هوای جنوب گرم و آفتابی و شمال خشن و سرد حاوی همان مقدار اکسیژن است.

یک لیتر هوا همیشه حاوی 210 سانتیمتر مکعب اکسیژن است که 21 درصد حجم است.

بیشتر نیتروژن در هوا وجود دارد - در یک لیتر 780 سانتی متر مکعب یا 78 درصد حجم آن وجود دارد. همچنین مقدار کمی گازهای بی اثر در هوا وجود دارد. این گازها را گازهای بی اثر می نامند زیرا به سختی با عناصر دیگر ترکیب می شوند.

از بین گازهای بی اثر در هوا ، بیشتر از همه آرگون است - حدود 9 سانتی متر مکعب در یک لیتر است. نئون در مقادیر بسیار کمتری در هوا یافت می شود: 0.02 سانتی متر مکعب از آن در یک لیتر هوا وجود دارد. حتی کمتر هلیوم فقط 0.005 سانتی متر مکعب است. کریپتون 5 برابر کمتر از هلیوم - 0.001 سانتی متر مکعب ، و زنون بسیار کمی - 0.00008 سانتی متر مکعب است.

هوا همچنین شامل ترکیبات شیمیایی گازی است ، به عنوان مثال ، دی اکسید کربن یا دی اکسید کربن (CO 2). میزان دی اکسید کربن در هوا بین 0.3 تا 0.4 سانتی متر مکعب در لیتر متغیر است. محتوای بخار آب در هوا نیز متغیر است. در هوای خشک و گرم ، تعداد آنها کمتر است ، و در هوای بارانی - بیشتر.

ترکیب هوا را می توان بر حسب درصد برحسب وزن بیان کرد. با دانستن وزن 1 لیتر هوا و وزن مخصوص هر گاز موجود در ترکیب آن ، می توان از مقادیر حجمی به مقادیر وزنی رسید. نیتروژن در هوا حاوی حدود 75.5 ، اکسیژن - 23.1 ، آرگون - 1.3 و دی اکسید کربن (دی اکسید کربن) - 0.04 درصد وزنی است.

تفاوت وزن و درصد حجم به دلیل وزن مخصوص متفاوت نیتروژن ، اکسیژن ، آرگون و دی اکسید کربن است.

به عنوان مثال ، اکسیژن مس را در دمای بالا به آسانی اکسید می کند. بنابراین ، اگر هوا را از طریق لوله ای پر از خاشاک مس گرم عبور دهید ، پس از خروج از لوله ، حاوی اکسیژن نخواهد بود. همچنین می توانید با فسفر اکسیژن را از هوا خارج کنید. در حین احتراق ، فسفر با حرص با اکسیژن ترکیب می شود و انیدرید فسفریک ایجاد می کند (P 2 O 5).

ترکیب هوا در سال 1775 توسط لاووازیه تعیین شد.

لاووازیه با گرم کردن مقدار کمی جیوه فلزی در یک شیشه ، انتهای باریک این محفظه را در زیر یک درپوش شیشه ای قرار داد ، که در ظرفی پر از جیوه قرار داشت. این آزمایش دوازده روز به طول انجامید. جیوه موجود در واکنش ، که تقریباً به جوش می آید ، بیشتر و بیشتر با اکسید قرمز پوشانده شده بود. در همان زمان ، سطح جیوه در کلاه واژگون شروع به افزایش قابل توجهی از سطح جیوه در ظرفی کرد که کلاهک در آن قرار داشت. جیوه موجود در واکنش ، با اکسید شدن ، اکسیژن بیشتری را از هوا می گرفت ، فشار در واکنش و زنگ کاهش می یافت و به جای اکسیژن مصرفی ، جیوه به زنگ مکیده می شد.

وقتی تمام اکسیژن مصرف شد و اکسیداسیون جیوه متوقف شد ، جذب جیوه به داخل زنگ نیز متوقف شد. حجم جیوه موجود در هود اندازه گیری شد. معلوم شد که V5 را از کل حجم هود تشکیل می دهد و پاسخ می دهد.

گاز باقیمانده در زنگ و پاسخ آن احتراق و زندگی را پشتیبانی نمی کند. این قسمت از هوا ، که تقریباً 4/6 حجم را اشغال می کرد ، نامیده می شد نیتروژن.

آزمایشات دقیق تر در پایان قرن 18 نشان داد که هوا حاوی 21 درصد اکسیژن و 79 درصد نیتروژن از نظر حجم است.

و فقط در پایان قرن 19 مشخص شد که هوا حاوی آرگون ، هلیوم و سایر گازهای بی اثر است.

هوای تشکیل دهنده جو زمین ترکیبی از گازها است. هوای خشک جوی شامل موارد زیر است: اکسیژن 20.95٪ ، نیتروژن 78.09٪ ، دی اکسید کربن 0.03٪.علاوه بر این ، هوای جوی حاوی آرگون ، هلیوم ، نئون ، کریپتون ، هیدروژن ، زنون و گازهای دیگر است. ازن ، اکسید نیتروژن ، ید ، متان و بخار آب به مقدار کم در هوای اتمسفر وجود دارد.

علاوه بر اجزای دائمی جو ، شامل انواع آلودگی هایی است که توسط فعالیت های تولیدی بشر وارد آن شده است.

