Химия

2. Воздух, естественная смесь газов, главным образом азота и
кислорода, составляющая земную атмосферу. Под действием
Воздух и воды совершаются важнейшие геологические процессы на
поверхности Земли, формируется погода и климат. Воздух
является источником кислорода, необходимого для нормального
существования подавляющего числа живых организмов.
Сжиганием топлива на Воздух человечество издавна получает
необходимое для жизни и производственной деятельности тепло.
Воздух — один из важнейших источников химического сырья.

3. Сухой Воздух состоит из следующих газов (% по объёму): азота N2
78,09; кислорода O2 20,95; аргона Ar 0,93; углекислого газа CO2 0,03.
Воздух содержит очень небольшие количества остальных инертных
газов, а также водорода H2, озона О3, окислов азота, окиси углерода
СО, аммиака NH3, метана CH4, сернистого газа SO2 и др..

4. Учитывая молекулярную
массу каждого компонента и
его долю в составе
Воздух, можно рассчитать
среднюю молекулярную
массу Воздух, равную 28,966
(приблизительно 29).

5. Содержание в Воздух азота, кислорода и инертных газов
практически постоянно, причём постоянная концентрация O2 (и
отчасти N2) поддерживается растительным миром Земли.
Содержание в Воздух углекислого газа, окислов азота,
сернистых соединений существенно колеблется (в частности,
возрастает вблизи больших городов и промышленных
предприятий).

6. Слева: вся вода на планете (1.4087 миллиардов квадратных километров), включая морскую воду, ледники,
озёра, реки, облака и т.д.
Справа: весь воздух в атмосфере (5140 триллионов тонн), сжатый под давлением на уровне моря.
Содержание воды в Воздух непостоянно и может составлять от 0,00002 до 3% по объёму. В Воздух
всегда находится большое число мелких твёрдых частичек — пылинок (от нескольких млн. в 1 м3
чистого комнатного Воздух до 100—300 млн. в 1 м3 Воздух больших городов). Такие частички зачастую
служат центрами конденсации атмосферной влаги и являются причиной образования туманов. Воздух
проникает в почву, составляя от 10 до 23—28% её объёма. Почвенный Воздух, благодаря
биологическим процессам в почве, существенно отличается от обычного по составу; он содержит (по
объёму): 78—80% O2, 0,1—20,0% N2 и 0,1—15,0% CO2.

7. Учёные древности считали Воздух одним
из элементов, из которых состоит всё
существующее. Анаксимен из Милета (6
в. до н. э.) называл Воздух
«первоматерией», а Эмпедокл (5 в. до н.
э.) и Аристотель (4 в. до н. э.) — одним из
четырёх элементов — стихий (наряду с
огнём, водой и землёй), в которых
заключены все присущие материи
свойства. Представление о Воздух как о
самостоятельном индивидуальном
веществе господствовало в науке до
конца 18 в. В 1775—77 французский химик
А. Лавуазье показал, что в состав Воздух
входят открытые незадолго до того
химические элементы азот и кислород. А. Лавуазье

8. Б. Паскаль Д. И. Менделеев Г. Галилей
Большую роль в истории науки сыграло изучение физических свойств
Воздух Итальянский учёный Г. Галилей (1632) нашёл, что Воздух в 400
раз легче воды. Французский учёный Б. Паскаль обнаружил
уменьшение атмосферного давления с высотой; в дальнейшем, с
развитием науки были установлены и другие газовые законы. Долгое
время Воздух и его главные компоненты не удавалось превратить в
жидкость, и потому их считали «постоянными» газами. Неудача
попыток сжижения Воздух была объяснена лишь после того, как Д. И.
Менделеев (1860) установил понятие критической температуры и
давления.

9. Давление Воздух при 0°С на уровне моря 101325 н/м2 (1,01325 б, 1 aт, 760 мм
рт. cт.); в этих условиях масса 1 л Воздух равна 1,2928 г. Для большинства
практических целей Воздух можно рассматривать как идеальный газ; в
частности, парциальное давление каждого газа, входящего в состав Воздух,
не зависит от присутствия других компонентов Воздух. Критическая
температура —140,7°С, критическое давление 3,7 Мн/м2 (37,2 am).
Перечисленные ниже свойства Воздух даны при давлении 101325 н/м2 или
1,01325 б (так называемое нормальное давление). Удельная теплоёмкость
при постоянном давлении Cp 10,045•103 дж/(кг•К), т. e. 0,24 кал/(г•°С) в
интервале 0—100°С. Коэффициент теплопроводности 0,024276 вт/(м•К),
диэлектрическая проницаемость 1,000059 (0°С). Растворимость в воде (в
см3 на 1 л воды) 29,18 (0°С) и 18,68 (20°С). Поскольку растворимость
кислорода в воде несколько выше, чем азота, соотношение этих газов при
растворении в воде изменяется и составляет соответственно 35% и 65%.
Скорость звука в Воздух при 0°С около 330 м/сек.

