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).
| Воздух | |
|---|---|
 | |
| Теплопроводность | 0,026 Вт/(м·K) |
| Динамическая вязкость | 18,5 микропаскаль-секунда |
| Показатель преломления | 1,00026825 ± 1,0E−8 |
 | |
 | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Химический состав
править
В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов, а не простое вещество[1].
| Вещество | Обозначение | По объёму, % | По массе, % |
|---|---|---|---|
| Азот | N2 | 78,084 | 75,5 |
| Кислород | O2 | 20,946 | 23,15 |
| Аргон | Ar | 0,934 | 1,292 |
| Углекислый газ | CO2 | 0,03 | 0,046 |
| Неон | Ne | 0,001818 | 0,0014 |
| Криптон | Kr | 0,000114 | 0,0003[2] |
| Метан | CH4 | 0,0002 | 0,000084 |
| Гелий | He | 0,000524 | 0,000073 |
| Водород | H2 | 0,00005 | 0,00008 |
| Ксенон | Xe | 0,0000087 | 0,00004 |
| 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
править| Параметр | Значение | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Средняя молярная масса | 28,98 г/моль | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Средняя удельная теплоёмкость при постоянном давлении cp | 1,006 кДж/(кг·К) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Средняя удельная теплоёмкость при постоянном объёме cv | 0,717 кДж/(кг·К) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Показатель адиабаты | 1,40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Скорость звука (при н. у.) | 331 м/с (1193 км/ч)[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 см3/л | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Показатель преломления (при стандартных условиях) | 1,0002926 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коэффициент изменения показателя преломления | 2,8⋅10−9 1/Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Средняя поляризуемость молекулы | 1,7⋅10−30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Константа Сатерленда Sat | 171⋅10−7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
См. также Жидкий воздух
Воздух в философии
правитьВ 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
править- Фантастический роман «Продавец воздуха» (автор А. Р. Беляев, 1929 год) и одноимённая экранизация этого романа.
См. также
править
Примечания
править- ↑ Gribbin, John. Science. A History (1543-2001). — London: Penguin Books, 2003. — 648 с. — ISBN 978-0-140-29741-6.
- ↑ В.Г. Фастовский, А.Е. Ровинский, Ю.В. Петровский. Инертные газы. Изд. 2. — Москва: Атомиздат, 1972. — С. 6. — 352 с.
- ↑ Скорость звука // Физическая энциклопедия / под. ред. А. М. Прохорова. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 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.
- ↑ Энциклопедия символов, знаков, эмблем. / авт.-сост. В. Андреева и др. — М. : МИФ : АСТ, 2001. — С. 96—97.
- ↑ 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
править- Физические свойства воздуха — таблица значений