — смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли: азот (78,09% по объему), кислород (20,95%), благородные газы (0,94%), углекислый газ (0,03%); суммарная масса ок. 5,2.1015 т. Плотность 1,2928 г/л, растворимость в воде 29,18 см&sup3/л. Благодаря… … Большой Энциклопедический словарь

ВОЗДУХ — смесь газов, образующих атмосферу Земли и используемых для дыхания всеми сухопутными живыми организмами. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. ВОЗДУХ (В.) важный… … Экологический словарь

ВОЗДУХ — ВОЗДУХ, а, муж. 1. Смесь газов, составляющая атмосферу Земли. Струя воздуха. В воздухе носится или чувствуется что н. (перен.: заметно появление каких н. идей, настроений). Повиснуть в воздухе (перен.: о ком чём н., оказавшемся в неопределённом… … Толковый словарь Ожегова

ВОЗДУХ — одна из фундаментальных стихий мироздания. Как и огонь, В. соотносится с мужским, лёгким, духовным началом в противоположность земле и воде, относящимся чаще всего к началу женскому, тяжёлому, материальному. Становящийся доступным органам чувств… … Энциклопедия мифологии

Источник

ВОЗДУХ

ВОЗДУХ – смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли.

Тот факт, что воздух является не отдельным веществом, а смесью газов, первым доказал французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743–1794). В 1774 при прокаливании металлов в запаянной реторте он заметил, что с металлом соединяется только часть воздуха. На основании этого он сделал вывод, что воздух состоит из двух газов, из которых один может соединяться с металлом, а другой – нет.

Читайте также:  Математическая модель атмосферы земли

Эту гипотезу А.Лавуазье проверил в 1775, поместив некоторое количество ртути в реторту, изогнутое горло которой сообщалось с воздухом в стеклянном колоколе, погруженном в ртуть (рис. 1).

Лавуазье нагревал реторту чуть ниже температуры кипения ртути в течение 12 дней. По истечение этого времени поглощение ртутью воздуха с образованием красного оксида ртути HgO прекратилось, а объем воздуха в колоколе сократился более, чем на одну шестую часть. Оставшийся в колоколе газ гасил горящую свечу, мышь не могла в нем жить. Лавуазье назвал его азотом, т.е. непригодным для жизни. При прокаливании оксида ртути он вновь получил ртуть и газ, поглощенный ею из воздуха. В этом газе свеча горела с ослепительным блеском, а мышь чувствовала себя превосходно. Лавуазье назвал его «воздухом, пригодным для дыхания», а в 1777 – кислородом.

В 19 в. в воздухе нашли диоксид углерода, благородные газы (аргон, гелий, неон, криптон и ксенон), следовые количества метана, сернистого газа, монооксида углерода, озона, водорода, аммиака и других соединений азота.

Содержание кислорода и азота в воздухе определили французские химики Жан Батист Андре Дюма и Жан Батист Буссенго (1802–1887) в 1841. Они пропускали воздух, очищенный от паров воды и диоксида углерода над раскаленной медью. Увеличение массы меди соответствовало содержанию кислорода, а непрореагировавший азот взвешивался непосредственно.

Составляющие воздух газы можно разделить не только химическими, но и физическими методами. Для этого используют испарение жидкого воздуха. Первые холодильные машины для сжижения воздуха, работа которых была основана на принципе Джоуля – Томсона, были построены в 1890-х. Их главные части – два (или более) змеевика, расположенные один в другом (рис. 2)

По внутреннему узкому змеевику подается воздух под давлением в 200 атм, резко расширяющийся в нижней камере до давления в 20 атм. Этот охладившийся расширившийся воздух по наружному змеевику возвращается к компрессору и при этом охлаждает внутренний змеевик с находящимся в нем воздухом (под давлением 200 атм), который затем снова расширяется в той же камере, где охлаждается еще больше. Так продолжается до тех пор, пока воздух в камере не начнет сжижаться.

Возможность отделения азота от кислорода основана на том, что жидкий азот кипит при более низкой температуре (–195,8° С), чем кислород (–183,0° С), поэтому он испаряется первым. Затем из жидкого воздуха улетучивается аргон (т. кип. –185,9° С). Этим методом из воздуха можно выделить и другие газы. В 1896–1897 английский химик и физик Уильям Рамзай (1852–1916) при дробной перегонке сжиженного аргона получил еще четыре благородных газа.

