Воздух

У этого термина существуют и другие значения, см. Воздух (значения).

Во́здух — смесь газов, главным образом, состоящая из азота и кислорода (в совокупности 98—99 % в зависимости от влажности, то есть концентрации водяного пара), а также аргона, углекислого газа, водорода, образующая земную атмосферу.

Воздух
Теплопроводность	0,026 Вт/(м·K)
Динамическая вязкость	18,5 микропаскаль-секунда
Показатель преломления	1,00026825 ± 1,0E−8
Медиафайлы на Викискладе

Воздух составляет воздушную оболочку Земли и необходим для нормального существования аэробных 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 в детандере и ректификации воздуха, добывают инертные газы, а также азот и кислород, в том числе и в жидком виде для использования в криогенных установках (жидкий азот), либо же (жидкий кислород) в качестве окислительного компонента ракетного топлива для жидкотопливных ракетных двигателей. Из воздуха также получают и углекислый газ в различных формах для технических применений, в том числе и сухой лёд — твёрдую фазу углекислого газа, возгоняющуюся (испаряющуюся, минуя жидкую фазу) при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа).

Химический состав

Состав земной атмосферы по объёму, за исключением водяного пара

В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов, а не простое вещество^[1].

Химический состав осушённого воздуха :

Вещество	Обозначение	По объёму, %	По массе, %
Азот	N2	78,084	75,5
Кислород	O2	20,946	23,15
Аргон	Ar	0,934	1,292
Углекислый газ	CO2	0,03	0,046
Неон	Ne	0,001818	0,0014
Криптон	Kr	0,000114	0,0003[2]
Метан	CH4	0,0002	0,000084
Гелий	He	0,000524	0,000073
Водород	H2	0,00005	0,00008
Ксенон	Xe	0,0000087	0,00004
Другие			0,007323

Состав воздуха может меняться в небольших пределах: в крупных городах содержание углекислого газа немного выше, чем в лесах; в высокогорье и на больших высотах концентрация кислорода немного ниже вследствие того, что молекулы кислорода тяжелее молекул азота и потому концентрация кислорода с высотой уменьшается быстрее.

Практически весь аргон, содержащийся в атмосфере воздуха, образовался в результате радиоактивного распада одного природного радионуклида — калия-40, встречающегося повсеместно и необходимого для поддержания жизнедеятельности живых организмов, в том числе и организма человека. Первичная атмосфера Земли практически не содержала аргона, также об этом свидетельствует и изотопный состав аргона — практически весь атмосферный аргон состоит из одного изотопа — аргона-40, доли остальных стабильных изотопов аргона ничтожно малы.

Воздух также содержит в очень малых количествах (относительно других компонентов) и радиоактивный инертный газ радон, правда, объёмная активность воздуха может варьироваться в достаточно широких пределах, и зависит от близости относительно месторождений урана, а также от вентиляции помещения (при должной вентиляции объёмная активность становится существенно меньше), строительных материалов и от наличия в самом помещении например приборов с радиевой краской, или минералов, содержащих уран. Радон наряду с табакокурением является ведущей причиной рака лёгких, причём, нередко эти два фактора в плане канцерогенеза действуют синергетически, то есть взаимно дополняя и усиливая друг друга.

Существенное влияние на концентрацию газов в воздухе оказывает водяной пар, концентрация которого зависит от температуры, влажности, наличия и площади поверхности водоёмов, времени года, климата. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может содержать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов, а вблизи крупных водоёмов относительная влажность выше.

Физические свойства

См. также: Жидкий воздух

Физические свойства воздуха:

Параметр	Значение
Средняя молярная масса	28,98 г/моль
Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па) Температура, °C Плотность, кг/м³ −25 1,424 0 1,2929 20 1,2047 225 0,7083
Средняя удельная теплоёмкость при постоянном давлении cp	1,006 кДж/(кг·К)
Средняя удельная теплоёмкость при постоянном объёме cv	0,717 кДж/(кг·К)
Показатель адиабаты	1,40
Скорость звука (при н. у.)	331 м/с (1193 км/ч)[3]
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) Температура, °C Теплопроводность, Вт/(м·К) –173 0.00922 –143 0.01204 –113 0.01404 –83 0.01741 –53 0.01983 –23 0.02207 –3 0.02348 0,1 0.02370 7 0.02417 17 0.02485 27 0.02553 37 0.02621 67 0.02836 97 0.03026
Показатель преломления (при стандартных условиях)	1,0002926
Коэффициент изменения показателя преломления	2,8⋅10−9 1/Pa
Средняя поляризуемость молекулы	1,7⋅10−30
Константа Сатерленда Sat	171⋅10−7

Воздух в философии

В философии Эмпедокла воздух (аэр) — это одна из четырёх стихий космоса, наряду с огнём, землёй и водой. В философии Аристотеля воздух относится к подлунным лёгким элементам.

Немецкий мыслитель Фридрих Вильгельм Ницше писал о воздухе, что это наивысшая и самая тонкая из материй. Из воздуха соткана свобода человека. Поэтому символ воздуха — это в первую очередь символ свободы. Это свобода, для которой нет никаких преград, ведь воздух нельзя ограничить, нельзя поймать и придать ему форму^[4][5].

Это символ не только физической, но и духовной свободы, свободы мысли. Поэтому присутствие символов воздуха на какой-либо поверхности говорит о лёгкости мышления, свободе и непредсказуемости^[6].

Воздух в искусстве

• Фантастический роман «Продавец воздуха» (автор А. Р. Беляев, 1929 год) и одноимённая экранизация этого романа.

См. также

• Кислород
• Акваланг