Какво е редкият въздух? Неговите свойства и принципи

Плътността на въздуха не е една и съща. Където е по-малък, въздухът е рядък. Нека да разберем какво означава "редкият въздух" и какви функции има.

Газовата обвивка на Земята

Въздухът е нематериална, но изключително важна част от нашата планета. Той участва в процеса на енергиен обмен, подкрепяйки всички жизнени функции на организмите. Улеснява предаването на звуци, предотвратява свръхохлаждането на Земята и я предпазва от прекомерно влияние на слънчевата радиация.

Въздухът е външната обвивка на планетата, наречена атмосфера. Състои се от много газове: неон, аргон, водород, метан, хелий, криптон и др. Основната част е кислород и азот, които варират от 98% до 99% въздух.

Съотношението на газовете и тяхното количество може да варира. Така че, поради изпускането на автомобили и емисиите на заводите, градският въздух е по-наситен с въглероден диоксид. В горите, в район, където няма промишлени отрасли, количеството кислород се увеличава. Но в района на пасищата, делът на метана, който кравите отделят по време на храносмилането, нараства.

Плътност на въздуха

Плътността на газовата обвивка се влияе от много фактори, тя се различава в различните части на планетата и на различни височини. Въздухът с ниска плътност е рядък въздух (от думата "редки"). По-рядко, колкото по-далеч са молекулите му.

Плътността показва колко въздух е в един кубичен метър от обема. Като стандарт на тази стойност, при нормални условия и сух въздух се избира стойност от 1,293 кг за кубичен метър.

Във физиката науката е обичайно да се разграничават специфични и масови плътности. Специфичният определя колко въздух тежи в един кубичен метър. Зависи от географската ширина и инервацията от ротацията на планетата. Масата се определя въз основа на барометричното налягане, абсолютната температура и специфичната константа на газа.

Основните закономерности на произхода и принципите на редкия въздух са описани в закона на Гей-Лусак и Бойл-Мариот. Според тях, колкото по-висока е температурата и колкото по-ниско е налягането, толкова по-рядко е въздухът. В същото време влажността му е важна: с увеличаването му плътността намалява.

Разредете въздуха и височината

Силата на гравитацията на Земята, като магнит, привлича всички тела, достъпни за себе си. Ето защо ходим и не хаотично се скитаме в космоса. Следователно, молекулите на материята се събират по-точно на дъното, което означава, че плътността и налягането са също по-високи в близост до земната повърхност. Колкото по-далеч от нея, толкова по-малко са тези показатели.

Забелязали ли сте, че с изкачването до по-високи надморски височини, например в планините, става ли по-трудно да се диша? Всичко е заради издишвания въздух. При надморската височина, общото кислородно съдържание в един литър въздух става по-малко. Той не насища правилно кръвта и изпитваме затруднения в дишането.

Височините на връх Еверест са 8488 метра. На върха му плътността на въздуха е една трета от стандартната плътност на морското равнище. За да забележите промени човек вече може да се намира на надморска височина от 1500 до 2500 метра. Освен това промяната в плътността и налягането се усеща по-рязко и вече представлява потенциален риск за здравето.

Най-изтощен въздух е типичен за екзосферата - външният слой на атмосферата. Тя започва от височина 500-1000 километра над земната повърхност. Той гладко влиза в открито пространство, където пространството е близо до състоянието на вакуума. Налягането и плътността на газа в пространството са много ниски.

Хеликоптер и редкият въздух

Много зависи от гъстотата на въздуха. Например, той определя "таван" за повдигане над земната повърхност. За човек е десет хиляди метра. Но за да се издигне толкова високо, е необходима дълга подготовка.

Самолетът има свой лимит. В хеликоптери е около 6 хиляди метра. Много по-малко от самолетите. Всичко се обяснява с особеностите на дизайна и принципите на работата на тази "птица".

Хеликоптерът придобива вдигаща сила с винтове. Те се въртят, разделяйки въздуха на два потока: над тях и под тях. В горната част въздухът се придвижва в посоката на винтовете, в долната част - срещу. По този начин плътността под крилото на апарата става по-голяма, отколкото над нея. Хеликоптерът сякаш се подпира във въздуха под него и се издига.

Редифицираният въздух не позволява да се създаде необходимото налягане. При такива условия ще е необходимо значително да се увеличи мощността на двигателя и скоростта на витлата, че самите материали не могат да устоят. По правило хеликоптерите летят в плътен въздух на височина от 3-4 хиляди метра. Само веднъж пилотът Жан Буле вдигна колата си на 12,5 хиляди метра, докато двигателят се запали.