1. جزء مهم هوای جوی است اکسیژن مقدار آن در اتمسفر زمین 1.18 · 10 15 تن است.محصول اکسیژن ثابت به دلیل فرآیندهای مداوم تبادل آن در طبیعت حفظ می شود. از یک سو ، اکسیژن در طول تنفس انسان و حیوانات مصرف می شود ، صرف حفظ فرآیندهای احتراق و اکسیداسیون می شود ، از سوی دیگر ، به دلیل فرایندهای فتوسنتز گیاهان ، وارد جو می شود. گیاهان خشکی و فیتوپلانکتون اقیانوس ها به طور کامل از دست دادن اکسیژن طبیعی را بازیابی می کنند. با افت فشار نسبی اکسیژن ، پدیده گرسنگی اکسیژن ایجاد می شود که هنگام صعود به ارتفاع مشاهده می شود. سطح بحرانی فشار جزئی اکسیژن زیر 110 میلی متر جیوه است. هنر کاهش فشار نسبی اکسیژن به 50-60 میلی متر جیوه. هنر معمولاً با زندگی ناسازگار است مولکولهای اکسیژن تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش موج کوتاه با طول موج کمتر از 200 نانومتر ، تجزیه شده و اکسیژن اتمی را تشکیل می دهند. اتم های اکسیژن تازه تشکیل شده به فرمول اکسیژن خنثی متصل می شوند و تشکیل می شوند ازن ... همزمان با تشکیل ازن ، این ماده از بین می رود. اهمیت بیولوژیکی کلی ازن بسیار زیاد است: اشعه ماوراء بنفش موج کوتاه را جذب می کند ، که تأثیر مخربی بر اجسام بیولوژیکی دارد. در همان زمان ، ازن اشعه مادون قرمز ناشی از زمین را جذب می کند و بنابراین از سرد شدن بیش از حد سطح آن جلوگیری می کند. غلظت ازن به طور ناهموار در ارتفاع توزیع شده است. بیشترین مقدار آن در سطح 20-30 کیلومتری سطح زمین مشاهده می شود.

2. نیتروژن از نظر کمی ، این ضروری ترین جزء هوای جو است و متعلق به گازهای بی اثر است. زندگی در جو نیتروژن غیرممکن است. نیتروژن هوا توسط برخی از انواع باکتریهای خاک (باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن) و همچنین جلبکهای سبز آبی جذب می شود. تحت تأثیر تخلیه های الکتریکی ، به اکسیدهای نیتروژن تبدیل می شود ، که با ریزش جوی ، خاک را با نمک های نیتروژن و اسید نیتریک غنی می کند. تحت تأثیر باکتری های خاک ، نمک های اسید نیتروژن به نمک های اسید نیتریک تبدیل می شوند ، که به نوبه خود توسط گیاهان جذب می شوند و برای سنتز پروتئین خدمت می کنند. همراه با جذب نیتروژن در طبیعت ، به جو منتشر می شود. نیتروژن آزاد در هنگام احتراق چوب ، زغال سنگ ، روغن تشکیل می شود. مقدار کمی در هنگام تجزیه ترکیبات آلی تشکیل می شود. بنابراین ، در طبیعت ، یک گردش مداوم وجود دارد ، در نتیجه نیتروژن اتمسفر به ترکیبات آلی تبدیل می شود ، بازیابی می شود و وارد جو می شود ، و سپس دوباره توسط اجسام بیولوژیکی متصل می شود.

نیتروژن به عنوان یک رقیق کننده اکسیژن ضروری است ، زیرا تنفس اکسیژن خالص منجر به تغییرات برگشت ناپذیر در بدن می شود.

با این حال ، افزایش مقدار نیتروژن در هوای استنشاقی به دلیل کاهش فشار نسبی اکسیژن ، باعث بروز هیپوکسی می شود. با افزایش میزان نیتروژن در هوا به 93 death ، مرگ رخ می دهد.

علاوه بر نیتروژن ، گازهای بی اثر هوا شامل آرگون ، نئون ، هلیوم ، کریپتون و زنون است. از نظر شیمیایی ، این گازها بی اثر هستند ، بسته به فشار جزئی در مایعات بدن حل می شوند ، مقدار مطلق این گازها در خون و بافتهای بدن ناچیز است.

3. جزء مهم هوای جوی است دی اکسید کربن (دی اکسید کربن ، دی اکسید کربن ،). در طبیعت ، دی اکسید کربن در حالت آزاد و محدود به مقدار 146 میلیارد تن است که از این میزان تنها 1.8 درصد از مقدار کل آن در هوای جوی موجود است. قسمت عمده آن (تا 70) در حالت حل شده در آب دریاها و اقیانوس ها قرار دارد. برخی از ترکیبات معدنی ، سنگ های آهکی و دولومیت ها حدود 22 درصد از کل مقدار دی اکسید و کربن را در خود دارند. مابقی مربوط به گیاهان و جانوران ، زغال سنگ ، نفت و هوموس است.

در شرایط طبیعی ، فرآیندهای مستمر انتشار و جذب دی اکسید کربن وجود دارد. به دلیل تنفس انسان و حیوانات ، فرآیندهای احتراق ، پوسیدگی و تخمیر ، در حین سوزاندن صنعتی سنگ آهک و دولومیت و غیره به جو منتقل می شود. در طبیعت ، فرآیندهای جذب دی اکسید کربن وجود دارد که توسط گیاهان در فرآیند فتوسنتز جذب می شود.

دی اکسید کربن به عنوان یک عامل فیزیولوژیکی مرکز تنفسی ، نقش مهمی در زندگی حیوانات و انسان ها ایفا می کند.

هنگامی که غلظت بالایی از دی اکسید کربن استنشاق می شود ، فرایندهای اکسایش و کاهش در بدن مختل می شود. با افزایش محتوای آن در هوای استنشاق تا 4 ، سردرد ، وزوز گوش ، تپش قلب ، حالت تحریک شده ذکر می شود. در 8 death مرگ رخ می دهد

از نظر بهداشتی ، محتوای دی اکسید کربن یک شاخص مهم است که بر اساس آن درجه خلوص هوا در ساختمانهای مسکونی و عمومی قضاوت می شود. تجمع مقادیر زیادی از آن در هوای داخلی نشان دهنده یک مشکل بهداشتی (ازدحام ، تهویه نامناسب) است.

در شرایط عادی ، با تهویه طبیعی محل و نفوذ هوای بیرون از طریق منافذ مصالح ساختمانی ، میزان دی اکسید کربن در هوای محل های مسکونی از 0.2 exceed تجاوز نمی کند. با افزایش غلظت آن در اتاق ، ممکن است وخامت رفاه انسان ، کاهش ظرفیت کار وجود داشته باشد. این امر با این واقعیت توضیح داده می شود که همزمان با افزایش میزان دی اکسید کربن در هوای ساختمانهای مسکونی و عمومی ، سایر خواص هوا بدتر می شود: افزایش دما و رطوبت آن ، محصولات گازی فعالیت های انسانی ، به اصطلاح آنتروپوتوکسین ها (مرکاپتان ، ایندول ، سولفید هیدروژن ، آمونیاک) ظاهر می شود.

