Πόσο ζυγίζει ο αέρας που καταλαμβάνει όγκο 1 m3; Τι είναι η πυκνότητα του αέρα και με τι ισούται υπό κανονικές συνθήκες; Προσδιορισμός του βάρους του αέρα υπό δεδομένες συνθήκες

Πολλοί μπορεί να εκπλαγούν από το γεγονός ότι ο αέρας έχει ένα συγκεκριμένο μη μηδενικό βάρος. Ακριβής αξίαΑυτό το βάρος δεν είναι τόσο εύκολο να προσδιοριστεί, αφού επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από παράγοντες όπως π.χ χημική σύνθεση, υγρασία, θερμοκρασία και πίεση. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο ερώτημα πόσο ζυγίζει ο αέρας.

Τι είναι ο αέρας

Πριν απαντήσετε στην ερώτηση πόσο ζυγίζει ο αέρας, είναι απαραίτητο να καταλάβετε τι είναι αυτή η ουσία. Ο αέρας είναι ένα αέριο κέλυφος που υπάρχει γύρω από τον πλανήτη μας και το οποίο είναι ένα ομοιογενές μείγμα από διάφορα αέρια. Ο αέρας περιέχει τα ακόλουθα αέρια:

  • άζωτο (78,08%);
  • οξυγόνο (20,94%);
  • αργό (0,93%);
  • υδρατμοί (0,40%);
  • διοξείδιο του άνθρακα (0,035%).

Εκτός από τα αέρια που αναφέρονται παραπάνω, νέον (0,0018%), ήλιο (0,0005%), μεθάνιο (0,00017%), κρυπτό (0,00014%), υδρογόνο (0,00005%) υπάρχουν επίσης στον αέρα σε ελάχιστες ποσότητες ), αμμωνία ( 0,0003%).

Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι αυτά τα συστατικά μπορούν να διαχωριστούν με συμπύκνωση του αέρα, δηλαδή μετατροπή του σε υγρή κατάσταση αυξάνοντας την πίεση και μειώνοντας τη θερμοκρασία. Δεδομένου ότι κάθε συστατικό του αέρα έχει τη δική του θερμοκρασία συμπύκνωσης, με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατό να απομονωθούν όλα τα συστατικά από τον αέρα, κάτι που χρησιμοποιείται στην πράξη.

Βάρος αέρα και παράγοντες που το επηρεάζουν

Τι σας εμποδίζει να απαντήσετε ακριβώς στην ερώτηση πόσο ζυγίζει ένα κυβικό μέτρο αέρα; Φυσικά, υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν πολύ αυτό το βάρος.

Πρώτον, αυτή είναι η χημική σύνθεση. Τα παραπάνω δεδομένα αφορούν τη σύνθεση του καθαρού αέρα, ωστόσο, αυτή τη στιγμή αυτός ο αέρας σε πολλά μέρη του πλανήτη είναι πολύ μολυσμένος και κατά συνέπεια, η σύστασή του θα είναι διαφορετική. Ναι, κλείσε μεγάλες πόλειςο αέρας περιέχει περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα, αμμωνία και μεθάνιο από τον αέρα στις αγροτικές περιοχές.

Δεύτερον, η υγρασία, δηλαδή η ποσότητα υδρατμών που περιέχεται στην ατμόσφαιρα. Όσο πιο υγρός είναι ο αέρας, τόσο λιγότερο ζυγίζει, τα άλλα πράγματα είναι ίσα.

Τρίτον, θερμοκρασία. Αυτός είναι ένας από τους σημαντικούς παράγοντες· όσο χαμηλότερη είναι η τιμή του, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του αέρα και, κατά συνέπεια, τόσο μεγαλύτερο είναι το βάρος του.

Τέταρτον, Ατμοσφαιρική πίεση, που αντανακλά άμεσα τον αριθμό των μορίων του αέρα σε έναν ορισμένο όγκο, δηλαδή το βάρος του.

Για να κατανοήσουμε πώς ο συνδυασμός αυτών των παραγόντων επηρεάζει το βάρος του αέρα, ας δώσουμε ένα απλό παράδειγμα: η μάζα ενός μέτρου κυβικού ξηρού αέρα σε θερμοκρασία 25 ° C, που βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της γης, είναι 1,205 kg, εάν θεωρούμε παρόμοιο όγκο αέρα κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας σε θερμοκρασία 0 ° C, τότε η μάζα του θα είναι ήδη ίση με 1.293 kg, δηλαδή θα αυξηθεί κατά 7,3%.

