Из чего состоит воздух: Что такое воздух: естествознание для взрослых

Содержание

Что такое воздух: естествознание для взрослых

Опубликовано: 27.11.2018Обновлено: 27.11.2018

Еще в школе, в начальных классах, на чудесном предмете «естествознание» нам рассказывали, что воздух – это смесь газов, и одним кислородом его состав не ограничен. Однако со временем забылось, из чего состоит воздух. Сегодня мы предлагаем Вам заново пройти тему и разобрать химические свойства воздуха и его состав.

Урок 1: что такое воздух

Итак, атмосферный воздух – это смесь газов, о чем уже было сказано выше. Однако это не полное определение, чтобы расширить его, обратимся к истории. В 1754 году шотландский физик и химик Джозеф Блэк в процессе нагревания белой магнезии обнаружил выделение «связанного воздуха», а именно это был столь популярный в нашем блоге 🙂 углекислый газ в воздухе. Получив СО2, мистер Блэк сделал еще одно очень важное открытие – состав воздуха, до этого считавшегося одним веществом, неоднороден.

Кстати, Джозеф Блэк изначально увлекался только гуманитарными науками, в частности философией. И если бы не твердая рука его отца и настоятельные рекомендации перейти к физике и химии, открытия могло бы и не быть.

Джозеф Блэк фактически показал дорогу другим ученым, которые друг за другом стали все больше расшифровывать состав атмосферы, вычислять кислород в воздухе и другие газы. А затем и сформировалось то самое определение, которое сегодня звучит так: воздух – это смесь газов, образующая атмосферу Земли. Основная функция воздуха – делать планету пригодной для дыхания и существования живых организмов. Для него создан федеральный закон Российской Федерации «Об охране атмосферного воздуха», а также атмосфера является источником инертных газов, которые добываются из воздуха путем сжижения. Итак, из каких газов состоит воздух?

Урок 2: Какие газы входят в состав воздуха

Оговоримся сразу, азот в воздухе занимает большую часть, однако и химический состав оставшейся доли весьма интересен и разнообразен. Если коротко, то список основных элементов выглядит следующим образом.

Однако дадим и небольшие пояснения по функциям этих химических элементов.

1. Азот

Содержание азота в воздухе – 78% по объему и 75% по массе, то есть этот элемент доминирует в атмосфере, имеет звание одного из самых распространенных на Земле, и, кроме того, содержится и за пределами зоны обитания человека – на Уране, Нептуне и в межзвездных пространствах. Итак, сколько азота в воздухе, мы уже разобрались, остался вопрос о его функции. Азот необходим для существования живых существ, он входит в состав:

белков;
аминокислот;
нуклеиновых кислот;
хлорофилла;
гемоглобина и др.

В среднем около 2% живой клетки составляют как раз атомы азота, что объясняет, зачем столько азота в воздухе в процентах объема и массы. Азот также является одним из инертных газов, добываемых из атмосферного воздуха. Из него синтезируют аммиак, используют для охлаждения и в других целях.

2.

Кислород

Содержание кислорода в воздухе – один из самых популярных вопросов. Сохраняя интригу, отвлечемся на один забавный факт: кислород открыли дважды – в 1771 и 1774 годах, однако из-за разницы в публикациях открытия, почести открытия элемента достались английскому химику Джозефу Пристли, который фактически выделил кислород вторым. Итак, доля кислорода в воздухе колеблется около 21% по объему и 23% по массе. Вместе с азотом эти два газа образуют 99% всего земного воздуха. Однако процент кислорода в воздухе меньше, чем азота, и при этом мы не испытываем проблем с дыханием. Дело в том, что количество кислорода в воздухе оптимально рассчитано именно для нормального дыхания, в чистом виде этот газ действует на организм подобно яду, приводит к затруднениям в работе нервной системы, сбоям дыхания и кровообращения. При этом недостаток кислорода также негативно сказывается на здоровье, вызывая кислородное голодание и все связанные с ним неприятные симптомы. Поэтому сколько кислорода в воздухе содержится, столько и нужно для здорового полноценного дыхания.

3. Аргон

Аргон в воздухе занимает третье место, он не имеет запаха, цвета и вкуса. Значимой биологической роли этого газа не выявлено, однако он обладает наркотическим эффектом и даже считается допингом. Добытый из атмосферы аргон используют в промышленности, медицине, для создания искусственной атмосферы, химического синтеза, пожаротушения, создания лазеров и пр.