با افزایش محتوای CO2 در هوا و وخامت شرایط هواشناسی در ساختمانهای مسکونی و عمومی ، رژیم یونیزاسیون هوا تغییر می کند (افزایش تعداد یونهای سنگین و کاهش تعداد یونهای سبک) ، که با جذب یونهای سبک هنگام تنفس و تماس با پوست و همچنین دریافت یونهای سنگین.با هوای بازدم توضیح داده می شود.

حداکثر غلظت مجاز دی اکسید کربن در هوای موسسات پزشکی باید 0.07، ، در هوای ساختمانهای مسکونی و عمومی - 0.1 be در نظر گرفته شود. مقدار اخیر هنگام تعیین بازده تهویه در ساختمانهای مسکونی و عمومی به عنوان یک مقدار محاسبه شده در نظر گرفته می شود.

4. علاوه بر اجزای اصلی ، هوای جوی حاوی گازهایی است که در نتیجه فرایندهای طبیعی روی سطح زمین و در اتمسفر رخ می دهد.

هیدروژنموجود در هوا به مقدار 0.00005. به دلیل تجزیه فتوشیمیایی مولکول های آب به اکسیژن و هیدروژن ، در لایه های بالای جو شکل می گیرد. هیدروژن از تنفس پشتیبانی نمی کند ، در حالت آزاد جذب نمی شود یا توسط اجسام بیولوژیکی آزاد نمی شود. علاوه بر هیدروژن ، هوای جوی حاوی مقدار کمی متان است. معمولاً غلظت متان در هوا از 0،00022 exceed تجاوز نمی کند. متان در حین تجزیه بی هوازی ترکیبات آلی آزاد می شود. به عنوان بخشی جدایی ناپذیر ، بخشی از گاز طبیعی و گاز چاه های نفت است. استنشاق هوای حاوی متان در غلظت های بالا ممکن است باعث مرگ ناشی از خفگی شود.

مقدار کمی از مواد آلی به عنوان یک محصول تجزیه در هوا وجود دارد آمونیاک غلظت آن بستگی به میزان آلودگی یک منطقه مشخص با فاضلاب و انتشارات آلی دارد. در زمستان ، به دلیل کند شدن فرایندهای پوسیدگی ، غلظت آمونیاک کمی کمتر از تابستان است. در طی تجزیه بی هوازی مواد آلی حاوی گوگرد ، تشکیل سولفید هیدروژن، که حتی در غلظت های کم بوی نامطبوعی به هوا می دهد. در هوای جو ، ید و پراکسید هیدروژن را می توان در غلظت های کوچک یافت. ید به دلیل وجود کوچکترین قطرات آب دریا و جلبک دریایی وارد هوا می شود. به دلیل اثر متقابل اشعه ماوراء بنفش با مولکول های هوا ، آب اکسیژنه؛ همراه با ازن ، به اکسیداسیون مواد آلی در جو کمک می کند.

در هوای جوی وجود دارد جامدات معلق، که توسط گرد و غبار منشا طبیعی و مصنوعی نشان داده شده است. ترکیب گرد و غبار طبیعی شامل فضا ، آتشفشان ، زمین ، گرد و غبار دریا و گرد و غبار ایجاد شده در حریق آتش سوزی جنگل ها است.

فرآیندهای طبیعی نقش مهمی در آزادسازی جو از مواد جامد معلق دارند. خود تمیز کردن ، در میان آنها رقیق شدن آلودگی با جریان هوای جابجایی در سطح زمین از اهمیت بالایی برخوردار است. عنصر اساسی خود تمیز کردن جو ، خروج ذرات بزرگ گرد و غبار و دوده از هوا (رسوب) است. با بالا آمدن از ارتفاع ، مقدار گرد و غبار کاهش می یابد. در ارتفاع 7 - 8 کیلومتری از سطح زمین ، گرد و غبار با منشاء زمینی وجود ندارد. قابل توجهبارش جوی در فرآیندهای خود تمیز کردن نقش دارد و میزان دوده و گرد و غبار را افزایش می دهد. میزان گرد و غبار موجود در هوای اتمسفر تحت تأثیر شرایط هواشناسی و پراکندگی آئروسل است. گرد و غبار درشت با قطر ذرات بیش از 10 میکرون به سرعت خارج می شود ، گرد و غبار ریز با قطر ذرات کمتر از 0.1 میکرون عملاً نمی ریزد و در حالت تعلیق است.

ترکیب گاز هوای اتمسفر یکی از مهمترین شاخصهای وضعیت محیط طبیعی است. درصد گازهای اصلی نزدیک به سطح زمین عبارتند از:

نیتروژن - 78.09، ،

اکسیژن - 20.95، ،

بخار آب - 1.6، ،

آرگون - 0.93، ،

· دی اکسید کربن - 0.04 ((داده ها بر اساس شرایط عادی tº = 25 ºC ، P = 760 میلی متر جیوه داده می شود).

نیتروژن- گاز ، که جزء اصلی هوا است. در فشار عادی جو و دمای پایین ، نیتروژن بی اثر است. تجزیه مولکول های نیتروژن و تجزیه آنها به نیتروژن اتمی در ارتفاعات بیش از 200 کیلومتر رخ می دهد.

اکسیژن- توسط گیاهان در فرآیند فتوسنتز (حدود 100 میلیارد تن در سال) تولید می شود. در طول تکامل شیمیایی ، یکی از اولین تغییرات عمده ، گذار از اتمسفر کاهنده به جو اکسید کننده بود ، که در آن سیستم های بیولوژیکی مشخصه زندگی امروز روی زمین شروع به توسعه کردند. ثابت شده است که وقتی نسبت اکسیژن در هوا به 16 is کاهش می یابد ، فرایندهای اصلی طبیعی - تنفس ، احتراق و پوسیدگی - متوقف می شود.

