Воздух

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Воздух
Изображение
Теплопроводность0,026 Вт/(м·K)
Динамическая вязкость18,5 микропаскаль-секунда
Показатель преломления1,00026825 ± 1,0E−8
Вид в ночное время
Схематичная иллюстрация
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Во́здух — смесь газов, главным образом, состоящая из азота и кислорода (в совокупности 98—99 % в зависимости от влажности, то есть концентрации водяного пара), а также аргона, углекислого газа, водорода, образующая земную атмосферу. Воздух составляет воздушную оболочку Земли и необходим для нормального существования аэробных 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, используя метод сжижения в детандере и ректификации воздуха, добывают инертные газы, а также азот и кислород, в том числе и в жидком виде для использования в криогенных установках (жидкий азот), либо же (жидкий кислород) в качестве окислительного компонента ракетного топлива для жидкотопливных ракетных двигателей. Также из воздуха получают и углекислый газ в различных формах для технических применений, в том числе и сухой лёд — твёрдую фазу углекислого газа, возгоняющуюся (испаряющуюся, минуя жидкую фазу) при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа).

Химический состав

Состав земной атмосферы по объёму, за исключением водяного пара

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

Химический состав осушённого воздуха :
ВеществоОбозначениеПо объёму, %По массе, %
АзотN278,08475,5
КислородO220,94623,15
АргонAr0,9341,292
Углекислый газCO20,030,046
НеонNe0,0018180,0014
КриптонKr0,0001140,0003[2]
МетанCH40,00020,000084
ГелийHe0,0005240,000073
ВодородH20,000050,00008
КсенонXe0,00000870,00004
Другие 0,007323

Состав воздуха может меняться в небольших пределах: в крупных городах содержание углекислого газа немного выше, чем в лесах; в высокогорье и на больших высотах концентрация кислорода немного ниже вследствие того, что молекулы кислорода тяжелее молекул азота и потому концентрация кислорода с высотой уменьшается быстрее.

Практически весь аргон, содержащийся в атмосфере воздуха, образовался в результате радиоактивного распада одного природного радионуклида — калия-40, встречающегося повсеместно и необходимого для поддержания жизнедеятельности живых организмов, в том числе и организма человека. Первичная атмосфера Земли практически не содержала аргона, также об этом свидетельствует и изотопный состав аргона — практически весь атмосферный аргон состоит из одного изотопа — аргона-40, доли остальных стабильных изотопов аргона ничтожно малы.


Воздух также содержит в очень малых количествах (относительно других компонентов) и радиоактивный инертный газ радон, правда, объемная активность воздуха может варьироваться в достаточно широких пределах, и зависит от близости относительно месторождений урана, а также от вентиляции помещения (при должной вентиляции объёмная активность становится существенно меньше), строительных материалов и от наличия в самом помещении например приборов с радиевой краской, или минералов, содержащих уран. Радон наряду с табакокурением является ведущей причиной рака лёгких, причём, нередко эти два фактора в плане канцерогенеза действуют синергетически, то есть взаимно дополняя и усиливая друг друга.

Существенное влияние на концентрацию газов в воздухе оказывает водяной пар, концентрация которого зависит от температуры, влажности, наличия и площади поверхности водоёмов, времени года, климата. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может содержать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов, а вблизи крупных водоёмов относительная влажность выше.

Физические свойства

Физические свойства воздуха:
ПараметрЗначение
Средняя молярная масса28,98 г/моль
Средняя удельная теплоёмкость при постоянном давлении cp1,006 кДж/(кг·К)
Средняя удельная теплоёмкость при постоянном объёме cv0,717 кДж/(кг·К)
Показатель адиабаты1,40
Скорость звука (при н. у.)331 м/с (1193 км/ч)[3]
Средний коэффициент теплового расширения в интервале температур 0—100 °C3,67⋅10−3 1/К
Коэффициент динамической вязкости воздуха (при н. у.)17,2 мкПа·с
Растворимость воздуха в воде29,18 см3/л
Показатель преломления (при стандартных условиях)1,0002926
Коэффициент изменения показателя преломления2,8⋅10−9 1/Pa
Средняя поляризуемость молекулы1,7⋅10−30
Константа Сатерленда Sat171⋅10−7

См. также Жидкий воздух

Воздух в философии

В философии Эмпедокла воздух (аэр) — это одна из четырёх стихий космоса, наряду с огнём, землёй и водой. В философии Аристотеля воздух относится к подлунным лёгким элементам.

Немецкий мыслитель Фридрих Вильгельм Ницше писал о воздухе, что это наивысшая и самая тонкая из материй. Из воздуха соткана свобода человека. Поэтому символ воздуха — это в первую очередь символ свободы. Это свобода, для которой нет никаких преград, ведь воздух нельзя ограничить, нельзя поймать и придать ему форму[4][5].

Это символ не только физической, но и духовной свободы, свободы мысли. Поэтому присутствие символов воздуха на какой-либо поверхности говорит о лёгкости мышления, свободе и непредсказуемости[6].

Воздух в искусстве

См. также

Примечания

  1. ↑ Gribbin, John. Science. A History (1543-2001). — L.: Penguin Books, 2003. — 648 с. — ISBN 978-0-140-29741-6.
  2. ↑ В.Г. Фастовский, А.Е. Ровинский, Ю.В. Петровский. Инертные газы. Изд. 2. — Москва: Атомиздат, 1972. — С. 6. — 352 с.
  3. ↑ Скорость звука // Физическая энциклопедия / под. ред. А. М. Прохорова. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 4.
  4. ↑ Ковальчук Т. Ю. Структура художественного пространства в лирике Д. С. Мережковского 1880—1900-х годов Архивная копия от 18 января 2015 на Wayback Machine // Вестник Челябинского государственного университета. Филология. Искусствоведение. — Вып. 49.— 2010. — № 34 (215). — С. 58.
  5. ↑ Энциклопедия символов, знаков, эмблем. / авт.-сост. В. Андреева и др. — М. : МИФ : АСТ, 2001. — С. 96—97.
  6. ↑ Воздух // Символы, знаки, эмблемы: Энциклопедия / авт.-сост. В. Э. Багдасарян, И. Б. Орлов, В. Л. Телицын; под общ. ред. В. Л. Телицына. — 2-е изд. — М.: ЛОКИД-ПРЕСС, 2005. — 495 с.

Ссылки