Powietrze () – mieszanina gazów i aerozoli składająca się na atmosferę ziemską. Pojęcie jest stosowane przede wszystkim w odniesieniu do tej części powłoki gazowej, której chemiczny skład jest wyrównany wskutek cyrkulacji gazów w troposferze (zob. homosfera, warstwa o grubości do 100 km), bywa jednak odnoszone również do wszystkich sfer ziemskiej atmosfery, o różnym składzie chemicznym i właściwościach fizycznychPowietrze dostępne np. w butlach ciśnieniowych jako preparat chemiczny „powietrze syntetyczne” zawiera 20% tlenu i 80% azotu; zob. .

W przednaukowej filozofii przyrody, w klasycznej koncepcji Empedoklesa, rozwiniętej następnie przez Arystotelesa, powietrze było uważane za jeden z czterech żywiołów.

Właściwości fizyczne powietrza Powietrze jest bezbarwne, bez smaku, słabo rozpuszczalne w wodzie. Skroplone powietrze jest bladoniebieskie. Gęstość powietrza zależy od ciśnienia, temperatury oraz składu; dla suchego powietrza, przy ciśnieniu atmosferycznym, na poziomie morza, w temperaturze 20 °C wynosi około 1,2 kg/m³. Temperatura topnienia zestalonego powietrza wynosi około −213 °C, a temperatura wrzenia około −191 °C.

Skład powietrza thumb|Skład procentowy powietrza Skład mieszaniny gazów, występujących w najniższej części ziemskiej atmosfery, zmieniał się w historii Ziemi w bardzo szerokim zakresie (np. zmiany stężenia ). Atmosfera zawierająca tlen („trzecia atmosfera” w ewolucji Ziemi, „powietrze”) powstawała stopniowo, po osiągnięciu ewolucyjnego sukcesu przez organizmy fotosyntetyzujące. W kolejnych epokach geologicznych stężenia głównych składników powietrza wahały się, co bywało zarówno skutkiem, jak i przyczyną zmian klimatu (sprzężenia zwrotne). Współcześnie zawartość głównych składników powietrza zmienia się w niewielkim stopniu – zwane są one składnikami stałymi; zawartość niektórych składników zmienia się – zwane są one składnikami zmiennymi.

+ Objętościowy skład czystego suchego powietrza w troposferzedo wysokości 13 km ponad powierzchnią ZiemiSystemy ochrony powietrza, M. Mazur, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków. Składnik % ppm azot 78,084    780 840     tlen 20,946    209 460     argon 0,934    9340     dwutlenek węgla 0,0411   411     neon 0,00181  18,18  hel 0,00052  5,24  metan 0,00017  1,70  krypton 0,00011  1,14  wodór 0,00005  0,50  ksenon 0,000008 0,087

Zawartość dwutlenku węgla wykazuje zmienność (patrz: dwutlenek węgla w atmosferze Ziemi). Jest monitorowana m.in. przez .

Powietrze zawiera parę wodną, przy czym jej zawartość silnie zmienia się z wysokością nad powierzchnią Ziemi, czasem i temperaturą.

Inne składniki zmienne (różne, w zależności od położenia geograficznego, rozwoju przemysłu (głównie ciężkiego), pory roku i innych sytuacji, np. erupcji wulkanu): tlenek diazotu – 0,3 ppm ozon – zmiennie do 0,07 ppm dwutlenek siarki – silnie zmienny, zależny od zanieczyszczeń przemysłowych dwutlenek azotu – silnie zmienny, zależny od zanieczyszczeń przemysłowych

Zawiesiny składniki mineralne: pył, sadza składniki organiczne: drobnoustroje, zarodniki roślin

Suche powietrze ma średnią masę molową 28,97 g/mol.

Wilgotność Powietrze zawiera różną, zależną od warunków otoczenia, ilość pary wodnej, jej zawartość w powietrzu jest zależna od wielu czynników i zmienia się w zakresie 0–4%.

Do oceny stopnia wilgotności powietrza stosuje się dwie wielkości: wilgotność bezwzględną, określającą ilość wody w gramach zawartej w 1 m³ powietrza, przy określonym jego ciśnieniu i temperaturze; wilgotność względną, określającą stosunek ilości pary wodnej w danej objętości powietrza, do ilości pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze i ciśnieniu powietrza. Stosunek ten podaje się w procentach lub w postaci ułamka.

Powietrze w technice Sprężone powietrze wykorzystywane jest jako nośnik energii, a dziedzina jego stosowania jest zwana pneumatyką.

Powietrze oczyszczone powinno charakteryzować się: brakiem wody w postaci kropel, woda w postaci pary jest dopuszczalna, jeśli punkt rosy jest niższa o 5–10 °C od najniższej temperatury pracy układu pneumatycznego; zanieczyszczeniami mechanicznymi poniżej 5 mikrometrów, przy udziale wagowym do 0,7 mg/m³ w warunkach normalnych fizycznych; niewystępowaniem olejów oraz innych cieczy w postaci kropel.

Aby zapewnić prawidłową pracę urządzeń pneumatycznych, zasilające je powietrze osusza, tak by jego wilgotność względna w najniższej temperaturze pracy nie przekroczyła 80%. Powietrze opuszczające stację kompresorową ma zwykle temperaturę o 10–15 °C wyższą od temperatury otoczenia. Podczas stygnięcia powietrza w instalacji pneumatycznej następuje skroplenie się pary wodnej. Aby skroplona woda nie dostawała się do instalacji sprężonego powietrza, stosuje się urządzenia osuszające sprężone powietrze.

Zobacz też

żywioły ciśnienie atmosferyczne

Przypisy

Linki zewnętrzne Dan Quinn, How heavy is air?, kanał TED-Ed na YouTube, 7 lipca 2014 [dostęp 2024-08-30].

Kategoria:Mieszaniny Kategoria:Termodynamika atmosfery