В 1923 английский физик и химик Фрэнсис Уильям Астон (Нобелевская премия по химии, 1922) испарил 400 тонн жидкого воздуха, но никаких других газов, кроме открытых ранее, в нем не нашел.

Основными компонентами воздуха в нижней атмосфере являются азот N2, кислород O2 и аргон Ar.

СОСТАВ СУХОГО ЧИСТОГО ВОЗДУХА У ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

Кроме газов, указанных в таблице, атмосферный воздух содержит пары воды (0,002–4% по массе), а в приземном воздухе всегда есть большое количество взвешенных твердых и жидких частиц, образующих аэрозоли.

Современный состав воздуха сформировался в результате длительных эволюционных процессов в недрах Земли и на ее поверхности. Огромную роль в этом сыграла деятельность зеленых растений, животных и микроорганизмов.
Предполагают, что большое количество азота в воздухе появилось в результате окисления первичной аммиачно-водородной атмосферы Земли молекулярным кислородом, который сначала образовывался в результате диссоциации воды, а затем стал накапливаться у поверхности Земли в результате фотосинтеза (рис. 3).

Источниками благородных газов являются вулканические извержения и распад радиоактивных элементов. Аргон образуется в результате распада калия-40. Радон появляется при распаде радия, а гелий, ядра которого представляют собой альфа-частицы, является одним из продуктов многих стадий цепочек радиоактивных превращений, начинающихся от урана и тория.

Диоксид углерода попадает в атмосферный воздух во время извержений вулканов, при разложении карбонатных горных пород и органических веществ, а также в результате производственной деятельности человека. В последние десятилетия наблюдается неуклонный, хотя и небольшой рост содержания диоксида углерода в атмосферном воздухе.

Многочисленные газообразные вещества, находящиеся в воздухе в следовых количествах, образуются в результате вулканической деятельности, выделяются растениями и бактериями.
Развитие энергетики и промышленности оказывает все большее влияние на состав воздуха, особенно это заметно вблизи крупных предприятий и в больших городах. Больше всего загрязняющих газов (оксиды углерода, азота, серы) и аэрозолей образуется при сжигании топлива.

Плотность и давление атмосферного воздуха непрерывно меняются при увеличении расстояния от поверхности планеты. Воздушную оболочку Земли делят на тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу и экзосферу. Границы между ними называют соответственно тропопаузой, стратопаузой и т.д. (рис. 4).

Рис. 4. ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА с высотой. На врезке показано изменение концентрации газов в гетеросфере в зависимости от высоты.

До высоты 100 км состав воздуха почти не изменяется в результате интенсивного перемешивания. Состав воздуха в стратосфере и мезосфере почти такой же, как в тропосфере. Главное отличие – повышенное содержание озона, который образуется в результате фотохимических реакций на высоте около 30 км.
В стратосфере и более высоких слоях молекулы газов диссоциируют на атомы. На высоте 80 км полностью распадаются на атомы диоксид углерода и водород, выше 150 км – кислород, выше 300 км – азот. На расстоянии 100–400 км от поверхности Земли в ионосфере газ ионизуется: образуются ионы O2–, O2+, N2+. В верхних слоях атмосферы присутствуют свободные радикалы ОН*, НО2* и другие.

Выше 120 км воздух перемешивается так слабо, что существенным становится распределение химических частиц под действием гравитации. Поэтому ближе к Земле преобладают молекулярные и атомарные кислород и азот, а выше – водород и гелий, которые вследствие малого атомного веса, медленно рассеиваются в космическое пространство.

Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды (перевод с англ.). М., Мир, 1999
Добровольский В.В. Основы биогеохимии. Учеб. пособие для геогр., биол., геол., с.-х. спец. вузов. М., Высш. шк., 1998
Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. В 4-х кн. (перевод с англ.). М., Мир, 1995
Химия и общество (перевод с англ.). М., Мир, 1995

Источник

Adblock
detector
ГАЗ СОДЕРЖАНИЕ, %
по объему по массе
Na2