دی اکسید کربن(دی اکسید کربن) در اثر احتراق سوخت ، تنفس ، پوسیدگی و تجزیه مواد آلی وارد هوا می شود. دی اکسید کربن در جو تجمع قابل توجهی ندارد ، زیرا در طول فتوسنتز توسط گیاهان جذب می شود.

علاوه بر این ، هوا همیشه حاوی: نئون ، هلیوم ، متان ، کریپتون ، اکسیدهای نیتروژن ، زنون ، هیدروژن است. اما این اجزا در مقادیری وجود دارد که بیش از هزارم درصد نیست. این ترکیب هوای جوی را می توان ویژگی هوای کاملاً تمیز مدرن دانست. با این حال ، هرگز چنین نیست.

ناخالصی های زیادی که از منابع طبیعی و مصنوعی مختلف در نقاط مختلف زمین با شدت متغیر وارد هوا می شوند ، ناخالصی های ناپایدار آن را تشکیل می دهند ، که می توان آنها را معمولاً نامید. آلودگی .

در میان عوامل آلودگی طبیعی ، مواردی وجود دارد :

ولی)آلودگی هوای فرازمینی با گرد و غبار کیهانی و تابش کیهانی ؛

ب)آلودگی زمینی جو در هنگام فوران آتشفشان ، هوازدگی سنگ ها ، طوفان های گرد و غبار ، آتش سوزی جنگل های ناشی از صاعقه ، حذف نمک های دریا.

به طور معمول ، آلودگی طبیعی جو به قاره ای و دریایی و همچنین معدنی و آلی تقسیم می شود.

یکی از ناخالصی های دائمی موجود در هوای جو ذرات معلق است. آنها می توانند هم معدنی و هم ارگانیک باشند که بیشتر آنها گرده و اسپورهای گیاهی ، اسپورهای قارچی ، میکروارگانیسم ها هستند. غبار اغلب از کوچکترین ذرات خاک تشکیل می شود و علاوه بر مواد معدنی ، حاوی مقدار معینی از مواد آلی است.

با دود آتش سوزی جنگل ها ، ذرات دوده ، یعنی کربن و محصولات احتراق ناقص چوب ، یعنی مواد آلی مختلف ، از جمله بسیاری از ترکیبات فنولیک که دارای خواص جهش زا و سرطان زا هستند ، وارد هوا می شوند.

گرد و غبار آتشفشانی و خاکستر حاوی مقدار مشخصی از نمکهای محلول پتاسیم ، کلسیم ، منیزیم و سایر مواد مهم برای تغذیه معدنی گیاهان است. اکسیدهای گوگرد ، نیتروژن ، کربن و کلر با گازهای آتشفشانی در اتمسفر آزاد می شوند. دی اکسید کربن وارد ذخیره کربن اتمسفر می شود ، نیتروژن و اکسیدهای گوگرد به سرعت توسط باران شسته می شوند و به شکل محلولهای اسیدی ضعیف روی خاک می افتند.

هوای جوی در تعامل و تبادل مداوم مواد با پوسته سنگی زمین - لیتوسفر و پوسته آب - هیدروسفر است. نقش جو در گردش موادی که حیات در سیاره ما را تعیین می کنند بسیار مهم است. چرخه آب به طور کامل در اتمسفر جریان دارد. خاکستر آتشفشانی که توسط باد حمل می شود ، خاک را با مواد مغذی معدنی برای گیاهان غنی می کند. دی اکسید کربن ساطع شده از آتشفشانها ، وارد جو می شود ، در چرخه کربن گنجانده شده و توسط گیاهان جذب می شود.

منابع طبیعی آلاینده های جوی همیشه وجود داشته اند. راه های حذف از هوا برای ناخالصی های مختلف می تواند متفاوت باشد: ریزش گرد و غبار ، شستشو با بارندگی ، جذب توسط گیاهان یا سطح آب و سایر موارد. بین ورود ناخالصی ها به جو و خود نظافت آن تعادل طبیعی وجود دارد ، در نتیجه برای هر ماده ای که بخشی از ناخالصی ها است ، می توان محدودیت های طبیعی محتوای آن را در هوا نشان داد ، که نامیده میشود زمینه.

همه ما به خوبی می دانیم که هیچ موجود زنده ای نمی تواند بدون هوا روی زمین زندگی کند. هوا برای همه ما حیاتی است. همه از کودکان تا بزرگسالان می دانند که بدون هوا زنده ماندن امکان پذیر نیست ، اما همه نمی دانند هوا چیست و از چه چیزی تشکیل شده است. بنابراین ، هوا ترکیبی از گازهایی است که قابل مشاهده یا لمس نیستند ، اما همه ما به خوبی می دانیم که در اطراف ما وجود دارد ، اگرچه عملاً متوجه آن نمی شویم. انجام تحقیقات با ماهیت متفاوت ، از جمله ، در آزمایشگاه ما امکان پذیر است.

ما فقط زمانی می توانیم هوا را احساس کنیم که باد شدیدی را احساس کنیم یا در نزدیکی یک فن باشیم. هوا از چه چیزی تشکیل شده است ، اما از نیتروژن و اکسیژن و فقط بخش کوچکی از آرگون ، آب ، هیدروژن و دی اکسید کربن تشکیل شده است. اگر ترکیب هوا را به صورت درصد در نظر بگیریم ، نیتروژن 78.08 درصد ، اکسیژن 20.94 درصد ، آرگون 0.93 درصد ، دی اکسید کربن 0.04 درصد ، نئون 1.82 * 10-3 درصد ، هلیوم 4.6 * 10-4 درصد ، متان 1.7 * 10 -4 درصد ، کریپتون 1.14 * 10-4 درصد ، هیدروژن 5 * 10-5 درصد ، زنون 8.7 * 10-6 درصد ، اکسید نیتروژن 5 * 10-5 درصد.

میزان اکسیژن موجود در هوا بسیار زیاد است ، زیرا این اکسیژن است که برای زندگی بدن انسان مورد نیاز است. اکسیژن که در حین تنفس در هوا مشاهده می شود ، وارد سلول های بدن انسان می شود و در فرآیند اکسیداسیون شرکت می کند ، در نتیجه آزاد شدن انرژی ، که برای زندگی ضروری است ، انجام می شود. همچنین ، اکسیژن ، که در هوا وجود دارد ، برای احتراق سوخت ، که گرما تولید می کند ، و همچنین برای دریافت انرژی مکانیکی در موتورهای احتراق داخلی مورد نیاز است.

