Воздух

Воздух
Теплопроводность	0,026 Вт/(м·K)
Динамическая вязкость	18,5 микропаскаль-секунда
Показатель преломления	1,00026825 ± 1,0E−8
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.

Химический состав осушённого воздуха :

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
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

Физические свойства воздуха:

Параметр	Значение
Средняя молярная масса	28,98 г/моль
Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па) Температура, °C Плотность, кг/м³ −25 1,424 0 1,2929 20 1,2047 225 0,7083
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)
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
Коэффициент теплопроводности воздуха при нормальном атмосферном давлении (101325 Па) Температура, °C Теплопроводность, 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 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

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.

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.

Воздух в искусстве

• Фантастический роман «Продавец воздуха» (автор А. Р. Беляев, 1929 год) и одноимённая экранизация этого романа.

См. также

• Кислород
• Акваланг

Ссылки

• Физические свойства воздуха — таблица значений