10. Жидкий Воздух — голубоватая
жидкость с плотностью 0,96 г/см3
(при—192°С и нормальном
давлении). Свободно
испаряющийся при нормальном
давлении жидкий Воздух имеет
температуру около —190°С.
Состав его непостоянен, так как
азот (и аргон) улетучивается
быстрее кислорода. Жидкий
Воздух хранят и транспортируют
в дьюара сосудах или в
резервуарах специальной
конструкции — танках. Сжатый
Воздух хранят в стальных
баллонах при 15 Мн/м2 (150 am);
окраска баллонов чёрная с белой
надписью «Воздух сжатый».

11. В атмосфере Воздух обычно обнаруживаются различные
микроорганизмы (бактерии, грибки и др.). Однако
патогенные микроорганизмы встречаются в Воздух крайне
редко, в связи с чем передача инфекционных заболеваний
через атмосферу Воздух может происходить в
исключительных случаях, например при применении
бактериологического оружия, в закрытых помещениях при
наличии больных, выделяющих в Воздух патогенные
микроорганизмы вместе с мельчайшими капельками слюны
при кашле, чихании, разговоре.

12. Благодаря содержащемуся в Воздух кислороду, он используется как химический агент в
различных процессах. Сюда относятся: горение топлива, выплавка металлов из руд (доменный и
мартеновский процессы), промышленное получение многих химических соединений (серной и
азотной кислот, фталевого ангидрида, окиси этилена, уксусной кислоты, ацетона, фенола и др.);
ценность Воздух как химического агента существенно повышают, увеличивая содержание в нём
кислорода. Воздух является важнейшим промышленным сырьём для получения кислорода,
азота, инертных газов. Физические свойства Воздух используют в тепло- и звукоизоляционных
материалах, в электроизоляционных устройствах; упругие свойства Воздух — в пневматических
шинах; сжатый Воздух служит рабочим телом для совершения механической работы
(пневматические машины, струйные и распылительные аппараты, перфораторы и т.д.).

13. Искусственный Воздух (точнее — искусственная атмосфера, смеси
газов, пригодные для дыхания) впервые был использован в
медицине при заболеваниях, сопровождающихся кислородной
недостаточностью (40—60% кислорода в смеси с обычным Воздух
или 95% кислорода и 5% CO2). Подобные искусственные газовые
смеси применяются в высотной авиации, горноспасательном деле.
Особое значение имеет искусственный Воздух в водолазном деле.
Обычный Воздух непригоден для работы при давлениях,
существенно превышающих нормальное: в этих условиях Воздух
оказывает наркотическое действие, а повышение растворимости
азота в крови и тканях тела делает опасным быстрый подъём
водолаза на поверхность. Выделение пузырьков азота из крови
может вызвать кессонную болезнь и смерть. Поэтому в последние
10—15 лет испытываются для работ на больших глубинах (в
условиях высоких давлений) безазотные газовые смеси,
содержащие главным образом гелий (до 96,4%) и кислород (4—2%)
под давлением 0,7—2 Мн/м2 (7—20 am). Такие смеси устраняют
опасность кессонной болезни, однако создают определённый
дискомфорт из-за высокой теплопроводности гелия; отмечено
также существенное изменение тембра голоса в такой атмосфере.
Проблема искусственного Воздух решается также при создании
обитаемых космических кораблей. Советские космические корабли
«Восток» и «Восход» были оборудованы специальной системой,
поддерживающей состав Воздух, близкий к обычному: парциальное
давление кислорода 20—40 кн/м2, объёмная концентрация CO2
0,5—1%. Американские космические корабли «Джемини» имели
чисто кислородную атмосферу при давлении около 0,3 aт.

14. Хргиан А. Х., Физика атмосферы, 2 изд., М., 1958;
Некрасов Б. Воздух, Основы общей химии, т. 1, М., 1965;
Баттан Л. Дж., Загрязнённое небо, пер. с англ., М., 1967;
Арманд Д., Нам и внукам, 2 изд., М., 1966;
Соколов Воздух А., Газы земли, [М., 1966];
Определение вредных веществ в воздухе
производственных помещений, 2 изд., М., 1954;
Руководство по коммунальной гигиене, т. 1, М., 1961.