گازهای بی اثر نیز در حین مایع شدن از هوا استخراج می شوند. میزان اکسیژن موجود در هوا ، اگر به درصد آن نگاه کنید ، اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا 98 درصد است. با دانستن پاسخ این س ،ال ، یک س moreال دیگر مطرح می شود که کدام مواد گازی هنوز بخشی از هوا هستند.

بنابراین ، در سال 1754 ، توسط دانشمندی به نام جوزف بلک تأیید شد که هوا از مخلوطی از گازها تشکیل شده است ، و نه یک ماده همگن همانطور که قبلاً تصور می شد. هوای روی زمین حاوی متان ، آرگون ، دی اکسید کربن ، هلیوم ، کریپتون ، هیدروژن ، نئون ، زنون است. لازم به ذکر است که درصد هوا بسته به محل زندگی مردم ممکن است کمی متفاوت باشد.

متأسفانه در شهرهای بزرگ درصد دی اکسید کربن بیشتر از مثلاً در روستاها یا جنگل ها خواهد بود. این س arال مطرح می شود که چند درصد اکسیژن در کوه ها در هوا وجود دارد. پاسخ ساده است ، اکسیژن بسیار سنگین تر از نیتروژن است ، بنابراین در کوهها در هوا بسیار کمتر خواهد بود ، زیرا چگالی اکسیژن با ارتفاع کاهش می یابد.

میزان اکسیژن در هوا

بنابراین ، با توجه به نسبت اکسیژن در هوا ، استانداردهای خاصی وجود دارد ، به عنوان مثال ، برای منطقه کار. برای اینکه فرد بتواند به طور کامل کار کند ، میزان اکسیژن هوا از 19 تا 23 درصد است. هنگام کار با تجهیزات در شرکت ها ، نظارت بر محکم بودن دستگاه ها و ماشین های مختلف ضروری است. اگر هنگام آزمایش هوا در اتاقی که افراد در آن کار می کنند ، شاخص اکسیژن زیر 19 درصد باشد ، پس خروج از اتاق و روشن کردن تهویه اضطراری ضروری است. با دعوت از آزمایشگاه EcoTestExpress و بررسی می توانید سطح اکسیژن هوا را در محل کار کنترل کنید.

حالا بیایید تعریف کنیم که اکسیژن چیست.

اکسیژن یک عنصر شیمیایی در جدول تناوبی عناصر مندلیف است ، اکسیژن نه بو دارد ، نه مزه دارد و نه رنگ. اکسیژن موجود در هوا برای تنفس انسان بسیار ضروری است و همچنین برای احتراق ، برای هیچ کس پوشیده نیست که اگر هوا نباشد ، هیچ ماده ای نمی سوزد. اکسیژن حاوی ترکیبی از سه نوکلید پایدار است که تعداد جرم آنها 16. 17 و 18 است.

بنابراین ، اکسیژن فراوان ترین عنصر روی زمین است ، زیرا برای درصد اکسیژن ، بیشترین درصد در سیلیکات ها یافت می شود ، این مقدار 47.4 درصد از جرم پوسته جامد زمین است. همچنین ، دریا و آبهای شیرین کل زمین حاوی مقدار زیادی اکسیژن ، یعنی 88.8 درصد است ، اما میزان اکسیژن موجود در هوا ، تنها 20.95 درصد است. لازم به ذکر است که اکسیژن بخشی از بیش از 1500 ترکیب در پوسته زمین است.

در مورد تولید اکسیژن ، با جداسازی هوا در دمای پایین به دست می آید. این فرایند به این صورت انجام می شود ، در ابتدا هوا با کمک کمپرسور فشرده می شود ، وقتی هوا فشرده می شود ، شروع به گرم شدن می کند. هوای فشرده مجاز است تا دمای اتاق سرد شود و پس از خنک شدن ، اجازه می یابد آزادانه منبسط شود.

هنگامی که انبساط رخ می دهد ، دمای گاز به شدت کاهش می یابد ، پس از سرد شدن هوا ، دمای آن می تواند چندین ده درجه زیر دمای اتاق باشد ، چنین هوایی دوباره فشرده شده و گرمای آزاد شده خارج می شود. پس از چندین مرحله فشرده سازی و سرمایش هوا ، تعدادی روش انجام می شود که در نتیجه اکسیژن خالص بدون هیچ گونه ناخالصی جدا می شود.

و در اینجا س anotherال دیگری مطرح می شود که سنگین تر از اکسیژن یا دی اکسید کربن است. پاسخ این است که البته دی اکسید کربن سنگین تر از اکسیژن خواهد بود. چگالی دی اکسید کربن 1.97 کیلوگرم در متر مکعب است ، در حالی که چگالی اکسیژن ، به نوبه خود ، 1.43 کیلوگرم در متر مکعب است. در مورد دی اکسید کربن ، به نظر می رسد که یکی از نقش های اصلی در زندگی تمام زندگی روی زمین را ایفا می کند و همچنین بر چرخه کربن در طبیعت تأثیر می گذارد. ثابت شده است که دی اکسید کربن در تنظیم تنفس و همچنین گردش خون نقش دارد.

دی اکسید کربن چیست؟

اکنون با جزئیات بیشتری دی اکسید کربن را مشخص کنید و همچنین ترکیب دی اکسید کربن را مشخص کنید. بنابراین ، دی اکسید کربن به عبارت دیگر دی اکسید کربن است ، یک گاز بی رنگ با بو و طعم کمی ترش است. در مورد هوا ، غلظت دی اکسید کربن در آن 0.038 درصد است. خواص فیزیکی دی اکسید کربن این است که در حالت مایع در فشار طبیعی جوی وجود ندارد ، بلکه بلافاصله از حالت جامد به حالت گازی منتقل می شود.