4. Углекислый газ

Углекислый газ составляет атмосферу Венеры и Марса, его процент в земном воздухе куда ниже. При этом огромное количество углекислоты содержится в океане, он регулярно поставляется всеми дышащими организмами, выбрасывается за счет работы промышленности. В жизни человека углекислый газ используется в пожаротушении, пищевой промышленности как газ и как пищевая добавка Е290 – консервант и разрыхлитель. В твердом виде углекислота – один из самых известных хладагентов «сухой лед».

5. Неон

Тот самый загадочный свет дискотечных фонарей, яркие вывески и современные фары используют пятый по распространенности химический элемент, который также вдыхает человек – неон. Как и многие инертные газы, неон оказывает на человека наркотическое действие при определенном давлении, однако именно этот газ используют в подготовке водолазов и других людей, работающих при повышенном давлении. Также неоново-гелиевые смеси используются в медицине при расстройствах дыхания, сам неон используют для охлаждения, в производстве сигнальных огней и тех самых неоновых ламп. Однако, вопреки стереотипу, неоновый свет не синий, а красный. Все остальные цвета дают лампы с другими газами.

6. Метан

Метан и воздух имеют очень древнюю историю: в первичной атмосфере, еще до появления человека, метан был в куда большем количестве. Сейчас этот газ, добываемый и используемый как топливо и сырье в производстве, не так широко распространен в атмосфере, но по-прежнему выделяется из Земли. Современные исследования устанавливают роль метана в дыхании и жизнедеятельности организма человека, однако авторитетных данных на этот счет пока нет.

7.

Гелий

Посмотрев, сколько гелия в воздухе, любой поймет, что этот газ не относится к числу первостепенных по важности. Действительно, сложно определить биологическое значение этого газа. Не считая забавного искажения голоса при вдыхании гелия из шарика 🙂 Однако гелий широко применяется в промышленности: в металлургии, пищевой промышленности, для наполнения воздухоплавающих судов и метеорологических зондов, в лазерах, ядерных реакторах и т.д.

8. Криптон

Речь не идет о родине Супермена 🙂 Криптон – инертный газ, который в три раза тяжелее воздуха, химически инертен, добывается из воздуха, используется в лампах накаливания, лазерах и все еще активно изучается. Из интересных свойств криптона стоит отметить, что при давлении в 3,5 атмосферы он оказывает наркотический эффект на человека, а при 6 атмосферах приобретает резкий запах.

9. Водород

Водород в воздухе занимает 0,00005% по объему и 0,00008% по массе, но при этом именно он – самый распространенный элемент во Вселенной. О его истории, производстве и применении вполне можно написать отдельную статью, поэтому сейчас ограничимся небольшим списком отраслей: химическая, топливная, пищевая промышленности, авиация, метеорология, электроэнергетика.

10. Ксенон

Последний в составе воздуха, изначально и вовсе считавшийся только примесью к криптону. Его название переводится как «чужой», а процент содержания и на Земле, и за ее пределами минимальный, что обусловило его высокую стоимость. Сейчас без ксенона не обходятся: производство мощных и импульсных источников света, диагностика и наркоз в медицине, двигатели космических аппаратов, ракетное топливо. Кроме того, при вдыхании ксенон значительно понижает голос (обратный эффект гелию), а с недавнего времени вдыхание этого газа причислено к списку допингов.

Урок 3: Физические свойства воздуха

Как и у всякой смеси веществ, сегодня можно установить физические свойства воздуха.

Каким бы ни был состав воздуха, необходимо стараться исключать из него «химические добавки» от деятельности промышленности и по возможности вдыхать только чистый, свежий, и даже подогретый качественным бризером воздух в городе или первозданный – на природе. В любом случае, воздух – один из самых известных и малопонятных для не специалиста коктейлей, который необходим для жизни. На протяжении всей своей истории человечество неоднократно романтизировало образ воздушной стихии, превознося ее способность проникать сквозь границы и легкость, называя воздух символом свободы.

Дышите чистым и свободным от загрязнений воздухом и будьте здоровы!

