Odkud pochází vzduch?

Život na Zemi plave na dně oceánu vzduchu. Návštěvníci odjinud ve sluneční soustavě nenajdou příjemnou atmosféru Země. Dokonce i v nejranějších formách života Země by byla současná hmotnost vzduchu Země toxická. Přesto se obyvatelům Země daří v této jedinečné směsi dusíku a kyslíku, kterou lidé nazývají vzduch.

Existence vzduchu na Zemi, stejně jako atmosféry jiných planet, začala ještě předtím, než se planeta vůbec vytvořila. Současná atmosféra Země se vyvinula sledem událostí, které začaly s splynutí sluneční soustavy.

První atmosféra Země, jako prach a kameny tvořící ranou Zemi, se spojily při formování sluneční soustavy. První atmosféra byla tenká vrstva vodík a hélium která odfoukla chaos horkých hornin, které by se nakonec staly Zemí. Tato dočasná vodíková a heliová atmosféra pocházela ze zbytků plynné koule, která se stala sluncem.

Horká masa horniny, která se stala Zemí, se dlouho ochladila. Sopky bublaly a uvolňovaly plyny z nitra Země po miliony let. Uvolněné dominantní plyny sestávaly z oxidu uhličitého, vodní páry, sirovodíku a amoniaku. Tyto plyny se časem nahromadily a vytvořily druhou atmosféru Země. Asi po

První rozpoznatelné fosílie Země, mikroskopické bakterie, se datují přibližně 3,8 miliardy let. Před 2,7 miliardami let obývali sinice světové oceány. Sinice uvolnil kyslík do atmosféry procesem fotosyntézy. Jak se kyslík v atmosféře zvyšoval, snižoval se oxid uhličitý, spotřebovaný fotosyntetickými sinicemi.

Současně sluneční světlo způsobilo, že se atmosférický amoniak rozpadl na dusík a vodík. Většina vodíku lehčího než vzduch plavala nahoru a nakonec unikla do vesmíru. Dusík se však postupně vytvářel v atmosféře.

Asi před 2,4 miliardami let vedlo zvyšování dusíku a kyslíku v atmosféře k posunu od rané redukční atmosféry k moderní oxidační atmosféra. Současná atmosféra 78 procent dusíku, 21 procent kyslíku, 0,9 procent argonu, 0,03 procent oxidu uhličitého a malá množství dalších plynů zůstává relativně stabilní díky fotosyntéze rostlin a bakterií vyvážených zvířetem dýchání.

Většina počasí a života Země se vyskytuje v troposféře, atmosférické vrstvě nejblíže zemskému povrchu. Na úrovni moře se síla tlaku vzduchu rovná 14,70 liber na čtvereční palec (psi). Tato síla pochází z hmotnosti celého sloupce vzduchu nad každým čtverečním palcem povrchu. Odkud tedy pochází vzduch v autě? Vzhledem k tomu, že automobily nejsou vzduchotěsné kontejnery, tlačí síla vzduchu nad a kolem vozu vzduch do vozu.

Ale odkud pochází vzduch v letadle? Letadla jsou vzduchotěsnější než auta, ale ne zcela vzduchotěsná. Síla vzduchu nad a obklopující letadlo vyplňuje letadlo vzduchem. Bohužel moderní letadla křižují na 30 000 stop nebo více, kde vzduch je příliš řídký aby lidé dýchali.

Zvýšení tlaku vzduchu v kabině na tlak, který lze přežít, vyžaduje přesměrování části vzduchu z motorů letadla. Vzduch stlačený a ohřátý motory prochází řadou chladičů, ventilátorů a potrubí před přidáním do vzduchu v kabině letadla. Senzory tlaku otevírají a zavírají odtokový ventil k udržení tlaku vzduchu v kabině mezi 5 000 a 8 000 stopami nad mořem.

Udržování vyššího tlaku vzduchu ve vyšších nadmořských výškách vyžaduje zvýšení konstrukční pevnosti pláště letounu. Čím větší je rozdíl mezi vnitřním a vnějším tlakem, tím silnější je vnější plášť. Zatímco tlak na hladinu moře je možný, tlak odpovídá asi 7 000 stopám nad mořem 11 psi, se často používá v kabinách letadel. Tento tlak je pro většinu lidí pohodlný a zároveň snižuje hmotnost letadla.

Odkud tedy pochází vzduch ve vroucí vodě? Odpověď, jednoduše řečeno, je rozpuštěný vzduch. Množství vzduchu rozpuštěného ve vodě závisí na teplotě a tlaku. Se zvyšující se teplotou klesá množství vzduchu, které lze rozpustit ve vodě. Když voda dosáhne teploty varu, 100 ° C, vychází rozpuštěný vzduch z roztoku. Protože vzduch je méně hustý než voda, bubliny vzduchu stoupají k povrchu.

Naopak, množství vzduchu, které lze rozpustit ve vodě, se zvyšuje se zvyšujícím se tlakem. Teplota varu vody klesá s nadmořskou výškou, protože tlak vzduchu klesá. Použití víka zvyšuje tlak na povrch vody a zvyšuje teplotu varu. Účinek nižšího tlaku na teploty varu vyžaduje úpravy receptury při vaření ve vyšších nadmořských výškách.