دی اکسید کربن جامد یخ خشک نیز نامیده می شود. امروزه دی اکسید کربن در گرم شدن کره زمین نقش دارد. دی اکسید کربن با سوزاندن مواد مختلف به دست می آید. لازم به ذکر است که در تولید صنعتی دی اکسید کربن ، آن را به سیلندر پمپ می کنند. دی اکسید کربن پمپ شده به سیلندرها به عنوان کپسول آتش نشانی و همچنین در تولید آب گازدار استفاده می شود و همچنین در سلاح های پنوماتیک استفاده می شود. و همچنین در صنایع غذایی به عنوان نگهدارنده.

ترکیب هوای استنشاق و بازدم

حالا بیایید ترکیب هوای استنشاق و بازدم را تجزیه و تحلیل کنیم. برای شروع ، اجازه دهید تعریف کنیم که تنفس چیست. تنفس یک فرایند پیوسته پیچیده است که طی آن ترکیب گاز خون به طور مداوم تجدید می شود. ترکیب هوای استنشاقی 20.94 درصد اکسیژن ، 0.03 درصد دی اکسید کربن و 79.03 درصد نیتروژن است. اما ترکیب هوای بازدم تنها 16.3 درصد اکسیژن و 4 درصد دی اکسید کربن و 79.7 درصد نیتروژن است.

می توان اشاره کرد که هوای استنشاقی از نظر محتوای اکسیژن و همچنین از نظر میزان دی اکسید کربن با هوای بازدم متفاوت است. اینها موادی هستند که هوای تنفس و تنفس ما را تشکیل می دهند. بنابراین ، بدن ما از اکسیژن اشباع شده و تمام دی اکسید کربن غیر ضروری را به خارج می دهد.

اکسیژن خشک به دلیل عدم وجود آب و همچنین متراکم شدن آنها و کاهش بار حجمی ، خواص الکتریکی و محافظتی فیلم ها را بهبود می بخشد. همچنین اکسیژن خشک در شرایط عادی نمی تواند با طلا ، مس یا نقره واکنش نشان دهد. برای انجام تجزیه و تحلیل شیمیایی هوا یا سایر تحقیقات آزمایشگاهی ، از جمله ، می توانید در آزمایشگاه ما "EcoTestExpress".

هوا جو سیاره ای است که در آن زندگی می کنیم. و ما همیشه این س haveال را داریم که بخشی از هوا چیست ، پاسخ فقط مجموعه ای از گازها است ، همانطور که قبلاً در بالا توضیح داده شد که کدام گازها و به چه نسبت در هوا هستند. در مورد محتوای گازهای موجود در هوا ، همه چیز در اینجا آسان و ساده است ، نسبت درصد تقریباً برای تمام مناطق سیاره ما فولاد است.

ترکیب و خواص هوا

هوا نه تنها از مخلوطی از گازها بلکه از آئروسل ها و بخارهای مختلف نیز تشکیل شده است. درصد هوا نسبت نیتروژن به اکسیژن به سایر گازهای موجود در هوا است. بنابراین میزان اکسیژن موجود در هوا ، پاسخ فقط 20 درصد است. ترکیب گاز ، از نظر نیتروژن ، شامل سهم شیر از تمام هوا است و شایان ذکر است که در افزایش فشار ، نیتروژن دارای خواص مخدر است.

این امر اهمیت چندانی ندارد ، زیرا وقتی غواصان کار می کنند ، اغلب مجبورند در اعماق تحت فشار شدید کار کنند. قبلاً مطالب زیادی در مورد اکسیژن گفته شده است زیرا برای زندگی انسان در کره زمین از اهمیت زیادی برخوردار است. شایان ذکر است که استنشاق هوا با افزایش اکسیژن توسط یک فرد در یک دوره کوتاه مدت بر شخص خود تأثیر منفی نمی گذارد.

اما اگر فرد برای مدت طولانی هوا را با افزایش سطح اکسیژن استنشاق کند ، این امر منجر به بروز تغییرات پاتولوژیک در بدن می شود. یکی دیگر از اجزای اصلی هوا ، که در مورد آن قبلاً بسیار گفته شده است ، دی اکسید کربن است ، زیرا یک فرد نمی تواند بدون آن و همچنین بدون اکسیژن زندگی کند.

اگر هوا بر روی زمین وجود نداشت ، هیچ موجود زنده ای نمی توانست در سیاره ما زندگی کند ، و حتی بیشتر به نحوی کار می کرد. متأسفانه ، در دنیای مدرن ، تعداد زیادی از تاسیسات صنعتی که هوای ما را آلوده می کنند ، اخیراً به طور فزاینده ای نیاز به حفاظت از محیط زیست و همچنین نظارت بر خلوص هوا را خواستار شده اند. بنابراین ، شما باید اندازه گیری های مکرر هوا را انجام دهید و میزان تمیزی آن را تعیین کنید. اگر به نظر شما هوای اتاق شما به اندازه کافی تمیز نیست و عوامل خارجی مقصر هستند ، همیشه می توانید با آزمایشگاه EcoTestExpress تماس بگیرید ، که تمام تجزیه و تحلیل های لازم (تحقیق) را انجام داده و در مورد خلوص آن نتیجه گیری می کند. هوایی که تنفس می کنید

باید گفت که ساختار و ترکیب جو زمین ، در مقاطع مختلف در توسعه سیاره ما همیشه مقادیر ثابت نبوده است. امروزه ، ساختار عمودی این عنصر ، که دارای "ضخامت" کلی 1.5-2.0 هزار کیلومتر است ، توسط چندین لایه اصلی نشان داده شده است ، از جمله:

1. تروپوسفر
2. تروپوپوز
3. استراتوسفر.
4. استراتوپوز
5. مزوسفر و یائسگی.
6. ترموسفر
7. اگزوسفر

عناصر اساسی جو

تروپوسفر لایه ای است که در آن حرکات عمودی و افقی قوی مشاهده می شود ، در اینجا است که آب و هوا ، پدیده های رسوبی و شرایط آب و هوایی شکل می گیرد. تقریباً 7-8 کیلومتر از سطح کره زمین در همه جا گسترش می یابد ، به استثنای مناطق قطبی (در آنجا - تا 15 کیلومتر). در تروپوسفر ، کاهش تدریجی دما ، تقریباً 6.4 درجه سانتی گراد با هر کیلومتر ارتفاع مشاهده می شود. این رقم ممکن است برای عرض جغرافیایی و فصول مختلف متفاوت باشد.

