Из чего состоит воздух

Воздух — это то, чем мы дышим. Состав атмосферного воздуха — это смесь газов, таких как кислород, азот и углекислый газ, в меньших количествах — аргона, водяного пара и других газов (78% азота, 21% кислорода, 1% аргона, 0,03% углекислого газа. Химический состав воздуха также включает небольшое количество других газов и водяного пара). Он имеет неопределённую форму и объём и не имеет ни цвета, ни запаха.

Воздух — это материя, поэтому он имеет массу и вес. Вес воздуха создает атмосферное давление. Молекулярная масса воздуха составляет 28,97 г/моль.

Из чего состоит воздух

Воздух часто воспринимается как единое целое, но на самом деле состоит из нескольких газов. Состав воздуха в процентах: азот (78%), кислород (21%), аргон (1%), углекислый газ (0,03%) и водяной пар. Другие газы находятся в  незначительном процентном соотношении.

Указанный выше состав — это идеальный состав воздуха, поддерживающий баланс в природе, то, из чего состоит атмосфера, пригодная для жизни. В местах, где этот состав меняется, атмосферное равновесие природы может быть нарушено. Например, в промышленной зоне из дымоходов может выделяться большое количество вредных газов, которые могут увеличить количество углекислого газа в воздухе, делая его вредным для всех, кто его вдыхает.

Азот

Это негорючий газ, занимающий наибольший процент воздуха. Благодаря ему свеча легко гаснет, когда вы на нее дуете. Азот присутствует в живых организмах в таких классах, как нуклеиновые кислоты, аминокислоты.

Искусственно полученный азот является важным компонентом удобрений и находит применение в области медицины, в основном в различных лекарствах. Азот — нетоксичный газ, но при его выбросе в замкнутом пространстве может вытеснять кислород, что приводит к удушью.

Азот составляет 78% от общего объема атмосферы. Это инертный газ, который является важным компонентом всех органических соединений. Основная функция заключается в  регулировании горения за счет разбавления кислорода.

Кислород

Объемная доля кислорода в воздухе составляет всего 21% от общего объема атмосферы, при этом он является наиболее важным компонентом среди газов.

Все живые организмы дышат кислородом. Кроме того,  без него невозможно горение. Когда вы зажигаете свечу, она легко загорается. Однако вы не сможете сделать то же самое в вакууме. Вот почему содержание кислорода в воздухе составляет всего 21% — этого достаточно, чтобы обеспечивать дыхание, но недостаточно, чтобы начать случайный пожар.

Кислород необходим не только для дыхания и горения, но также является основным компонентом многих других важнейших органических молекул, из которых состоит живой организм; например, углеводы, белки, жиры содержат его в некотором количестве.

Углекислый газ

Углекислый газ проникает в воздух вместе с дыханием. Живые существа вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ. Есть и другие способы проникновения углекислого газа в атмосферу (например, горение), и ее состав меняется в зависимости от того, где вы находитесь.

Растения посредством фотосинтеза поглощают углекислый газ из атмосферы и используют его для поддержания своих биофизических процессов. Будучи  эффективным поглотителем тепла, углекислый газ имеет большое климатическое значение.

С увеличением сжигания ископаемого топлива — нефти, угля и природного газа — процентное содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается. Больше углекислого газа в атмосфере означает большее поглощение тепла. Это может значительно повысить температуру на нижних уровнях атмосферы, что вызовет резкие климатические изменения.

Водород

Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. Он присутствует на Земле в больших количествах в сочетании с другими элементами. Он извлекается из этих элементов для получения газообразного водорода, который имеет множество практических применений. Водород содержится в больших количествах на Земле в сочетании с другими элементами, такими как вода и углеводороды, но его почти нет в атмосфере, которая содержит всего 0,00005%.

Аргон

Этот газ естественным образом встречается в окружающей среде и легко рассеивается в хорошо проветриваемом помещении. Сам по себе аргон является удушающим средством и его вдыхание может вызвать у человека головокружение и тошноту.

Поскольку аргон представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха, его присутствие трудно обнаружить. В медицине аргон используется в качестве синего лазера для лечения дефектов зрения и для уничтожения опухолей.

Неон

Хотя неон является 4 по распространенности элементом во Вселенной, он составляет только 0,0018% объема атмосферы. Неон — редкий атмосферный газ, поэтому он нетоксичен и химически инертен. Неон не представляет угрозы для окружающей среды и не может оказать никакого воздействия, поскольку он химически неактивен и не образует соединений.

Гелий

Гелий составляет около 0,0005% земной атмосферы. Это следовое количество гелия не связано гравитацией с Землей и постоянно теряется в космосе.

