Я не могу обойтись без воздуха, как всякий землянин. Воздух может быть чистым и загрязнённым, тёплым и морозным, даже вкусным, который хочется не вдыхать, а есть или пить. Стоит мне взмахнуть рукой, как я чувствую сопротивление воздуха. Лёгкий ветерок или сильный буран перегоняет массы воздуха с разной скоростью. Он может приятно обдуть тебе лицо или сбить с ног.
Химический состав воздуха
Для химиков и прочих специалистов воздух - это, прежде всего, смесь газов. Британский учёный Блэк ещё в середине 18-го века определил его состав при нормальных условиях:
- азот – 78 % объёма (75,5 % по массе);
- кислород – 21 % (23,2 %);
- аргон и другие инертные газы (неон, гелий, криптон, ксенон) – 0,9 % (1,3 %);
- углекислый газ – 0,03 % (0,05 %);
- метан, водород – менее 0,001 %.
А ещё важная составляющая воздуха - водяной пар. В кубометре воздуха воды может быть несколько десятков граммов, это зависит от температуры.
Газы для дыхания и работы
Кислород нужен для жизни, для дыхания. Чем выше от уровня моря, тем его меньше. Я в высоких горах не был, но и на высоте около 3000 метров дышать было трудновато. Углекислый газ нужен растениям для фотосинтеза, процесса строительства клеток. Азот в газообразном состоянии инертен, но важен для жизни. Он встроен в аминокислоты и другие органические молекулы.
Инертные газы нужны для чего-нибудь нейтрального. Гелием можно воздушные шары заправлять, в аргоне делать сварку, а неон заправлять в электрические лампочки.
Голова, как индикатор чистоты атмосферы
В больших городах в воздух попадает большое количество вредных газов, особенно, продуктов дожига топлива. Это угарный газ CO, оксиды азота, серы и прочая гадость. Я живу близко от группы химических предприятий и уже привык к вредным выбросам. Но иногда от этого даже болит голова.
Для жизни человека важно достаточное количество кислорода. Меньше нормы – наступает кислородное голодание. Больше нормы – отравление. Сколько раз в лесу замечал опьяняющий эффект от чистейшего воздуха, особенно, после долгого городского затворничества.
Вроде всё просто: вдох-выдох! Но что скрыто за этими словами? Этот вопрос задала мне двоюродная сестра, и вместо того, чтобы отмахнуться, сказав что я занята, я решила постараться объяснить ребенку, используя все имеющиеся на тот момент в моей голове знания, как же понимать эти слова.
Что входит в состав воздуха
Мы дышим воздухом. Он представляет собой газ. Точнее, даже смесь газов.
Воздух состоит из следующих газов:
- Азот.
- Кислород.
- Аргон.
- Углекислый газ.
- Неон.
- Криптон.
- Метан.
- Гелий.
- Водород.
- Ксенон.
78 процентов составляет азот, 21 процент кислород и 1 процент углекислый газ. Остальные газы составляют лишь очень незначительную его часть.
Одинаковый ли везде воздух
В разных частях нашей планеты воздух различен по составу. Зависит это от наличия городов (в них в воздухе больше содержание углекислого газа), горная местность или равнина (в горах в воздухе меньше кислорода).Так же на состав воздуха влияют:
- Давление.
- Влажность.
- Температура.
Почему для людей важен воздух
Воздух является той средой, без которой человек просто не может существовать. При отсутствии воздуха человек может прожить буквально несколько минут. При этом, например, без еды организм способен продержаться почти месяц. Именно благодаря окружающему нас воздуху осуществляются основные процессы жизнедеятельности в организме. Формирование воздушной атмосферы на Земле продолжалось около миллиарда лет, и порядка 140 миллионов лет назад атмосфера приобрела современные свойства. С тех пор ее состав практически не менялся.
Но воздух необходим не только человеку. В нем так же нуждаются растения и животные. Воздух нужен растениям для дыхания, т. е. газообмена между растением и окружающей средой. Из воздуха растения получают необходимый кислород или углекислый газ для множества физиологический процессов, которые протекают в растительных организмах. Воздух также нужен и тем существам, которые живут в воде. Растворенный в воде кислород расходуется при дыхании обитателями морей, озер, рек и прудов.
Как мне кажется, воздух — весьма интересное явление в рамках формирования жизни и ее эволюции на планете Земля. Каждое живое существо, да и растения тоже, нуждаются в кислороде, без него ничего бы не существовало, по крайней мере, углеродной жизни так точно. Но человек не может увидеть воздух, потрогать его, он лишь ощущает его полезные свойства, ведь если попробовать задержать дыхание на полминуты, можно прочувствовать как тело угасает, а при вдохе происходит огромное облегчение. В действительности, воздух представляет собой многокомпонентную оболочку, окружаемую поверхность Земли, состоящую из множества газов, все это принято называть атмосферой.
Какие газы находятся в составе воздуха
Раньше человечество предполагало, что воздух — это однородное вещество, что не удивительно, поскольку тогда не было технических возможностей нормально исследовать этот вопрос. И лишь в середине 18 века Джозефу Блэку удалось доказать, что атмосфера состоит из смеси разнообразных газов, при этом, осуществил он это экспериментальным способом, не оставив сомнений у научного сообщества того времени. Практически 99 процентов занимают азот и кислород, причем первый в преимуществе. Азот на уровне 80%, кислород — 18-20%.