аэрогиверы, бризеры, проветриватели, рекуператоры, клапаны

Воздух — естественная смесь газов (главным образом, азота и кислорода — 98-99 % в сумме, а также углекислого газа, воды, водорода и пр.), образующая земную атмосферу. Воздух необходим для нормального существования подавляющего числа наземных 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, добывают инертные газы. В соответствии с Федеральным Законом «Об охране атмосферного воздуха», под атмосферным воздухом понимается «жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений».

Химический состав

В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов, а не однородное вещество.

Состав воздуха:

Вещество	Обозначение	По объёму, %	По массе, %
Азот	N₂	78,084	75,50
Кислород	O₂	20,9476	23,15
Аргон	Ar	0,934	1,292
Углекислый газ	CO₂	0,0314	0,046
Неон	Ne	0,001818	0,0014
Метан	CH₄	0,0002	0,000084
Гелий	He	0,000524	0,000073
Криптон	Kr	0,000114	0,003
Водород	H₂	0,00005	0,00008
Ксенон	Xe	0,0000087	0,00004

Состав воздуха может меняться: в крупных городах содержание углекислого газа будет выше, чем в лесах; в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее. В различных частях земли состав воздуха может варьироваться в пределах 1-3 % для каждого газа.

Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м? воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов.

Физические свойства

Физические свойства воздуха:

Параметр

Значение

Средняя относительная молярная масса

28,98 г/моль

Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101325 Па)

Средняя удельная теплоемкость при постоянном давлении c_p

1,006 кДж/(кг·К)

Средняя удельная теплоемкость при постоянном объёме c_v

0,717 кДж/(кг·К)

Показатель адиабаты

1,40

Скорость звука (при н.

у.)

331 м/с (1193 км/ч)^[2]

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)

Показатель преломления (при нормальных условиях)

1,0002926

Коэффициент изменения показателя преломления

2,8·10^?8 1/Pa

Средняя поляризуемость молекулы

1,7·10^?30

Константа Сатерленда Sat

171·10^?7

Воздух в философии

Символы воздуха


Общепринятое изобра- жение стихии воздух	Алхимический символ	Триграмма воздуха в Книге Перемен

Немецкий мыслитель Фридрих Вильгельм Ницше писал о воздухе, что это наивысшая и самая тонкая из материй. Из воздуха соткана свобода человека. Поэтому символ воздуха в первую очередь — это 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.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

жизненно важных признаков планеты

Новости
| 12 сентября 2016 г.

Воздух в основном состоит из газа

Воздух окружает нас повсюду, но мы его не видим. Так что же такое воздух? Это смесь разных газов. Воздух в атмосфере Земли состоит примерно из 78 процентов азота и 21 процента кислорода. В воздухе также есть небольшое количество других газов, таких как углекислый газ, неон и водород.

Воздух — это не просто газ

Хотя воздух в основном состоит из газа, он также содержит множество мельчайших частиц. Эти частицы в воздухе называются аэрозолями. Некоторые аэрозоли, такие как пыль и пыльца, улавливаются естественным путем, когда дует ветер. Но воздух также может нести частицы, вызывающие загрязнение воздуха, такие как сажа, дым и другие загрязняющие вещества от выхлопных газов автомобилей и электростанций. Когда в воздухе слишком много частиц, растениям и животным может быть трудно дышать.

Воздух важен для живых существ

Людям нужно дышать, как и многим другим животным и растениям! Дыхание является частью процесса, называемого дыханием. При дыхании живое существо поглощает из воздуха кислород и выделяет углекислый газ. Этот процесс дает животным и растениям энергию, чтобы есть, расти и жить!

Углекислый газ в воздухе может быть как хорошим, так и плохим

Когда люди и животные дышат, мы выделяем газ без запаха, называемый двуокисью углерода, или CO ₂ . Растения используют этот газ вместе с солнечным светом для производства пищи — процесс, называемый фотосинтезом. В этом процессе растения тоже выделяют кислород! Однако большое количество CO ₂ также образуется, когда автомобили и электростанции сжигают уголь, нефть и бензин. CO ₂ также является наиболее важным фактором глобального потепления, вызванного деятельностью человека.

Воздух также удерживает воду

В жаркий душный летний день вы, наверное, слышали слово «влажный». Но что это значит? Относительная влажность – это количество воды, которое может удерживать воздух перед дождем. Влажность обычно измеряется в процентах, поэтому самый высокий уровень относительной влажности — непосредственно перед дождем — составляет 100%. Влажность воздуха измеряется прибором, называемым психрометром.