ترکیب جو زمین در این قسمت با عناصر زیر و درصد آنها نشان داده شده است:

نیتروژن - حدود 78 درصد ؛

اکسیژن - تقریبا 21 درصد ؛

آرگون - حدود یک درصد ؛

دی اکسید کربن - کمتر از 0.05.

قطار یک نفره تا ارتفاع 90 کیلومتری

علاوه بر این ، در اینجا می توانید گرد و غبار ، قطرات آب ، بخار آب ، محصولات احتراق ، بلورهای یخ ، نمک های دریا ، بسیاری از ذرات آئروسل و غیره را در تروپوسفر ، بلکه در لایه های پوشاننده نیز بیابید. اما جو آنجا ویژگیهای فیزیکی کاملاً متفاوتی دارد. لایه ای که دارای ترکیب شیمیایی مشترک است ، هموسفر نامیده می شود.

چه عناصر دیگری در جو زمین وجود دارد؟ به صورت درصد (از نظر حجم ، در هوای خشک) ، گازهایی مانند کریپتون (حدود 1.14 10 10 -4) ، زنون (8.7 10 10 -7) ، هیدروژن (5.0 10 10 -5) ، متان (حدود 1.7 10 10 - 4) ، اکسید نیتروژن (5.0 10 10 -5) و غیره از نظر درصد وزنی اجزای ذکر شده ، بیشتر اجزای ذکر شده اکسید نیتروژن و هیدروژن و به دنبال آن هلیوم ، کریپتون و غیره هستند.

خواص فیزیکی لایه های مختلف جوی

خواص فیزیکی تروپوسفر با چسبندگی آن به سطح سیاره ارتباط تنگاتنگی دارد. از اینجا ، گرمای خورشیدی منعکس شده به شکل اشعه مادون قرمز به سمت بالا هدایت می شود ، از جمله فرآیندهای هدایت و همرفت گرما. به همین دلیل است که دما با فاصله از سطح زمین کاهش می یابد. این پدیده تا ارتفاع استراتوسفر (11-17 کیلومتر) مشاهده می شود ، سپس درجه حرارت تا 34-35 کیلومتر عملاً تغییر نمی کند و سپس دوباره دما به ارتفاع 50 کیلومتر (مرز فوقانی استراتوسفر) افزایش می یابد. به بین استراتوسفر و تروپوسفر یک لایه میانی نازک از تروپوپوز (تا 1-2 کیلومتر) وجود دارد ، جایی که دمای ثابت در بالای خط استوا مشاهده می شود - در حدود منفی 70 درجه سانتی گراد و پایین تر. در بالای قطبها ، تروپوپوز در تابستان "تا 45 درجه سانتیگراد گرم" می شود ، در زمستان دمای هوا در اینجا در حدود 65 درجه سانتی گراد متغیر است.

ترکیب گاز جو زمین شامل عنصر مهمی مانند ازن است. این نسبتاً کوچک در نزدیکی سطح (ده تا منفی ششم درصد) است ، زیرا این گاز تحت تأثیر نور خورشید از اکسیژن اتمی در قسمتهای بالای اتمسفر شکل می گیرد. به طور خاص ، بیشتر ازن در ارتفاع حدود 25 کیلومتری قرار دارد و کل "صفحه نمایش ازن" در مناطقی از 7-8 کیلومتر در منطقه قطب ، از 18 کیلومتر در خط استوا و در کل تا پنجاه کیلومتر واقع شده است. بالای سطح سیاره

جو از تابش خورشید محافظت می کند

ترکیب هوای جو زمین نقش بسیار مهمی در حفظ زندگی ایفا می کند ، زیرا عناصر و ترکیبات شیمیایی خاصی دسترسی پرتوهای خورشیدی را به سطح زمین و افراد ، حیوانات و گیاهان ساکن در آن با موفقیت محدود می کند. به عنوان مثال ، مولکولهای بخار آب تقریباً همه محدوده مادون قرمز را جذب می کنند ، به استثنای طول در محدوده 8 تا 13 میکرون. ازن نور ماوراء بنفش را تا طول موج 3100 A. جذب می کند بدون لایه نازک آن (اگر در سطح سیاره واقع شود به طور متوسط ​​فقط 3 میلی متر خواهد بود) ، فقط آبها در عمق بیش از 10 متر و غارهای زیرزمینی جایی که تابش خورشید به آن نمی رسد می توان در آن ساکن شد ...

صفر درجه سانتیگراد در هنگام استراتوپوز

بین دو سطح بعدی جو ، استراتوسفر و مزوسفر ، یک لایه قابل توجه وجود دارد - استراتوپوز. این تقریباً با ارتفاع حداکثر ازن مطابقت دارد و دمای نسبتاً راحتی برای انسان وجود دارد - حدود 0 درجه سانتی گراد. در بالای استراتوپوز ، در مزوسفر (از جایی در ارتفاع 50 کیلومتری شروع می شود و در ارتفاع 80-90 کیلومتری به پایان می رسد) ، باز هم کاهش دما با افزایش فاصله از سطح زمین (تا منفی 70-80 ° C). در مزوسفر ، شهاب سنگ ها معمولاً کاملاً می سوزند.

در ترموسفر - به اضافه 2000 K!

ترکیب شیمیایی اتمسفر زمین در ترموسفر (پس از بینواسپاسی از ارتفاعات حدود 85-90 تا 800 کیلومتر شروع می شود) احتمال چنین پدیده ای را مانند گرم شدن تدریجی لایه های "هوا" بسیار نادر تحت تأثیر خورشید تعیین می کند. تابش - تشعشع. در این قسمت از "پرده هوایی" سیاره ، دمای 200 تا 2000 K مشاهده می شود که در ارتباط با یونیزاسیون اکسیژن (اکسیژن اتمی در بالای 300 کیلومتر واقع شده است) و همچنین ترکیب مجدد اتم های اکسیژن به دست می آید. به مولکول ها ، همراه با انتشار مقدار زیادی گرما. ترموسفر منشأ شفق های قطبی است.

