чем мы дышим состав воздуха формула
Формула воздуха
Газовый состав воздуха
От уровня моря до высоты около 11000 м (слой тропосферы) газовый состав воздуха практически не изменяется и выглядит следующим образом:
| Вещество | Формула | Объемная доля, % | Массовая доля, % |
|---|---|---|---|
| Задание | Плотность некоторого газа по воздуху равна 2. Какую массу будет иметь этот газ объемом 5,6 л (н.у.)? |
| Решение | Молекулярная масса воздуха равна 29 г/моль. |
Рассчитаем молекулярную массу данного газа:
газа
возд
газа 
г/моль
Согласно следствию из закона Авогадро молярный объем газа при нормальных условиях равен 22,4л.
Составим пропорцию и рассчитаем массу 5,6 л газа:
58г газа занимает объем 22,4л
х г газа занимает объем 5,6л
г
| Задание | При сжигании 5,36 г некоторого гомолога бензола было израсходовано 56,7 л воздуха (н.у). Определите формулу исходного соединения. |
| Решение | Запишем уравнение реакции горения: |
Содержание кислорода в воздухе – 21%. Рассчитаем объем кислорода, израсходованного в процессе горения:
возд 
л
Количество вещества кислорода будет равно:
моль
По уравнению реакции
Отсюда количество вещества гомолога бензола, вступившего в реакцию, будет равно:
Следовательно, формула вещества C8H10
Состав воздуха какие вещества входят и их концентрация
Пока мы дышим, мы живем. Ни на одной планете в солнечной системе нет настолько тесной связи между химией и биологией. Наш мир уникален.
В зависимости от территории объем главного компонента жизненно необходимого газа составляет от 16 до 20 процентов – это кислород, формула которого O2. Его вариация ощущается в пространстве как «свежесть» после грозы – это озон O3.
Из этой статьи вы узнаете все тайны воздушной оболочки земли. Что произойдет с миром без одного компонента? Какой вред может нанести? Как на жизнь повлияет незначительное ухудшение атмосферы?
Что такое воздух
Древние греки использовали два слова в качестве определения для воздуха: аир, что означало нижние слои атмосферы (Дим), а эфир означал яркие верхние слои атмосферы (заоблачное пространство).
В алхимии символ воздуха – это треугольник, разделенный надвое горизонтальной линией.
В современном мире, ему подошло бы такое определение – газовая смесь, окружающая планету, которая защищает от проникновения радиации солнца и больших доз ультрафиолета.
За многомиллионный период развития планета преобразовала газовые вещества и создала уникальный защитный щит, увидеть который практически невозможно. Массовая доля их несоизмеримо мала для космоса.
Ничто больше не оказывает влияние на мирообразование. Если вспомнить, что часть воздушных масс – это кислород, то, что произойдет на земле без него? Здания и сооружения рухнут.
Металлические мосты и прочие конструкции, завораживающие миллионы туристов, превратятся в единой ком из-за малого количества молекул кислорода (в данной ситуации близкой к нулю). Ухудшится жизнь всех живых организмов на планете, а некоторых приведет к смерти.
Моря и океаны, испаряясь в виде водорода, исчезнут. И когда планета станет похожей на Луну, воцарится радиационный пожар, выжигающий остатки флоры, поскольку без кислорода температура очень сильно увеличится, а вот без атмосферы не будет защиты от солнца.
Из чего состоит воздух
Почти вся земная атмосфера состоит только из пяти газов: азота, кислорода, водяного пара, аргона и углекислого газа.
Другие смеси в ней тоже присутствуют, но ради чистоты представления химический состав водяного пара рассматриваться не будет. Стоит упомянуть, что в воздушной массе он занимает не более пяти процентов.
Состав воздуха в процентах
В идеале собранный в банку воздух состоит на:
Более мелкие компоненты это:
Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха
Дыхание преобладает над прочими потребностями человека. Из школьного курса каждому известно, что человек вдыхает кислород, а выдыхает углекислый газ. Хотя в жизни в воздухе кроме чистого O2 присутствует другие вещества.