Гелий в промышленных масштабах извлекается из месторождений природного газа. Он используется в качестве инертного экрана при дуговой сварке, для герметизации топливных баков ракет на жидком топливе и в сверхзвуковых аэродинамических трубах.

Криптон

Атмосфера Земли состоит примерно из 0,0001% криптона. Криптон — бесцветный газ без запаха, редко вступающий в реакцию с другими элементами. Примерно в три раза тяжелее воздуха, криптон бесцветен, не имеет запаха и вкуса.

Ксенон

Ксенон представляет собой бесцветный, не имеющий запаха, неедкий, нетоксичный, невзрывоопасный, экологически чистый благородный газ. Он содержится в атмосфере Земли в следовых количествах. Тем не менее, он также содержится в газах, выделяемых некоторыми минеральными источниками.

Метан

Газообразный метан выбрасывается в воздух со свалок, от скота и его навоза, а также из нефтяных и газовых скважин. Он образуется и при разложении органического материала.

Обратите внимание! Метан является парниковым газом, поэтому его присутствие в атмосфере влияет на температуру Земли и климатическую систему.

Метан — второй наиболее распространенный парниковый газ после углекислого, на его долю приходится около 20% глобальных выбросов. Метан более чем в 25 раз эффективнее углекислого газа удерживает тепло в атмосфере.

За последние два столетия концентрация метана в атмосфере увеличилась более чем вдвое, в основном из-за деятельности человека.

Польза чистого воздуха для живых организмов

Воздух является основным компонентом Земли и содержит смесь элементов, которые помогают поддерживать жизнь. Без еды и воды человек может прожить несколько дней. Без воздуха нельзя прожить более нескольких минут.

Воздух, которым мы дышим, не только помогает нам оставаться в живых, но и определяет качество жизни, которой мы живем. Плохое качество воздуха является одним из факторов, наиболее усугубляющих проблемы со здоровьем.

Интересные факты о воздухе

Вот несколько любопытных фактов, связанных с воздухом:

• Человеку нужно в 10 раз больше воздуха, чем воды и пищи.
• Вес воздуха создает атмосферное давление.
• Воздух — это смесь газов в определенной пропорции. Атмосфера с содержанием кислорода менее 16% может быть опасной для жизни.
• Страны с самым чистым воздухом — Новая Зеландия, Бруней и Швеция. Наиболее загрязнен воздух в Саудовской Аравии, Катаре и Египте.
• Человек в состоянии покоя потребляет около 5-7 литров воздуха в минуту. Бегущему человеку требуется около 50 литров.
• На уровне моря при 10°C воздух имеет плотность около 1,25 кг/м3. С повышением температуры, а также с увеличением высоты плотность воздуха уменьшается.
• 7 сентября — Международный день чистого воздуха. Он был установлен Организацией Объединенных Наций, чтобы способствовать повышению осведомленности общественности о влиянии качества воздуха на природную среду, а также на здоровье и развитие человека.
• В течение дня растения поглощают из воздуха углекислый газ, необходимый им в процессе фотосинтеза, и выделяют кислород. Ночью из-за недостатка света фотосинтез тормозится, и растения поглощают кислород из воздуха и выделяют углекислый газ.
• Воздух, в частности кислород, необходим для сжигания топлива. Для сжигания 1 литра бензина необходимо более 11 килограммов воздуха или около 9500 литров.
• Загрязнение воздуха, известное как Великий смог, привело к гибели около 12 000 человек в Лондоне. Смог длился с 5 по 9 декабря 1952 года. За несколько дней погибло более 4000 человек.
• Канадцы из Эдмонтона запустили продажу воздуха в баллонах несколько лет назад. Они назвали свой проект Vitality Air. Первыми заказчиками стали китайцы, у которых качество воздуха в стране оставляет желать лучшего. Основной клиентурой Vitality Air стали состоятельные женщины из северо-восточных и южных областей Китая, где жители больше всего страдают от смога. Они приобретают воздух в баллонах для членов семьи и в качестве подарка близким.

Физические свойства воздуха

Воздух обладает следующими свойствами:

1. Воздух занимает объем. Воздух занимает объем сосуда, в котором находится.
2. Воздух имеет массу/вес. Именно поэтому сила тяготения удерживает его у Земли, благодаря чему она и имеет атмосферу.
3. Давление воздуха зависит от высоты. Чем выше мы поднимаемся, тем оно ниже. Альпинисты на Эверест используют кислородные баллоны, потому что на больших высотах кислорода становится меньше. Эти баллоны помогают альпинистам нормально дышать.
4. На воздух влияет температура. Чем выше температура воздуха, тем быстрее движение его молекул.
5. Воздух сжимаем и оказывает давление во всех направлениях. При встряхивании бутылки с холодным напитком и снятии крышки углекислый газ выходит под давлением и распространяется во всех направлениях.