Αλλαγή στην πυκνότητα του αέρα με το υψόμετρο

Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται, η πίεση του αέρα πέφτει και η πυκνότητα και το βάρος του μειώνονται ανάλογα. Ο ατμοσφαιρικός αέρας στις πιέσεις που παρατηρούνται στη Γη μπορεί, σε μια πρώτη προσέγγιση, να θεωρηθεί ιδανικό αέριο. Αυτό σημαίνει ότι η πίεση και η πυκνότητα του αέρα συνδέονται μαθηματικά μεταξύ τους μέσω της εξίσωσης της κατάστασης ενός ιδανικού αερίου: P = ρ*R*T/M, όπου P είναι πίεση, ρ είναι πυκνότητα, T είναι θερμοκρασία σε Kelvin, M είναι Μοριακή μάζα αέρα, R είναι η καθολική σταθερά αερίου.

Από τον παραπάνω τύπο, μπορείτε να λάβετε έναν τύπο για την εξάρτηση της πυκνότητας του αέρα από το ύψος, λαμβάνοντας υπόψη ότι η πίεση αλλάζει σύμφωνα με το νόμο P = P 0 +ρ*g*h, όπου P 0 είναι η πίεση στην επιφάνεια της γης, g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας, h είναι το ύψος . Αντικαθιστώντας αυτόν τον τύπο για την πίεση στην προηγούμενη έκφραση και εκφράζοντας την πυκνότητα, λαμβάνουμε: ρ(h) = P 0 *M/(R*T(h)+g(h)*M*h). Χρησιμοποιώντας αυτήν την έκφραση, μπορείτε να προσδιορίσετε την πυκνότητα του αέρα σε οποιοδήποτε υψόμετρο. Κατά συνέπεια, το βάρος του αέρα (θα ήταν πιο σωστό να πούμε μάζα) καθορίζεται από τον τύπο m(h) = ρ(h)*V, όπου V είναι ο δεδομένος όγκος.

Στην έκφραση για την εξάρτηση της πυκνότητας από το ύψος, μπορεί να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία και η βαρυτική επιτάχυνση εξαρτώνται επίσης από το ύψος. Η τελευταία εξάρτηση μπορεί να παραμεληθεί αν μιλάμε για ύψη που δεν υπερβαίνουν τα 1-2 km. Όσον αφορά τη θερμοκρασία, η εξάρτησή της από το ύψος περιγράφεται καλά από την ακόλουθη εμπειρική έκφραση: T(h) = T 0 -0,65*h, όπου T 0 είναι η θερμοκρασία του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης.

Για να μην υπολογίζουμε συνεχώς την πυκνότητα για κάθε υψόμετρο, παρακάτω δίνουμε έναν πίνακα εξάρτησης των κύριων χαρακτηριστικών του αέρα από το υψόμετρο (έως 10 km).

Ποιος αέρας είναι ο πιο βαρύς

Λαμβάνοντας υπόψη τους κύριους παράγοντες που καθορίζουν την απάντηση στο ερώτημα πόσο ζυγίζει ο αέρας, μπορείτε να καταλάβετε ποιος αέρας θα είναι ο βαρύτερος. Για να το θέσω εν συντομία, κρύος αέραςζυγίζει πάντα περισσότερο από τον ζεστό αέρα, καθώς η πυκνότητα του τελευταίου είναι χαμηλότερη και ο ξηρός αέρας ζυγίζει περισσότερο από τον υγρό αέρα. Η τελευταία δήλωση είναι εύκολα κατανοητή, αφού είναι 29 g/mol και η μοριακή μάζα ενός μορίου νερού είναι 18 g/mol, δηλαδή 1,6 φορές μικρότερη.

Προσδιορισμός του βάρους του αέρα υπό δεδομένες συνθήκες

Τώρα ας λύσουμε ένα συγκεκριμένο πρόβλημα. Ας απαντήσουμε στο ερώτημα πόσος αέρας ζυγίζει, καταλαμβάνοντας όγκο 150 λίτρων, σε θερμοκρασία 288 Κ. Ας λάβουμε υπόψη ότι 1 λίτρο είναι ένα χιλιοστό του κυβικού μέτρου, δηλαδή 1 λίτρο = 0,001 m 3. Όσο για τη θερμοκρασία των 288 K, αντιστοιχεί σε 15 ° C, δηλαδή είναι χαρακτηριστική για πολλές περιοχές του πλανήτη μας. Στη συνέχεια, πρέπει να προσδιορίσετε την πυκνότητα του αέρα. Μπορείτε να το κάνετε αυτό με δύο τρόπους:

  1. Υπολογίστε χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο για υψόμετρο 0 μέτρων από την επιφάνεια της θάλασσας. Σε αυτήν την περίπτωση, η τιμή που λαμβάνεται είναι ρ = 1,227 kg/m 3
  2. Κοιτάξτε τον παραπάνω πίνακα, ο οποίος κατασκευάστηκε με βάση το T 0 = 288,15 K. Ο πίνακας περιέχει την τιμή ρ = 1,225 kg/m 3.