Вдох выдох. Подобный цикл повторяется порядка 22000 раз в день в процессе чего потребляется кислород, который поддерживает жизнеспособность человеческого тела. Проблема в том, что нежная легочная ткань подвергается нападению со стороны загрязнения воздуха, чистящих растворов, волокон, паров и пыли.
В первой половине статьи говорилось про сокращение кислорода, но что будет при увеличении. Двукратная концентрация основного газа привела бы к сокращению потребляемого топлива в автомобилях.
Вдыхая больше кислорода, человек стал бы намного психологически позитивнее. Однако, некоторым насекомым благоприятный климат позволил бы увеличиться в размерах. Есть ряд теорий, прогнозирующих это. Думается, что никто не хотел бы встретиться с пауком размером с собаку, а про рост крупных представителей можно только фантазировать.
Вдыхая меньше тяжелых металлов, человечество смогло бы победить ряд сложных заболеваний, но такой проект потребует много сил. Есть целая программа, направленная на создание практического рая на земле: в каждом доме, в комнате, городе или стране. Ее цель сделать атмосферу чище, избавить людей от опасной работы в шахтах и металлургии. Место, где рабочие места заняли бы мастера своего дела.
Важно, что вдыхать чистый, не тронутый промышленностью воздух можно, но для этого нужна политическая, а лучше мировая воля. А пока люди заняты поисками денег и дешевых (грязных) технологий, остается вдыхать только городской смог. Как долго подобное продлится неизвестно.
Наглядно оценить атмосферный воздух столицы нашей родины, который вдыхает не один десяток людей, позволит карта.
Гигиеническое значение атмосферного воздуха
Официально, загрязнение воздуха может быть определено как содержание вредных веществ в воздухе либо частиц или микроскопических биологических молекул, которые представляют опасность для здоровья живых организмов: людей, животных или растений.
Уровень загрязнения воздуха в конкретном месте зависит главным образом от источника или источников загрязнения. Сюда входят:
Все перечисленное извергает в воздух различные типы опасных веществ и токсинов, превышая нормы в десятки, а порой сотни раз. В сочетании с природными источниками – вулканы, гейзеры и прочее – создается смертоносный коктейль ядовитых воздушных масс, который привычно называют «смогом».
Доказательства вины каждого человека очевидны. Наш персональный выбор и промышленность могут оказать пагубное влияние на столь необходимый газ. За век технологического рывка природа успела пострадать, а значит отмщение неизбежно.
Увеличивая выбросы, человечество приближается к пропасти, возврата из которой нет и быть не может. Пока не поздно, следует исправить хоть что-то. Доказано, что альтернативные промышленные технологии могут помочь очистить воздух в Москве, Петербурге, Токио, Берлине и любом ином крупном городе.
Вот некоторые пути решения:
Воздух
Во́здух — естественная смесь газов, главным образом азота и кислорода, 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 методом сжижения получают 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. [1]
| 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. [источник не указан 924 дня]
Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов.
Физические свойства
| Параметр | Значение | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Средняя относительная молярная масса | 28,98 г/моль | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Средняя удельная теплоемкость при постоянном давлении cp | 1,006 кДж/(кг·К) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Средняя удельная теплоемкость при постоянном объёме cv | 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 см 3 /л | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Показатель преломления (при нормальных условиях) | 1,0002926 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коэффициент изменения показателя преломления | 2,8·10 −9 1/Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Средняя поляризуемость молекулы | 2·10 −30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Константа Сатерленда Sat | 171·10 −7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Воздух в философии
Первый символ – общепринятое изображение стихии воздух.
Второе – алхимический символ.
Третье изображение – триграмма воздуха в Книге Перемен.
