Состав воздуха на земле

Что такое воздух

Воздух в основном состоит из азота и кислорода. Азот нередко встречается на Земле. Кроме того, этот элемент был обнаружен на таких планетах, как Уран, Нептун, Плутон, а также в пространстве, окружающем звезды. На втором месте по важности после азота находится кислород. Без примесей вещество ядовито. С другой стороны кислородное голодание производит негативный эффект на здоровье живых организмов. В настоящее время концентрация кислорода в атмосфере такова, что обеспечивается идеальный баланс для жизни. Несмотря на малое содержание, другие газы, составляющие воздух, являются необходимыми. Помимо этих элементов, в воздушной оболочке присутствуют следующие соединения:

• водяной пар;
• частицы дыма;
• микробы;
• пылевые фракции;
• разные соли;
• пыльца растительных организмов.

Благодаря воздуху, жизнь на планете процветает. К примеру, в течение суток человеческий организм 20 тысяч раз вдыхает и аналогичное число раз выдыхает воздух. В результате происходит насыщение организма кислородом. Кровь распространяет газ по телу, а каждая клетка организма получает жизненно важный кислород, то есть энергию. После переработки кислород высвобождается из тела в атмосферу в виде углекислого газа. Таким образом, реализован обменный механизм, когда тепло циркулирует между человеческим организмом и окружающим природным миром.

Животным также необходим кислород, от которого зависят следующие процессы:

• рост;
• развитие;
• формирование пола и габаритных размеров;
• постоянная активность;
• достижение определенного возраста.

Острая реакция на кислородное голодание у животных организмов проявляется в виде:

• учащения дыхания;
• увеличения скорости кровотока;
• замедления жизненно необходимых процессов;
• сильного стресса;
• серьезных заболеваний.

Воздух представляет собой обязательный элемент жизни для растительных организмов. Растения дышат, что обеспечено поступлением кислорода. За питание отвечает углекислый газ. Отсутствие кислорода является барьером для роста растительности из почвы. В кислороде нуждаются все органы растительных организмов:

• корни;
• стебли;
• листья.

Концентрация углекислого газа оказывает влияние на качественные характеристики жизни растительности. При увеличении этого элемента можно наблюдать улучшение среды и создание благоприятных условий для растений. Большое значение для их роста и развития имеет перемещение воздушных потоков в земной атмосфере. При вертикальном движении воздуха распространяются семена и пыльца, а также обеспечиваются комфортные температурные параметры. Горизонтальное воздушное движение пагубно влияет на растения, которые при этом сохнут и вянут.

Свойства воздуха

В составе атмосферного воздуха более 9 газов, ключевыми из которых являются азот и кислород. Воздух нельзя увидеть, осязать, почувствовать его запах также не представляется возможным. Однако эта газовая смесь имеет некоторые физические свойства. К примеру, воздух плохо справляется с задачей теплопроводности, но является светопроницаемым. Данные качества объясняются прозрачностью воздушных масс. В связи с этим тепло солнечного света получают не газовые потоки, а находящиеся в них предметы. Воздух заполняет весь объем пространства, в котором присутствует.

Воздух обладает весом, или с точки зрения науки, имеет массу. Данное свойство объясняет наличие давления, направленного со стороны воздуха на окружающие его предметы. Согласно научному факту, земная атмосфера создает давление на человека, равное 15 тоннам, что приблизительно сопоставимо с массой трех грузовиков. С другой стороны, человеческий организм наполнен воздухом. В результате формируется внутреннее давление с аналогичной силой. Таким образом, внешнее и внутреннее давления сбалансированы между собой, что позволяет людям не чувствовать на себе тяжесть земной атмосферы.

Другим важным свойством воздуха является упругость. Подобно пружине, воздушные массы сжимаются и затем восстанавливают форму. Такое явление характерно при температурных перепадах, когда наблюдается расширение и подъем воздуха в процессе нагрева. Если температура снижается, то воздушные массы сжимаются и перемещаются вниз. На свойствах воздуха основаны многие изобретения, созданные человеком.

В современном мире люди используют воздух во многих процессах. К примеру, с его помощью накачивают автомобильные колеса, организуют мойки для транспортных средств, производят очистку помещений, а также устраняют пыль и загрязнения с одежды. На воздушном потоке основан принцип действия многих инженерных систем, оборудования и агрегатов. В процессе конструирования механизмов учитывают физические параметры воздуха:

• средняя молярная масса составляет 28,98 г/моль;
• средняя удельная теплоемкость при стабильном давлении в среднем равна 1,006 кДж/(кг·К);
• средняя удельная теплоемкость при стабильном объеме составляет 0,717 кДж/(кг·К);
• показатель адиабаты равен 1,40;
• скорость, с которой распространяется звук при нормальных условиях, достигает 331 м/с (1193 км/ч);
• коэффициент динамической вязкости воздуха при нормальных условиях равен 17,2 мкПа·с;
• растворимость воздуха в воде составляет 29,18 см3/л;
• показатель преломления при нормальных условиях соответствует значению 1,0002926.

Химический состав воздуха

Атмосфера планеты Земля по объему обладает следующим составом, за исключением водяного пара:

Химический состав воздуха в осушенном виде:

От чего зависит состав воздуха

Состав воздушной смеси определяется некоторыми внешними факторами. Данный параметр обладает свойством изменчивости в малых пределах. К примеру, воздух в мегаполисах характеризуется высокой концентрацией углекислого газа. В лесном массиве, напротив, углекислого газа гораздо меньше. Содержание кислорода в воздухе меняется в зависимости от высоты. В высокогорных районах доля этого газа в атмосфере меньше, что объясняется весом кислородных молекул, которые тяжелее по сравнению с молекулами азота. По этой причине концентрация кислорода при подъеме наверх уменьшается.

За счет водяного пара происходят изменения в концентрации веществ в воздушных массах. Его содержание определяется температурным режимом, влажностью, временем года, климатическими условиями. К примеру, при нулевой температуре кубический метр воздуха включает в себя максимум 5 граммов воды. Если температуру повысить на 10 градусов, то количество воды увеличивается в два раза и составляет 10 граммов. Существует следующая классификация компонентов воздуха:

• постоянные;
• переменные;
• случайные.

К первой категории относят такие газы, как азот и кислород. Это ключевые компоненты атмосферного воздуха, составляющие 99% от общего объема. Кроме того, в воздухе присутствуют следующие элементы:

• водород;
• аргон;
• неон;
• гелий;
• криптон;
• ксенон;
• радон.

Переменными компонентами принято считать такие вещества, как:

• углекислый газ;
• озон;
• вода.

Соединения случайного типа:

• сера;
• пыль;
• дым;
• соль;
• растительная пыльца;
• аммиак и другие вещества.

Пропорциональное соотношение компонентов в воздушной смеси определяется следующими условиями:

• климат, сезон;
• географическое положение;
• плотность и численность населения;
• уровень влажности;
• степень загрязнения окружающей среды.