Έτσι, έχουμε δύο αριθμούς που συμφωνούν καλά μεταξύ τους. Η μικρή διαφορά οφείλεται σε σφάλμα 0,15 K στον προσδιορισμό της θερμοκρασίας, καθώς και στο γεγονός ότι ο αέρας εξακολουθεί να μην είναι ιδανικό αέριο, αλλά πραγματικό αέριο. Επομένως, για περαιτέρω υπολογισμούς, θα πάρουμε τον μέσο όρο των δύο τιμών που λήφθηκαν, δηλαδή ρ = 1,226 kg/m 3.

Τώρα, χρησιμοποιώντας τον τύπο για τη σχέση μεταξύ μάζας, πυκνότητας και όγκου, παίρνουμε: m = ρ*V = 1,226 kg/m 3 * 0,150 m 3 = 0,1839 kg ή 183,9 γραμμάρια.

Μπορείτε επίσης να απαντήσετε πόσο ζυγίζει ένα λίτρο αέρα υπό δεδομένες συνθήκες: m = 1,226 kg/m3 * 0,001 m3 = 0,001226 kg ή περίπου 1,2 γραμμάρια.

Γιατί δεν νιώθουμε τον αέρα να μας πιέζει;

Πόσο ζυγίζει 1 m3 αέρα; Λίγο περισσότερο από 1 κιλό. Όλο το ατμοσφαιρικό τραπέζι του πλανήτη μας πιέζει έναν άνθρωπο με το βάρος του στα 200 κιλά! Αυτή είναι μια αρκετά μεγάλη μάζα αέρα που θα μπορούσε να προκαλέσει πολλά προβλήματα σε ένα άτομο. Γιατί δεν το νιώθουμε; Αυτό εξηγείται από δύο λόγους: πρώτον, υπάρχει επίσης εσωτερική πίεση μέσα στο ίδιο το άτομο, η οποία εξουδετερώνει την εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση και δεύτερον, ο αέρας, ως αέριο, ασκεί πίεση προς όλες τις κατευθύνσεις εξίσου, δηλαδή, οι πιέσεις προς όλες τις κατευθύνσεις εξισορροπούν το καθένα. άλλα.

Συμπιεσμένος αέραςείναι ο αέρας υπό πίεση μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική.

Ο πεπιεσμένος αέρας είναι ένας μοναδικός φορέας ενέργειας μαζί με την ηλεκτρική ενέργεια, φυσικό αέριοκαι νερό. Σε βιομηχανικές συνθήκες, ο πεπιεσμένος αέρας χρησιμοποιείται κυρίως για την οδήγηση συσκευών και μηχανισμών που κινούνται με πεπιεσμένο αέρα (πνευματική κίνηση).

Στην καθημερινή, καθημερινή ζωή, πρακτικά δεν παρατηρούμε τον Αέρα γύρω μας. Ωστόσο, σε όλη την ανθρώπινη ιστορία, οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει μοναδικές ιδιότητεςαέρας. Η εφεύρεση του πανιού και της σφυρηλάτησης, του ανεμόμυλου και αερόστατοέγιναν τα πρώτα βήματα στη χρήση του αέρα ως φορέα ενέργειας.

Με την εφεύρεση του συμπιεστή ξεκίνησε η εποχή της βιομηχανικής χρήσης του πεπιεσμένου αέρα. Και η ερώτηση: "Τι είναι ο αέρας και ποιες ιδιότητες έχει; - έγινε μακριά από το αδρανές.

Όταν ξεκινάτε να σχεδιάζετε ένα νέο πνευματικό σύστημα ή να εκσυγχρονίζετε ένα υπάρχον, θα ήταν χρήσιμο να θυμάστεσχετικά με ορισμένες ιδιότητες του αέρα, όρους και μονάδες μέτρησης.

Ο αέρας είναι ένα μείγμα αερίων, που αποτελείται κυρίως από άζωτο και οξυγόνο.

