> Техника, страница 31 > Воздух

Воздух

Воздух, механич. смесь газов, образующих газообразную оболочку земного шара—атмосферу. На уровне моря высушенный В. состоит из 78,03 объёмных % азота, 20,99% кислорода, 0,94% аргона, 0,03% углекислого газа,0,01 % водорода, 0,00123% неона, 0,0004% гелия, 0,00005% криптона и 0,000006% ксенона (смотрите Благородные газы). Плотность воздуха на уровне моря при давлении 760 миллиметров и 0° С в местности на 45° широты равна 0,0012928; т. о. при темп-ре t и барометрич. давлении b на уровне моря и на широте 45° плотность воздуха равна:

, 0,0012928 Ь

^АсУ^х- — _1+0j 003671 ’ 760

Кинематическая вязкость В. в пуазах (смотрите Справочник Т. Э., т. I) при 20° равна 284,2. Коэфф. расширения при 760 миллиметров= 0,003671. При сильном охлаждении и одновременном расширении В. м. б. обращен в жидкое состояние. Жидкий В. в зависимости от большего или меньшего содержания 0₂ (вследствие испарения N,) имеет различ. плотность:

МОЛ. % Ог в ншдк. воздухе	Плотность (при t киПф)	i кип.
10	0,831	-195,0
20	0,856	-194,3
30	0,893	-193,5
40	0,932	-192,6
50	0,974	-191,5

Воздух является неисчерпаемым источником обоих главнейших газов, из которых он состоит: азота и кислорода. Азот используется для получения синтетического аммиака и для синтеза цианамида кальция (смотрите Аммиак, Азот и Цианамид кальция). Кислород добывается из В. гл. обр. путем фракционированной перегонки жидкого воздуха.

Оба газа. N₂ и 0₂, соединяются друг с другом химически с образованием окислов азота под влиянием пламени вольтовой дуги по методу Биркелянда и Эйде и по другим методам, являющимся видоизменениями названного метода (смотрите Азотная кислота). Из остатков жидкого В. выделяются фракционированной перегонкой благородные газы. Помимо указанных газов в В. присутствует в большем или меньшем количестве озон (смотрите). Этот газ является сильным окислителем: он очищает В. и обнаруживает сильное бактерицидное действие. Его содержание в В. особенно велико в высоких местностях, например на вершинах гор, вследствие действия ультрафиолетовых лучей солнца, и в хвойных лесах, в которых озон образуется при окислении кислородом воздуха терпенов хвойных деревьев (смотрите Окисление). Общий вес воздушной оболочки не превышает одной миллионной части веса всего земного шара. Плотность В. на высоте 75 км равна ¹/_шюплотности В. на уровне моря. Состав В. на разных высотах над уровнем моря выражается приведенной ниже таблицей.

Состав воздуха на разных высотах над уровнем моря.

сЗ н о ^	Содержание газа в				объёмных		Уо	Общее давление
3 * W η	N.	О,	Н,0	А	со.	Н.	Не	Hg
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 15 11 5 0	0,01 0,04 0,19 0,67 2.97 9,78 32,18 61,83 81,22 86,78 86,42 84,26 81,24 79,52 78,02 77,89 77,08	1,85 4,72 7,69 10.17 12,61 15.18 18,10 19,66 20,99 20,95 20,75	0,17 0,20 0,15 0,10 0,06 0,03 0,02 0,01 0,01 0,18 1,20	0,03 0,03 0,12 0,22 0,35 0,59 0,77 0,94 0,94 0,93	0,01 0,01 0,02 0,03 0,03 0,03	99,15 99,00 98,74 98,10 95,58 88,28 64,70 32,61 10.68 2,76 0,67 1,16 0,04 0,02 0,01 0,01 0,01	0,84 0,96 1,07 1,19 1,31 1,35 1,10 0,61 0,23 0,07 0,02 0,01	0,0040 0,0046 0,0052 0,0059 0,0067 0,0081 0,0123 0,0274 0,0935 0,403 1,84 8,63 40,99 Р9,66 168,00 405.00 760.00