Помимо этого, доля приходится на такие газы, как аргон, углекислый, водород, гелий, но она настолько незначительна, что почти не оказывает никакого влияния на земную жизнь. Однако в крупных городах процент углекислого газа может повышаться, а вот в сельской местности, где нет дорог и заводов, он снижается.
Воздух на других планетах Солнечной системы
Как известно, помимо нашей планеты, есть еще три, относящиеся к земной группе, включая:
- Меркурий.
- Венеру.
- Марс.
На них тоже присутствует атмосфера, к примеру, на Меркурии зафиксировано присутствие аргона, гелия, водорода и кислорода.
Газовый состав атмосферы Венеры просто поразителен, ведь 95% приходится на углекислый газ, кроме того, давление почти в 90 раз превышает земное. Такая же ситуация складывается и на Марсе. А вот в открытом космосе воздуха нет вообще, там царствует абсолютный вакуум.
Его нельзя потрогать и нельзя увидеть, а главное, чем мы ему обязаны — жизнь. Конечно, это воздух, который занимал не последнее место в фольклоре каждого народа. Как представляли его люди древности, и что он представляет из себя на самом деле — об этом я напишу ниже.
Газы, из которых состоит воздух
Естественная смесь газов называется воздухом. Его необходимость и значение для живого трудно недооценить — он играет важную роль в окислительных процессах, которые сопровождаются выделением необходимой для всего живого энергии. Путем экспериментов ученые смогли определить точный его состав, но главное, что необходимо понять — это не однородное вещество, а газовая смесь. Около 99% состава — смесь кислорода и азота, а в целом воздух образует атмосферу нашей планеты. Итак, смесь состоит из следующих газов:
- метан;
- криптон;
- гелий;
- ксенон;
- водород;
- неон;
- углекислый газ;
- кислород;
- азот;
- аргон.
Нужно отметить, что состав не является постоянным и может значительно отличаться на разных участках. Например, большие города отличаются большим содержанием углекислого газа. В горах будет наблюдаться пониженный уровень кислорода, поскольку этот газ тяжелее азота, и по мере восхождения плотность его будет падать. Наука утверждает, что состав может отличаться в разных частях планеты от 1% до 4% для каждого из газов.
Кроме процентного соотношения газов, воздух характеризуется по следующим параметрам:
- влажность;
- температура;
- давление.
Воздух постоянно находится в движении, образуя вертикальные потоки. Горизонтальные — ветры, зависят от определенных природных условий, поэтому могут иметь разные характеристики скорости, силы и направления.
Воздух в фольклоре
Легенды каждого народа наделяют воздух некими «живыми» качествами. Как правило, духи этой стихии представляли собой неуловимых и невидимых созданий. Согласно легендам, они населяли вершины гор или облака, и отличались предрасположенностью к человеку. Именно они, как считалось, творили снежинки и собирали облака в тучи, летая по небу на ветрах.
Египтяне считали воздух символом жизни, а индийцы полагали, что выдох Брахмы — жизнь, а вдох, соответственно — смерть. Что касается славян, то воздух (ветер) занимал чуть ли не центральное место в легендах этого народа. Он мог слышать, а иногда даже исполнять небольшие просьбы. Однако не всегда он был добр, иногда выступая на стороне сил зла в виде злого и непредсказуемого странника.
Часто, желая подчеркнуть значимость близкого человека, люди говорят: «Я тобой дышу». А если хотят сказать о чем-то очень важном для себя в жизни, то: «Это для меня как воздух». Безусловно, метафора очень точная, ведь тот факт, что без воздуха жизнь невозможна, известен даже ребенку. А сейчас рассмотрим субстанцию воздуха не в качестве приема для передачи информации в переносном смысле, а его химический состав. Итак, из чего же состоит невидимый без цвета и запаха жизненно важный для всех воздух?
Газы – основные составляющие воздуха
Воздушное пространство состоит из смеси газов, создает своеобразную оболочку Земли и называется атмосферой. Содержание химических веществ в воздухе неравномерно:
- кислород (содержание около 21%) – наиболее важная составляющая, жизненно необходимая для человека и всего живого на планете;
- азот (основная количественная составляющая – 78%) – является как бы «разбавителем» других компонентов воздуха. Не принимает участия в химических реакциях, однако в превышающих норму количествах, является губительным для человека;
- углекислый газ (его количество минимально – всего 0,03-0,04%) – показатель загрязненности воздуха. Много углекислого газа оказывает на человека наркотическое действие и приводит к смерти;
- водяные пары, аргон, гелий, криптон, озон, перекись водорода (суммарно составляют около 1%) – из воздуха добывают инертные газы специальным методом.
Интересные факты о воздухе
Легче всего запоминается информация, дополненная интересными примерами. Поэтому, знаете ли вы, что:
- человек за сутки вдыхает 20 кг воздуха;
- что называют «легкими нашей планеты»? Ответ – леса Амазонки. Именно они вырабатывают наибольшее количество кислорода на Земле;
- остров Тасмания (240 км от Австралии) – «представитель» самого чистого воздуха в мире;
- «деньги из воздуха» - это не голословная фраза. Некоторые люди сделали бизнес из воздуха в прямом смысле слова. В продаже есть закрытые баночки с надписью «Воздух Санкт-Петербурга», «Воздух Владивостока» или «Воздух Одессы»:)