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空气

2021-07-16 12:27:31

空气是指地球大气层中的气体混合。它主要由78%的氮气、21%氧气、还有1%的稀有气体和杂质组成的混合物。空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会改变。但是长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质,直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。19世纪末,科学家们又通过大量的实验发现,空气里还有氦、氩、氙、氖等稀有气体。

在自然状态下空气是无味无臭的。

空气中的氧气对于所有需氧生物来说是必需。所有动物都需要呼吸氧气,植物利用空气中的二氧化碳进行光合作用,二氧化碳是近乎所有植物的唯一的的来源。

成分

资料专题:空气成分

物理特性

随温度的变化
温度
[°C]
声速
[m/s]
空气密度
[kg·m]
声阻抗
[N·s·m]
- 10325.41.341436.5
- 5328.51.316432.4
0331.51.293428.3
+ 5334.51.269424.5
+ 10337.51.247420.7
+ 15340.51.225417.0
+ 20343.41.204413.5
+ 25346.31.184410.0
+ 30349.21.164406.6

密度

标准状况下空气密度为1.293kg/m。

压力

气压是位于一个地点上方空气受地球引力导致的静态的重力造成的压力。气压除根据测量高度变化外还受温度和空气动力的影响。在海平面一平方米上的空气压力约为10336千克。

温度

气温是指地面附近空气在不受太阳辐射加热或者地面热源加热的情况下的温度。

不同应用对于气温的定义不一样。在气象学中气温被定义为地面以上两米高处的温度。

湿度

湿度是水蒸气在空气中的成分。

其它

在标准状态下空气的声速为331.5m/s。

干燥空气的摩尔质量为28. 在标准状态下空气对可见光的折射率约为1.00029。它随气压、气温和空气成分变化。尤其湿度对于折射率的影响比较大,相应地光速在空气中也随之改变。

比热容:

  • cp{\displaystyle c_{p}}= 1.005 kJ/(kg K)= 0.279 kWh/(Ton K)(等压过程)
  • cv{\displaystyle c_{v}}= 0.718 kJ/(kg K)= 0.199 kWh/(Ton K)(等容过程)

不含水蒸气的空气被称为干空气。干空气的气体常数为2.8704*10**6e

空气污染和保护

空气污染是对空气的环境污染,它是通过烟、灰尘、雾、蒸气、气溶胶和有味物质对自然的空气成分造成的变化。 部分微小颗粒,统称为PM10、PM2.5等。 在过去数年中在发达国家的空气污染情况有所好转,同时对温室气体的释放在这些国家里依然不断上升。在第三世界和工业化国家中,空气污染依然是一个非常严重的问题。

文化意义

古希腊哲学中的四元素说将空气列为世界万物的基本组成部分之一。与空气相应的正多面体是正八面体。