در بالای ترموسفر اگزوسفر وجود دارد - لایه بیرونی اتمسفر که اتم های نور و سریع هیدروژن از آن می توانند به فضا فرار کنند. ترکیب شیمیایی اتمسفر زمین در اینجا بیشتر توسط اتم های اکسیژن منفرد در لایه های زیرین ، اتم های هلیوم در لایه های میانی و تقریباً به طور انحصاری با اتم های هیدروژن در لایه های بالایی نشان داده می شود. درجه حرارت بالا در اینجا غالب است - حدود 3000 K و هیچ فشار جوی وجود ندارد.

جو زمین چگونه شکل گرفت؟

اما ، همانطور که در بالا ذکر شد ، این سیاره همیشه چنین ترکیبی از جو را نداشت. در مجموع ، سه مفهوم از منشاء این عنصر وجود دارد. فرضیه اول فرض می کند که جو در روند جمع شدن از یک ابر سیاره ای گرفته شده است. با این حال ، امروزه این نظریه مورد انتقاد قابل توجهی قرار می گیرد ، زیرا چنین جو اولیه ای باید توسط "باد" خورشیدی از خورشید در سیستم سیاره ای ما از بین رفته باشد. علاوه بر این ، فرض بر این است که عناصر فرار به دلیل درجه حرارت بالا نمی توانند در منطقه تشکیل سیارات زمینی بمانند.

ترکیب جو اولیه زمین ، همانطور که فرضیه دوم نشان می دهد ، می تواند به دلیل بمباران فعال سطح توسط سیارک ها و دنباله دارها شکل گرفته باشد ، که در مراحل اولیه توسعه از مجاورت منظومه شمسی وارد شده اند. تأیید یا رد این مفهوم به اندازه کافی دشوار است.

آزمایش در IDG RAS

منطقی ترین فرضیه سوم است که معتقد است جو در نتیجه انتشار گازهایی از گوشته پوسته زمین در حدود 4 میلیارد سال پیش پدیدار شده است. این مفهوم در انستیتوی زمین شناسی و زمین شناسی ، آکادمی علوم روسیه ، طی آزمایشی به نام Tsarev 2 ، هنگامی که نمونه ای از مواد شهابی در خلا گرم می شود ، تأیید شد. سپس ، انتشار گازهایی مانند H 2 ، CH 4 ، CO ، H 2 O ، N 2 و غیره ثبت شد. بنابراین ، دانشمندان به درستی فرض کردند که ترکیب شیمیایی جو اولیه زمین شامل آب و دی اکسید کربن ، هیدروژن فلوراید (HF) بخار ، گاز مونوکسید کربن (CO) ، سولفید هیدروژن (H 2 S) ، ترکیبات نیتروژن ، هیدروژن ، متان (CH 4) ، بخارات آمونیاک (NH 3) ، آرگون و غیره بخار آب از اتمسفر اولیه در تشکیل هیدروسفر شرکت کرد ، دی اکسید کربن در مواد آلی و سنگها بیشتر در حالت محدود قرار داشت ، نیتروژن به ترکیب هوای مدرن منتقل شد ، و همچنین دوباره به سنگهای رسوبی و مواد آلی رسید.

ترکیب اتمسفر اولیه زمین به افراد مدرن اجازه نمی دهد بدون دستگاه تنفس در آن باشند ، زیرا اکسیژن در مقادیر مورد نیاز در آن زمان وجود نداشت. اعتقاد بر این است که این عنصر در حجم های قابل توجهی یک و نیم میلیارد سال پیش ظاهر شد ، در ارتباط با توسعه فرآیند فتوسنتز در آبی-سبز و دیگر جلبک ها ، که قدیمی ترین ساکنان سیاره ما هستند.

حداقل اکسیژن

این واقعیت که ترکیب اتمسفر زمین در ابتدا تقریباً بی سم بود ، نشان دهنده این واقعیت است که گرافیت (کربن) به راحتی اکسیده شده ، اما اکسید نشده در قدیمی ترین سنگهای (کاتارچانی) یافت می شود. متعاقباً ، به اصطلاح سنگ آهن چسب دار ظاهر شد ، که شامل لایه هایی از اکسیدهای آهن غنی شده بود ، که به معنی ظاهر شدن منبع قدرتمند اکسیژن در سیاره به شکل مولکولی است. اما این عناصر فقط به صورت دوره ای (شاید همان جلبک ها یا سایر تولیدکنندگان اکسیژن در جزایر کوچک در بیابان بی هوازی ظاهر شدند) روی می دادند ، در حالی که بقیه جهان بی هوازی بود. دومی با این واقعیت پشتیبانی می شود که پیریت به آسانی قابل اکسیداسیون به شکل سنگریزه های پردازش شده توسط جریان بدون اثری از واکنش های شیمیایی یافت می شود. از آنجا که آبهای جاری نمی توانند هوادهی ضعیفی داشته باشند ، استدلال شده است که جو قبل از کامبرین دارای کمتر از یک درصد اکسیژن از ترکیب امروز است.

تغییر انقلابی در ترکیب هوا

تقریباً در وسط پروتروزوییک (1.8 میلیارد سال پیش) ، "انقلاب اکسیژن" رخ داد ، هنگامی که جهان به تنفس هوازی روی آورد ، طی آن یک مولکول مغذی (گلوکز) را می توان از 38 بدست آورد ، و نه دو (مانند مورد) تنفس بی هوازی) واحدهای انرژی. ترکیب اتمسفر زمین ، از نظر اکسیژن ، بیش از یک درصد موجود را آغاز کرد ، یک لایه ازن ظاهر شد ، که از موجودات در برابر اشعه محافظت می کند. از او بود که حیوانات باستانی مانند تریلوبیت ها زیر پوسته های ضخیم "پنهان" شدند. از آن زمان و تا به امروز ، محتوای عنصر اصلی "تنفسی" به تدریج و به آرامی افزایش یافته است ، و انواع مختلفی از شکل های زندگی را در این سیاره فراهم می کند.