Воздух меняется, когда вы поднимаетесь, поднимаетесь, поднимаетесь

Воздух кажется легким, но его много давит на поверхность Земли. Это называется давлением воздуха. Вы испытываете высокое атмосферное давление на уровне моря, потому что вся атмосфера давит на вас. Когда вы находитесь на вершине горы, на вас давит меньше воздуха и давление ниже. Это изменение давления может привести к тому, что ваши уши будут лопаться, когда вы взлетаете в самолете или едете в гору.

Воздух — это защитная подушка

На Земле нам очень повезло, что у нас есть атмосфера, наполненная воздухом. Воздух в нашей атмосфере действует как изоляция, не давая Земле становиться слишком холодной или слишком горячей. Озон, еще один вид газа в воздухе, также защищает нас от слишком большого количества солнечного света. Воздух в атмосфере также может защитить нас от метеоритов. Когда метеороиды соприкасаются с нашей атмосферой, они трутся о воздух и часто сгорают на мелкие кусочки, прежде чем достигнут Земли.

В воздухе есть жизнь

Многие живые существа живут в почве и воде. Но знаете ли вы, что живые организмы можно встретить и в воздухе? Эти крошечные микробные организмы называются биоаэрозолями. Хотя эти микробы не умеют летать, они могут преодолевать большие расстояния по воздуху — с помощью ветра, дождя или даже чихания!

Воздух может двигаться быстро и далеко

Даже в очень тихий день воздух вокруг нас всегда движется. Но когда дует сильный ветер, этот воздух действительно может уйти! Самый быстрый порыв ветра, когда-либо зарегистрированный на Земле, достигал скорости 253 мили в час. А когда ветер уносит семена, пыль и другие частицы, он может унести их за много миль от их первоначального дома!

Загрязнение воздуха может разрушить ваши планы на отдых

Загрязнение воздуха измеряется с помощью индекса качества воздуха или AQI. Чем ниже AQI, тем чище воздух. Однако, если вы находитесь на улице, когда AQI превышает 100, это примерно то же самое, что целый день дышать выхлопными газами автомобиля! Вещи, которые вызывают плохое качество воздуха, — это лесные пожары и города с интенсивным автомобильным движением. Если AQI выше 100, вам не следует проводить слишком много времени на улице.

Из чего состоит воздух?

НАУКА — Физические науки

Задумывались ли вы когда-нибудь…

Из чего состоит воздух?
Сколько кислорода содержится в воздухе, которым вы дышите?
Из какого элемента состоит большая часть окружающего вас воздуха?

Окружающая среда,
Наука,
Воздух,
Дыши,
Кислород,
Гора Эверест,
Азот,
Газ,
Аргон,
Углекислый газ,
Гелий,
Метан,
Пыль,
Пыльца,
Микроб,
Спора,
Вода,
Пар,
Влага,
Влажность,
Пот,
Испариться,
Окружающая среда,
Наука,
Воздух,
Дыши,
Кислород,
Гора Эверест,
Азот,
Газ,
Аргон,
Углекислый газ,
Гелий,
Метан,
Пыль,
Пыльца,
Микроб,
Спора,
Вода,
Пар,
Влага,
Влажность,
Пот,
Испарить

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено Цзя-ли. Цзя-ли удивляется , « что такое воздух из » Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Цзя-ли!

Глубокий вдох после подъема по лестнице. Прохладный ветерок в жаркий летний день. Теплый сквозняк от костра в холодную зимнюю ночь. Что общего у всех этих вещей? Если вы угадали «воздух», то вы правы!

Но что такое воздух? Это все вокруг тебя, верно? В конце концов, вы вдыхаете и выдыхаете сотни и сотни раз каждый день. Тем не менее, вы не можете видеть воздух вокруг себя, если он не взаимодействует с чем-то.

Например, вы когда-нибудь открывали окно и видели, как трепещут шторы? Если это так, вы знали, что воздух проходит через окно, раздвигая шторы. Несмотря на это доказательство, вы не могли видеть сам воздух.

Вы когда-нибудь задумывались о воздухе вокруг вас? Из чего это сделано? Как это может быть таким важным и в то же время оставаться таким неуловимым и загадочным?