Немецкий мыслитель Фридрих Вильгельм Ницше писал [источник не указан 144 дня] 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. [источник не указан 144 дня]
Это символ не только физической, но и духовной свободы, свободы мысли. [источник не указан 144 дня]
Воздух в искусстве
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Воздух» в других словарях:
воздух — 1. ВОЗДУХ, а; мн. нет; м. 1. Смесь газов (преимущественно азота и кислорода), из которых состоит атмосфера Земли; дыхательная среда человека, живого организма. Давление, влажность, температура воздуха. Морской, горный, лесной в. Чистый в.… … Энциклопедический словарь
ВОЗДУХ — 1. ВОЗДУХ1, воздуха, мн. нет, муж. Сложное газообразное тело, составляющее атмосферу земли (физ.). Воздух состоит гл. обр. из кислорода и азота. || Земная атмосфера; то, чем дышит живое существо. Спертый воздух. Выйти подышать воздухом. Лесной… … Толковый словарь Ушакова
ВОЗДУХ — 1. ВОЗДУХ1, воздуха, мн. нет, муж. Сложное газообразное тело, составляющее атмосферу земли (физ.). Воздух состоит гл. обр. из кислорода и азота. || Земная атмосфера; то, чем дышит живое существо. Спертый воздух. Выйти подышать воздухом. Лесной… … Толковый словарь Ушакова
воздух — Атмосфера. Ср … Словарь синонимов
ВОЗДУХ — ВОЗДУХ, смесь газов, составляющая атмосферу Земли. Сухой воздух содержит азот (78,1% по объему у поверхности Земли), кислород (21%), благородные газы (0,9%), углекислый газ (0,03%) и др.; во влажном воздухе до 3% водяных паров. Масса (5,1… … Современная энциклопедия
Воздух — ВОЗДУХ, смесь газов, составляющая атмосферу Земли. Сухой воздух содержит азот (78,1% по объему у поверхности Земли), кислород (21%), благородные газы (0,9%), углекислый газ (0,03%) и др.; во влажном воздухе до 3% водяных паров. Масса (5,1… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ВОЗДУХ — смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли: азот (78,09% по объему), кислород (20,95%), благородные газы (0,94%), углекислый газ (0,03%); суммарная масса ок. 5,2.1015 т. Плотность 1,2928 г/л, растворимость в воде 29,18 см³/л. Благодаря… … Большой Энциклопедический словарь
ВОЗДУХ — смесь газов, образующих атмосферу Земли и используемых для дыхания всеми сухопутными живыми организмами. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. ВОЗДУХ (В.) важный… … Экологический словарь
ВОЗДУХ — ВОЗДУХ, а, муж. 1. Смесь газов, составляющая атмосферу Земли. Струя воздуха. В воздухе носится или чувствуется что н. (перен.: заметно появление каких н. идей, настроений). Повиснуть в воздухе (перен.: о ком чём н., оказавшемся в неопределённом… … Толковый словарь Ожегова
ВОЗДУХ — одна из фундаментальных стихий мироздания. Как и огонь, В. соотносится с мужским, лёгким, духовным началом в противоположность земле и воде, относящимся чаще всего к началу женскому, тяжёлому, материальному. Становящийся доступным органам чувств… … Энциклопедия мифологии
Что такое воздух: естествознание для взрослых
Что такое воздух: естествознание для взрослых
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.
| Элемент | % по объему | % по массе |
| Азот | 78,084 | 75,5 |
| Кислород | 20,9476 | 23,15 |
| Аргон | 0, 934 | 1,292 |
| Углекислый газ | 0,0314 | 0,046 |
| Неон | 0,001818 | 0,0014 |
| Метан | 0,0002 | 0,000084 |
| Гелий | 0,000524 | 0,000073 |
| Криптон | 0,000114 | 0,003 |
| Водород | 0,00005 | 0,00008 |
| Ксенон | 0,0000087 | 0,00004 |
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:
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
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.