Σύνθεση αέρα

Στοιχείο*

Ονομασία

Κατ' όγκο, %

Κατά βάρος, %

Οξυγόνο

Διοξείδιο του άνθρακα

CO2

CH 4

H2O

Η μέση σχετική μοριακή μάζα είναι -28,98. 10 -3 kg/mol

*Η σύνθεση του αέρα μπορεί να διαφέρει. Συνήθως, σε βιομηχανικές περιοχές ο αέρας περιέχει

Η πυκνότητα του αέρα είναι μια φυσική ποσότητα που χαρακτηρίζει το ειδικό βάρος του αέρα υπό φυσικές συνθήκες ή τη μάζα του αερίου στην ατμόσφαιρα της Γης ανά μονάδα όγκου. Η τιμή της πυκνότητας του αέρα είναι συνάρτηση του ύψους των μετρήσεων που λαμβάνονται, της υγρασίας και της θερμοκρασίας του.

Η τυπική πυκνότητα αέρα θεωρείται ότι είναι 1,29 kg/m3, η οποία υπολογίζεται ως ο λόγος της μοριακής του μάζας (29 g/mol) προς τον μοριακό όγκο, η ίδια για όλα τα αέρια (22,413996 dm3), που αντιστοιχεί στην πυκνότητα του ξηρού αέρα στους 0°C (273,15°K) και πίεση 760 mmHg (101325 Pa) στο επίπεδο της θάλασσας (δηλαδή υπό κανονικές συνθήκες).

Πριν από λίγο καιρό, πληροφορίες σχετικά με την πυκνότητα του αέρα αποκτήθηκαν έμμεσα μέσω παρατηρήσεων σέλας, διάδοσης ραδιοκυμάτων και μετεωριτών. Από την ίδρυσή της τεχνητούς δορυφόρουςΗ πυκνότητα του αέρα της Γης άρχισε να υπολογίζεται χάρη στα δεδομένα που προέκυψαν από το φρενάρισμα τους.

Μια άλλη μέθοδος είναι η παρατήρηση της εξάπλωσης τεχνητών νεφών ατμών νατρίου που δημιουργούνται από καιρικούς πυραύλους. Στην Ευρώπη, η πυκνότητα του αέρα στην επιφάνεια της Γης είναι 1,258 kg/m3, σε υψόμετρο πέντε km - 0,735, σε υψόμετρο είκοσι km - 0,087, σε υψόμετρο σαράντα km - 0,004 kg/m3.

Υπάρχουν δύο τύποι πυκνότητας αέρα: μάζα και βάρος (ειδικό βάρος).

Η πυκνότητα βάρους καθορίζει το βάρος 1 m3 αέρα και υπολογίζεται με τον τύπο γ = G/V, όπου γ είναι η πυκνότητα βάρους, kgf/m3. G είναι το βάρος του αέρα, μετρημένο σε kgf. V είναι ο όγκος του αέρα, μετρημένος σε m3. Καθόρισε ότι 1 m3 αέρα υπό τυπικές συνθήκες(βαρομετρική πίεση 760 mmHg, t=15°С) ζυγίζει 1.225 kgf, με βάση αυτό, η πυκνότητα βάρους (ειδικό βάρος) 1 m3 αέρα είναι γ = 1.225 kgf/m3.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι Το βάρος του αέρα είναι μια μεταβλητή ποσότητακαι αλλάζει ανάλογα με διάφορες συνθήκες, όπως το γεωγραφικό πλάτος και η δύναμη αδράνειας που συμβαίνει όταν η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της. Στους πόλους το βάρος του αέρα είναι 5% μεγαλύτερο από ό,τι στον ισημερινό.

Πυκνότητα μάζας αέρα είναι η μάζα 1 m3 αέρα, που συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα ρ. Όπως γνωρίζετε, το σωματικό βάρος είναι μια σταθερή ποσότητα. Ως μονάδα μάζας θεωρείται η μάζα ενός βάρους ιριδιδίου της πλατίνας, το οποίο βρίσκεται στο Διεθνές Επιμελητήριο Βαρών και Μετρών στο Παρίσι.

Η πυκνότητα μάζας αέρα ρ υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο: ρ = m / v. Εδώ m είναι η μάζα του αέρα, μετρημένη σε kg×s2/m. ρ είναι η πυκνότητα μάζας του, μετρημένη σε kgf×s2/m4.

Οι πυκνότητες μάζας και βάρους του αέρα εξαρτώνται από: ρ = γ / g, όπου g είναι ο συντελεστής βαρυτικής επιτάχυνσης ίσος με 9,8 m/s². Από αυτό προκύπτει ότι η πυκνότητα μάζας του αέρα υπό τυπικές συνθήκες είναι 0,1250 kg × s2/m4.

