ВО́ЗДУХ
-
Рубрика: Химия
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ВО́ЗДУХ, смесь газов, образующая атмосферу Земли. Плотность, давление и состав В. непрерывно изменяются при увеличении расстояния от земной поверхности (см. в ст. Атмосфера). Состав В. зависит от времени, места, темп-ры, влажности, наличия загрязняющих примесей и пр. В среднем чистый сухой В. (на уровне моря, при темп-ре 0 °C и давлении 1013,25 гПа) содержит 78,084% (по объёму) азота, 20,9476% кислорода, 0,934% аргона, 0,0314% диоксида углерода, следовые количества остальных благородных газов, оксидов азота и серы, монооксида углерода, метана, аммиака, озона, водорода и ряд др. примесей. До высоты 100–110 км поддерживается относительно стабильный состав В. по осн. его компонентам – азоту и кислороду. Наименее постоянны ср. концентрации озона и диоксида углерода, влияющих на изменение климата (см. Парниковый эффект). В результате антропогенных воздействий (см. Загрязнение окружающей среды) повышаются концентрации диоксида углерода, оксидов азота, диоксида серы, углеводородов и др. вредных примесей. Содержание паров воды может составлять от 2·10–5 до 4% от массы В. Существенно изменяется количество взвешенных в В. твёрдых и жидких частиц – атмосферного аэрозоля (пыли, микроорганизмов, спор, пыльцы растений, дымовых выбросов пром. предприятий и пр.). При неблагоприятных погодных условиях вблизи пром. зон и в крупных городах может возникать смог – опасное для здоровья людей сильное местное повышение запылённости и загрязнённости воздуха.
В. образовался в результате естеств. эволюции Земли и её атмосферы. Он содержится в почве, растворён в воде океанов, морей и др. водоёмов. Общая масса В. на Земле ок. 5·1015 т.
В. участвует в геологич. процессах выветривания горных пород; циркуляция В. в нижних слоях атмосферы – важнейший климатообразующий процесс. Кислород, азот, оксиды углерода и ряд др. компонентов В. участвуют в общем круговороте веществ. Содержащийся в В. кислород необходим для существования большинства живых организмов (см. Дыхание). Так, каждый человек в среднем ежесуточно вдыхает 12 кг В., потребляя при этом ок. 0,7 кг кислорода и выделяя эквивалентное количество диоксида углерода.
То, что В. является смесью газов, впервые в 1775–77 установил А. Лавуазье. В 1877 физики Л. Кальете (Франция) и Р. Пикте (Швейцария) практически одновременно получили сжиженный В. Сжижение В. в пром. масштабах впервые было организовано нем. инж. К. Линде в 1895. См. также Сжижение газов.
В. бесцветен, не имеет вкуса и запаха. Для чистого сухого В. условная ср. молекулярная масса равна 28,966; при 0 °C плотность составляет 1,2928 кг/м3, растворимость в воде – 29,18 см3/дм3. При нормальном давлении и темп-ре –192 °C В. превращается в голубоватую жидкость с плотностью 960 кг/м3.
В. служит осн. сырьём для получения кислорода, азота, благородных газов (см. Воздуха разделение). В. находит широкое применение в технике: благодаря содержащемуся в нём кислороду выступает химич. реагентом в разл. процессах (горение топлива, получение металлов из руд и концентратов, произ-во серной и азотной кислот, мн. др. веществ). Так, сжигание разл. видов органич. топлива даёт более 95% необходимой человечеству энергии. На окислении углерода основана выплавка чугуна и стали (получение 1 т стального проката требует более 10 тыс. м3 воздуха). Ещё выше расход В. при получении цветных металлов, где он применяется, напр., для обжига сульфидных концентратов.
В. является средой в тепло- и звукоизоляц. материалах; служит упругим наполнителем в пневматич. шинах; играет роль рабочего тела в пневматич. устройствах (возд. тормоза, перфораторы, распылители), в судах на возд. подушке, линиях пневмотранспорта и пневматич. почты; действует как теплоноситель в системах возд. охлаждения и нагревания. Сжатый, обогащённый кислородом или содержащий азот и благородные газы В. используют в медицине, авиации, космонавтике, водолазном деле, на подводном флоте. В пром-сти и в жилищном строительстве находят применение системы кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции. Для применения на транспорте (электромобили и др.) создаются электрохимич. генераторы с топливными элементами, в которых кислород В. является окислителем.
На пром. предприятиях действуют системы воздухоподготовки забираемого В. и воздухоочистки сбрасываемого воздуха.
В системе мероприятий по охране окружающей среды важное значение имеют санитарный контроль за состоянием В., тщательная очистка и обезвреживание пром. газов перед выбросом в атмосферу, вынос пром. предприятий за пределы жилых районов и пр. (см. в ст. Охрана природы).