Местные и временные колебания в составе В. (за исключением содерлсания С0₂ и Н₂0) весьма незначительны и не зависят от погоды. Содержание С0₂ в В. колеблется от 2,5 до 3,5 объёмных ч. на 10 000 объёмных ч. В.; в среднем оно равно 0,03%. Над сушей ночью содержание С0₂ па 0,2—0,3 части (на 10 000 частей воздуха) выше, чем днем. Над поверхностью моря этой разницы не наблюдается. В больших городах увеличение содержания С0₂ в воздухе сравнительно с В. ненаселенных мест не превышает 0,2—0,3 ч. на 10 000 ч. В. Равным образом процессы горения и гниения сказываются в смысле увеличения содержания С0₂ в В. лишь в непосредственной близости 07 мест, где эти процессы протекают. Только вулканические явления увеличивают содержание С0₂ на

б. или м. значительном расстоянии от места вулканической деятельности. Дождь не изменяет содержания С0₂, но туман и иней, а равно и мороз (—10°) несколько увеличивают содержание С0₂ в воздухе вследствие замедления процесса перемешивания нижних слоев воздуха с верхними. Понижение атмосферного давления, вызывая выделение из почвы в атмосферу воздуха, обогащенного С0₂, увеличивает содержание С0₂; однако оно вновь выравнивается благодаря равновесию С0₂ с водой морей. Выделение С0₂из вулканов увеличивает содержание этого газа в воздухе, но зато образование карбонатов связывает обратно свободную С0₂. Тем не менее Аррениус и Фрех допускают колебание содержания С0₂ в разные геологические периоды и объясняют этими колебаниями явления ледниковых периодов. Содержание паров воды в воздухе изменчиво. Кроме того, воздух содержит весьма незначительные количества водорода, углеводородов, озона, окислов азота, аммиака и радиоактивной эманации. Водород выделяется в атмосферу при вулканических явлениях, но, будучи легким газом, поднимается в высокие слои атмосферы и, м. б., рассеивается в между планетном пространстве.

Воздух и пары воды действуют химически и физически на земную кору и обусловливают коррозионные процессы. Кислород окисляет закись железа, содержащуюся в минералах и горных породах, переводит сернистые соединения в сернокислые, окисляет углерод органич. соединений до углекислоты. Углекислота и вода разрушают силикаты и образуют карбонаты и всевозможные гидраты. Кислород поглощается животными и растениями в процессе дыхания и возвращается растениями при процессе ассимиляции углекислоты. Однако даже и при отсутствии последнего процесса количество потребляемого живыми организмами в течение 1 000—2 000 лет кислорода не превысило бы 0,1% всего запаса кислорода в атмосфере.

Кроме перечисленных газов, воздух почти всегда содержит в себе большее или меньшее (до 4%) количество водяных паров, оказывающих влияние на влажность (смотрите Справочник физ., хим. и технолог. величин) воздуха и служащих источником атмосферных осадков (смотрите Метеорология).

Атмосферный В. всегда содержит также и твердые частицы в виде пыли: пепел вулканическ х извержений, дым фабричных труб, космическую пыль, микроорганизмы. Пыль является причиной голубого цвета неба. Частицы пыли являются центрами конденсации капель воды при пересыщении воздуха ее парами и служат т. о. причиной, вызывающей явления дождя.

Лит.: см. Азот, Атмосфера, Благородные гаш, Гелий и Кислород. Б. Беркенгейн.

В. в технике. Воздух имеет широкое применение во всех отраслях промышленности. В сжатом виде воздух служит рабочим телом для приведения в действие различных пневчатич. машин и инструментов (смотрите Пневматический инструмент, Пневматические машины); при помощи сжатого и разреженного воздуха производится транспортирование грузов (смотрите Почта пневматическая).

В. соответствующей t° и относительной влажности служит для отопления и вентиляции помещений и для сушки и увлажнения сырья и готовых изделий производства.