Καθώς η βαρομετρική πίεση και η θερμοκρασία αλλάζουν, η πυκνότητα του αέρα αλλάζει. Με βάση το νόμο Boyle-Marriott, όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του αέρα. Ωστόσο, καθώς η πίεση μειώνεται με το υψόμετρο, μειώνεται και η πυκνότητα του αέρα, η οποία εισάγει τις δικές της ρυθμίσεις, με αποτέλεσμα ο νόμος της κατακόρυφης μεταβολής της πίεσης να γίνεται πιο περίπλοκος.

Η εξίσωση που εκφράζει αυτόν τον νόμο της μεταβολής της πίεσης με το ύψος σε μια ατμόσφαιρα σε ηρεμία ονομάζεται βασική εξίσωση στατικής.

Δηλώνει ότι με την αύξηση του υψομέτρου η πίεση αλλάζει προς τα κάτω και όταν ανεβαίνει στο ίδιο ύψος, όσο μεγαλύτερη είναι η μείωση της πίεσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη της βαρύτητας και η πυκνότητα του αέρα.

Οι αλλαγές στην πυκνότητα του αέρα παίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτή την εξίσωση. Ως αποτέλεσμα, μπορούμε να πούμε ότι όσο πιο ψηλά ανεβαίνετε, τόσο λιγότερη πίεση θα πέσει όταν ανεβαίνετε στο ίδιο ύψος. Η πυκνότητα του αέρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία ως εξής: στον ζεστό αέρα η πίεση μειώνεται λιγότερο έντονα από ό,τι στον κρύο αέρα, επομένως, στο ίδιο ύψος, η πίεση σε μια ζεστή μάζα αέρα είναι υψηλότερη από ό,τι σε μια ψυχρή.

Με μεταβαλλόμενες τιμές θερμοκρασίας και πίεσης, η πυκνότητα μάζας του αέρα υπολογίζεται με τον τύπο: ρ = 0,0473xB / T. Εδώ B είναι η βαρομετρική πίεση, μετρημένη σε mm υδραργύρου, T είναι η θερμοκρασία του αέρα, μετρημένη σε Kelvin .

Πώς να επιλέξετε, σύμφωνα με ποια χαρακτηριστικά, παραμέτρους;

Τι είναι ένας βιομηχανικός στεγνωτήρας πεπιεσμένου αέρα; Διαβάστε σχετικά, τις πιο ενδιαφέρουσες και σχετικές πληροφορίες.

Ποιες είναι οι τρέχουσες τιμές για την οζονοθεραπεία; Θα μάθετε για αυτό σε αυτό το άρθρο:
. Κριτικές, ενδείξεις και αντενδείξεις για οζονοθεραπεία.

Η πυκνότητα καθορίζεται επίσης από την υγρασία του αέρα. Η παρουσία πόρων νερού οδηγεί σε μείωση της πυκνότητας του αέρα, η οποία εξηγείται από τη χαμηλή μοριακή μάζα νερού (18 g/mol) στο φόντο της μοριακής μάζας ξηρού αέρα (29 g/mol). Ο υγρός αέρας μπορεί να θεωρηθεί ως ένα μείγμα ιδανικών αερίων, σε καθένα από τα οποία ένας συνδυασμός πυκνοτήτων επιτρέπει σε κάποιον να αποκτήσει την απαιτούμενη τιμή πυκνότητας για το μείγμα τους.

Αυτό το είδος ερμηνείας καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό τιμών πυκνότητας με επίπεδο σφάλματος μικρότερο από 0,2% στο εύρος θερμοκρασίας από -10 °C έως 50 °C. Η πυκνότητα του αέρα σάς επιτρέπει να λάβετε την τιμή της περιεκτικότητάς του σε υγρασία, η οποία υπολογίζεται διαιρώντας την πυκνότητα των υδρατμών (σε γραμμάρια) που περιέχονται στον αέρα με την πυκνότητα του ξηρού αέρα σε κιλά.

Η βασική εξίσωση της στατικής δεν μας επιτρέπει να επιλύουμε συνεχώς προκύπτοντα πρακτικά προβλήματα στις πραγματικές συνθήκες μιας μεταβαλλόμενης ατμόσφαιρας. Ως εκ τούτου, επιλύεται κάτω από διάφορες απλοποιημένες παραδοχές που αντιστοιχούν σε πραγματικές πραγματικές συνθήκες κάνοντας έναν αριθμό μερικών υποθέσεων.

Η βασική εξίσωση της στατικής καθιστά δυνατή τη λήψη της τιμής της κατακόρυφης κλίσης πίεσης, η οποία εκφράζει τη μεταβολή της πίεσης κατά την άνοδο ή την κάθοδο ανά μονάδα ύψους, δηλ. τη μεταβολή της πίεσης ανά μονάδα κατακόρυφης απόστασης.

Αντί για κατακόρυφη κλίση, χρησιμοποιούν συχνά την αντίστροφη τιμή της - το επίπεδο πίεσης σε μέτρα ανά millibar (μερικές φορές χρησιμοποιείται επίσης μια απαρχαιωμένη έκδοση του όρου "βαθμίδα πίεσης" - βαρομετρική κλίση).

Η χαμηλή πυκνότητα αέρα καθορίζει μικρή αντίσταση στην κίνηση. Πολλά ζώα της ξηράς έχουν εξελιχθεί για να επωφεληθούν από τα περιβαλλοντικά οφέλη αυτής της ιδιοκτησίας. ατμοσφαιρικό περιβάλλον, λόγω της οποίας απέκτησαν την ικανότητα να πετούν. Το 75% όλων των ειδών των ζώων της ξηράς είναι ικανά για ενεργή πτήση. Είναι κυρίως έντομα και πουλιά, αλλά υπάρχουν και θηλαστικά και ερπετά.

Βίντεο με θέμα "Προσδιορισμός της πυκνότητας αέρα"

Ο αέρας είναι μια άυλη ποσότητα, δεν μπορεί να αγγίξει ή να μυρίσει, είναι παντού, αλλά για τους ανθρώπους είναι αόρατος, δεν είναι εύκολο να μάθουμε πόσο ζυγίζει ο αέρας, αλλά είναι δυνατό. Εάν η επιφάνεια της Γης, όπως σε ένα παιδικό παιχνίδι, τραβηχτεί σε μικρά τετράγωνα διαστάσεων 1x1 cm, τότε το βάρος καθενός από αυτά θα είναι ίσο με 1 kg, δηλαδή 1 cm 2 ατμόσφαιρας περιέχει 1 kg αέρα.

Μπορεί αυτό να αποδειχθεί; Αρκετά. Αν φτιάξετε μια κλίμακα από ένα συνηθισμένο μολύβι και δύο μπαλόνια, έχοντας στερεώσει τη δομή στο νήμα, το μολύβι θα είναι σε ισορροπία, αφού το βάρος των δύο φουσκωμένων μπάλων είναι το ίδιο. Μόλις τρυπηθεί ένα από τα μπαλόνια, το πλεονέκτημα θα είναι προς την κατεύθυνση του φουσκωμένου μπαλονιού, επειδή ο αέρας από το χαλασμένο μπαλόνι έχει διαφύγει. Αντίστοιχα, η απλή φυσική εμπειρία αποδεικνύει ότι ο αέρας έχει ένα συγκεκριμένο βάρος. Αλλά, αν ζυγίσετε τον αέρα σε μια επίπεδη επιφάνεια και στα βουνά, η μάζα του θα αποδειχθεί διαφορετική - ο αέρας του βουνού είναι πολύ ελαφρύτερος από τον αέρα που αναπνέουμε κοντά στη θάλασσα. Αιτιολογικό διαφορετικά βάρημερικοί:

Το βάρος 1 m 3 αέρα είναι 1,29 kg.

  • Όσο πιο ψηλά ανεβαίνει ο αέρας, τόσο πιο σπάνιος γίνεται, δηλαδή ψηλά στα βουνά, η πίεση του αέρα δεν θα είναι 1 kg ανά cm 2, αλλά το μισό, αλλά η περιεκτικότητα σε οξυγόνο που είναι απαραίτητο για την αναπνοή μειώνεται επίσης ακριβώς στο μισό , που μπορεί να προκαλέσει ζάλη, ναυτία και πόνο στο αυτί.
  • περιεκτικότητα σε νερό στον αέρα.

Το μείγμα αέρα περιλαμβάνει:

1.Άζωτο – 75,5%;

2. Οξυγόνο – 23,15%;

3. Αργό – 1,292%;

4. Διοξείδιο του άνθρακα – 0,046%;

5. Νέον – 0,0014%;

6. Μεθάνιο – 0,000084%;

7. Ήλιο – 0,000073%;

8. Κρυπτόν – 0,003%;

9. Υδρογόνο – 0,00008%;

10. Xenon – 0,00004%.

Η ποσότητα των συστατικών στον αέρα μπορεί να αλλάξει και, κατά συνέπεια, η μάζα του αέρα υφίσταται επίσης αλλαγές προς την κατεύθυνση αύξησης ή μείωσης.

  • ο αέρας περιέχει πάντα υδρατμούς. Ο φυσικός νόμος είναι ότι όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο περισσότερο νερόπεριέχει. Αυτός ο δείκτης ονομάζεται υγρασία αέρα και επηρεάζει το βάρος του.

Με τι μετριέται το βάρος του αέρα; Υπάρχουν αρκετοί δείκτες που καθορίζουν τη μάζα του.

Πόσο ζυγίζει ένας κύβος αέρα;

Σε θερμοκρασία 0° Κελσίου, το βάρος 1 m 3 αέρα είναι 1,29 kg. Δηλαδή, εάν διαθέσετε νοερά έναν χώρο σε ένα δωμάτιο με ύψος, πλάτος και μήκος ίσο με 1 m, τότε αυτός ο κύβος αέρα θα περιέχει ακριβώς αυτή την ποσότητα αέρα.

Εάν ο αέρας έχει βάρος και βάρος που είναι αρκετά αισθητό, γιατί ένα άτομο δεν αισθάνεται βάρος; Αυτό φυσικό φαινόμενο, όπως και η ατμοσφαιρική πίεση, σημαίνει ότι κάθε κάτοικος του πλανήτη πιέζεται από μια στήλη αέρα βάρους 250 κιλών. Η μέση επιφάνεια της παλάμης ενός ενήλικα είναι 77 cm2. Δηλαδή, σύμφωνα με τους φυσικούς νόμους, ο καθένας μας κρατά 77 κιλά αέρα στην παλάμη του χεριού μας! Αυτό ισοδυναμεί με το γεγονός ότι κουβαλάμε συνεχώς βάρη 5 λιβρών σε κάθε χέρι. ΣΕ πραγματική ζωήΑκόμα και ένας αρσιβαρίστας δεν μπορεί να το κάνει αυτό, ωστόσο, ο καθένας μας μπορεί να χειριστεί ένα τέτοιο φορτίο εύκολα, γιατί η ατμοσφαιρική πίεση πιέζει και από τις δύο πλευρές, τόσο έξω από το ανθρώπινο σώμα όσο και από μέσα, δηλαδή η διαφορά είναι τελικά μηδενική.

Οι ιδιότητες του αέρα είναι τέτοιες που επηρεάζει διαφορετικά το ανθρώπινο σώμα. Ψηλά στα βουνά, λόγω έλλειψης οξυγόνου, οι άνθρωποι βιώνουν οπτικές παραισθήσεις και σε μεγάλα βάθη, ο συνδυασμός οξυγόνου και αζώτου σε ένα ειδικό μείγμα - «αέριο γέλιου» - μπορεί να δημιουργήσει μια αίσθηση ευφορίας και αίσθημα έλλειψης βαρύτητας.

Γνωρίζοντας αυτά τα φυσικά μεγέθη, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα της ατμόσφαιρας της Γης - την ποσότητα του αέρα που συγκρατείται στο διάστημα κοντά στη Γη από βαρυτικές δυνάμεις. Το ανώτερο όριο της ατμόσφαιρας τελειώνει σε υψόμετρο 118 km, δηλαδή, γνωρίζοντας το βάρος των m 3 αέρα, μπορείτε να διαιρέσετε ολόκληρη την επιφάνεια σε στήλες αέρα, με βάση 1x1 m, και να προσθέσετε τη μάζα που προκύπτει τέτοιων στηλών. Τελικά, θα είναι ίσο με 5,3 * 10 στη δέκατη πέμπτη δύναμη των τόνων. Το βάρος της θωράκισης αέρα του πλανήτη είναι αρκετά μεγάλο, αλλά είναι μόνο το ένα εκατομμυριοστό της συνολικής μάζας σφαίρα. Η ατμόσφαιρα της Γης χρησιμεύει ως ένα είδος ρυθμιστή που προστατεύει τη Γη από δυσάρεστες κοσμικές εκπλήξεις. Μόνο από τις ηλιακές καταιγίδες που φτάνουν στην επιφάνεια του πλανήτη, η ατμόσφαιρα χάνει έως και 100 χιλιάδες τόνους της μάζας της ετησίως! Μια τέτοια αόρατη και αξιόπιστη ασπίδα είναι ο αέρας.

Πόσο ζυγίζει ένα λίτρο αέρα;

Ένα άτομο δεν παρατηρεί ότι περιβάλλεται συνεχώς από διαφανή και σχεδόν αόρατο αέρα. Είναι δυνατόν να δούμε αυτό το άυλο στοιχείο της ατμόσφαιρας; Οπτικά, κινούμενος αέριες μάζεςεκπέμπεται καθημερινά στην οθόνη της τηλεόρασης - ζεστό ή ψυχρό μέτωποφέρνει την πολυαναμενόμενη υπερθέρμανση ή έντονη χιονόπτωση.

Τι άλλο ξέρουμε για τον αέρα; Πιθανώς, το γεγονός ότι είναι ζωτικής σημασίας για όλα τα ζωντανά όντα που ζουν στον πλανήτη. Κάθε μέρα ένα άτομο εισπνέει και εκπνέει περίπου 20 κιλά αέρα, το ένα τέταρτο του οποίου καταναλώνεται από τον εγκέφαλο.

Το βάρος του αέρα μπορεί να μετρηθεί σε διαφορετικές φυσικές μονάδες, συμπεριλαμβανομένων των λίτρων. Το βάρος ενός λίτρου αέρα θα είναι ίσο με 1,2930 γραμμάρια, σε πίεση 760 mm Hg. στήλη και θερμοκρασία 0°C. Εκτός από τη συνήθη αέρια κατάσταση, ο αέρας μπορεί να βρεθεί και σε υγρή μορφή. Για να μεταβεί μια ουσία σε αυτήν την κατάσταση συσσωμάτωσης, θα χρειαστεί έκθεση σε τεράστια πίεση και πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Οι αστρονόμοι προτείνουν ότι υπάρχουν πλανήτες των οποίων οι επιφάνειες καλύπτονται πλήρως με υγρό αέρα.

Οι πηγές οξυγόνου που είναι απαραίτητες για την ανθρώπινη ύπαρξη είναι τα δάση του Αμαζονίου, τα οποία παράγουν έως και το 20% αυτού. σημαντικό στοιχείοσε όλο τον πλανήτη.

Τα δάση είναι πραγματικά οι «πράσινοι» πνεύμονες του πλανήτη, χωρίς τους οποίους η ανθρώπινη ύπαρξη είναι απλά αδύνατη. Ως εκ τούτου, τα φυτά εσωτερικού χώρου σε ένα διαμέρισμα δεν είναι απλώς ένα έπιπλο, καθαρίζουν τον εσωτερικό αέρα, η ρύπανση του οποίου είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερη από την εξωτερική.

Ο καθαρός αέρας έχει γίνει εδώ και καιρό έλλειψη στις μεγαλουπόλεις· η ατμοσφαιρική ρύπανση είναι τόσο μεγάλη που οι άνθρωποι είναι έτοιμοι να αγοράσουν καθαρό αέρα. Οι "πωλητές αέρα" εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στην Ιαπωνία. Παρήγαγαν και πουλούσαν καθαρό αέρα σε κουτιά και οποιοσδήποτε κάτοικος του Τόκιο μπορούσε να ανοίξει ένα κουτί καθαρού αέρα για δείπνο και να απολαύσει το πιο φρέσκο ​​άρωμά του.

Η καθαρότητα του αέρα έχει σημαντικό αντίκτυπο όχι μόνο στην ανθρώπινη υγεία, αλλά και στην υγεία των ζώων. Σε μολυσμένες περιοχές των υδάτων του ισημερινού, κοντά σε περιοχές που κατοικούνται από ανθρώπους, πεθαίνουν δεκάδες δελφίνια. Η αιτία θανάτου για τα θηλαστικά είναι μια μολυσμένη ατμόσφαιρα· στις νεκροψίες ζώων, οι πνεύμονες των δελφινιών μοιάζουν με τους πνεύμονες των ανθρακωρύχων, φραγμένοι με σκόνη άνθρακα. Οι κάτοικοι της Ανταρκτικής, οι πιγκουίνοι, είναι επίσης πολύ ευαίσθητοι στην ατμοσφαιρική ρύπανση εάν ο αέρας περιέχει ένας μεγάλος αριθμός απόεπιβλαβείς ακαθαρσίες, αρχίζουν να αναπνέουν βαριά και κατά διαστήματα.

Για ένα άτομο, ο καθαρός αέρας είναι επίσης πολύ σημαντικός, επομένως, μετά την εργασία στο γραφείο, οι γιατροί συνιστούν καθημερινές ωριαίες βόλτες στο πάρκο, το δάσος ή έξω από την πόλη. Μετά από μια τέτοια «αεροθεραπεία», ζωτικότητατο σώμα αποκαθίσταται και η ευεξία βελτιώνεται σημαντικά. Η συνταγή για αυτό το δωρεάν και αποτελεσματικό φάρμακο είναι γνωστή από την αρχαιότητα· πολλοί επιστήμονες και ηγεμόνες το θεωρούσαν υποχρεωτικό τελετουργικό καθημερινές βόλτεςστον καθαρό αέρα.

Για έναν σύγχρονο κάτοικο της πόλης, η θεραπεία με αέρα είναι πολύ σημαντική: μια μικρή μερίδα ζωογόνου αέρα, βάρους 1-2 κιλών, είναι πανάκεια για πολλές σύγχρονες παθήσεις!

mob_info