Многие считают, что воздух в основном состоит из кислорода. В конце концов, это то, в чем так отчаянно нуждается наш организм из воздуха, которым мы дышим. В то время как кислород является важной частью воздуха, многие другие вещества составляют воздух вокруг нас.

Количество кислорода в воздухе везде разное. В целом, на его долю приходится около 21% воздуха. Однако чем дальше вы удаляетесь от уровня моря, тем меньше вы найдете. Например, на вершинах высоких гор в воздухе меньше кислорода. Вот почему альпинистам часто приходится использовать кислородные баллоны, чтобы подняться на самые высокие вершины мира, такие как Эверест.

Около 78% воздуха на самом деле состоит из другого распространенного газа, называемого азотом. Если вы складываете эти проценты в уме, вы, вероятно, уже поняли, что кислород и азот составляют только около 99% воздуха. Так что же находится в этом другом 1%?

Помимо кислорода и азота, воздух также содержит незначительное количество других газов. Сюда входят аргон, двуокись углерода, гелий, метан и другие следовые газы. Но это не все! Вы также найдете в воздухе другие вещества, такие как пыль, пыльца, микробы, споры и даже вода!

Водяной пар в воздухе является естественной частью круговорота воды. Люди воспринимают водяной пар в воздухе как влагу, особенно когда на улице влажно. Помните те жаркие летние дни, когда казалось, что воздух влажный, но дождя не было? Это влажность.

Влажные дни так неприятны, потому что большое количество влаги в воздухе мешает естественному процессу охлаждения тела. В жаркий день ваше тело будет потеть, чтобы охладиться. Пот покидает тело и испаряется на коже, охлаждая температуру тела. Во влажные дни пот не испаряется в воздух, как обычно, потому что в воздухе уже слишком много водяного пара.

Итак, хотя вы не можете видеть все эти газы и микроскопические частицы в окружающем вас воздухе, они там есть и составляют вещество, в котором нуждается ваше тело. Теперь вы можете дышать легче, зная немного больше о воздухе, который вы используете каждый день!

Common Core, Научные стандарты следующего поколения и Национальный совет по социальным исследованиям. »> Стандарты:

NGSS.PS1.A, CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA.R.10, CCRA.W.4, CCRA .SL.1, CCRA.SL.2

Интересно, что дальше?

Завтрашнее чудо дня действительно даст вам пищу для размышлений!

Попробуйте

Сделайте глубокий вдох и приготовьтесь исследовать следующие виды деятельности с другом или членом семьи:

Если вы закончили читать о воздухе, как насчет того, чтобы подышать свежим воздухом? Найдите друга или члена семьи и выйдите на улицу, чтобы прогуляться. Делая упражнения, дышите глубоко. Чем пахнет воздух? Вы видите частицы в воздухе? Как бы вы оценили качество воздуха в вашем районе?
Воздух для вас загадка, потому что вы его не видите? Откуда ты вообще знаешь, что он там? Чтобы научиться изящному способу доказать другим, что воздух окружает вас повсюду, посмотрите увлекательный онлайн-эксперимент Air Science Experiment. Вам понадобится всего несколько простых принадлежностей, и вы сможете удивить своих друзей и членов семьи!
Готовы провести собственное научное исследование качества воздуха? Зайдите в Интернет и ознакомьтесь с уроком «Детектив чистого воздуха: исследование загрязнения воздуха». Что вы знаете о качестве воздуха в вашем районе? Что вы можете сделать, чтобы улучшить качество воздуха вокруг вас? Составьте список и поделитесь тем, что вы узнали, с другом или членом семьи!

Wonder Sources

http://microbemagic.ucc.ie/explore_body/air_composition.html (по состоянию на 1 июня 2020 г.)
http://www.weatherquestions.com/What_is_air_made_of.htm (по состоянию на 1 июня 2020)
http://chemistry.about.com/od/chemistryfaqs/f/aircomposition.htm (по состоянию на 1 июня 2020 г.)

Вы поняли?

Проверьте свои знания

Wonder Contributors

Благодарим:

Нихарика, Риз, Изольда, Хейли и Немор
за вопросы по сегодняшней теме Wonder!

Удивляйтесь вместе с нами!

Что вас интересует?

Wonder Words

вершины
пар
трассировка
микробов
флаттер
доказательство
неуловимый
таинственный
минут

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте
Чудо дня® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции.