Woher kommt Luft?

Das Leben auf der Erde schwimmt auf dem Grund eines Ozeans aus Luft. Besucher aus anderen Teilen des Sonnensystems würden die Erdatmosphäre nicht einladend finden. Selbst die frühesten Lebensformen der Erde würden die gegenwärtige Luftmasse der Erde als giftig empfinden. Doch die Bewohner der Erde gedeihen in diesem einzigartigen Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch, das der Mensch Luft nennt.

Die Existenz von Luft auf der Erde begann, wie die Atmosphären anderer Planeten, bevor der Planet überhaupt entstand. Die gegenwärtige Atmosphäre der Erde entwickelte sich durch eine Reihe von Ereignissen, die mit dem koaleszierendes Sonnensystem.

Die erste Atmosphäre der Erde, wie der Staub und das Gestein, die die frühe Erde bildeten, kamen bei der Entstehung des Sonnensystems zusammen. Diese erste Atmosphäre war eine dünne Schicht aus Wasserstoff und Helium die aus dem Chaos heißer Gesteine ​​weggeblasen wurde, aus denen schließlich die Erde werden würde. Diese temporäre Wasserstoff- und Heliumatmosphäre entstand aus den Überresten der gasförmigen Kugel, die zur Sonne wurde.

Die heiße Gesteinsmasse, aus der die Erde wurde, brauchte lange, um abzukühlen. Vulkane brodelten und setzten seit Jahrmillionen Gase aus dem Erdinneren frei. Die vorherrschenden freigesetzten Gase bestanden aus Kohlendioxid, Wasserdampf, Schwefelwasserstoff und Ammoniak. Im Laufe der Zeit sammelten sich diese Gase, um die zweite Atmosphäre der Erde zu bilden. Nach ungefaehr 500 Millionen Jahre, die Erde kühlte sich genug ab, damit sich Wasser ansammeln konnte, die Erde weiter kühlte und schließlich den ersten Ozean der Erde bildete.

Die ersten erkennbaren Fossilien der Erde, mikroskopisch kleine Bakterien, sind ungefähr 3,8 Milliarden Jahre alt. Vor 2,7 Milliarden Jahren bevölkerten Cyanobakterien die Weltmeere. Cyanobakterien freigesetzter Sauerstoff durch den Prozess der Photosynthese in die Atmosphäre. Als der Sauerstoff in der Atmosphäre zunahm, nahm das Kohlendioxid ab, das von den photosynthetischen Cyanobakterien verbraucht wurde.

Gleichzeitig bewirkte das Sonnenlicht, dass atmosphärisches Ammoniak in Stickstoff und Wasserstoff zerfiel. Der größte Teil des Wasserstoffs, der leichter als Luft war, schwebte nach oben und entwich schließlich in den Weltraum. Stickstoff baute sich jedoch allmählich in der Atmosphäre auf.

Vor etwa 2,4 Milliarden Jahren führte der zunehmende Stickstoff- und Sauerstoffgehalt der Atmosphäre zu einer Verschiebung von der frühen reduzierenden Atmosphäre zur modernen oxidierende Atmosphäre. Die aktuelle Atmosphäre besteht aus 78 Prozent Stickstoff, 21 Prozent Sauerstoff, 0,9 Prozent Argon, 0,03 Prozent Kohlendioxid und kleinen Mengen anderer Gase bleiben aufgrund der Photosynthese von Pflanzen und Bakterien, die durch Tiere ausgeglichen werden, relativ stabil Atmung.

Der Großteil des Wetters und des Lebens auf der Erde findet in der Troposphäre statt, der atmosphärischen Schicht, die der Erdoberfläche am nächsten ist. Auf Meereshöhe ist die Kraft des Luftdrucks gleich 14,70 Pfund pro Quadratzoll (psi). Diese Kraft kommt von der Masse der gesamten Luftsäule über jedem Quadratzoll einer Oberfläche. Woher kommt die Luft in einem Auto? Da Autos keine luftdichten Behälter sind, drückt die Kraft der Luft über und um das Auto herum Luft in das Auto.

Aber woher kommt die Luft in einem Flugzeug? Flugzeuge sind luftdichter als Autos, aber nicht vollständig luftdicht. Die Kraft der Luft über und um das Flugzeug füllt das Flugzeug mit Luft. Leider fliegen moderne Flugzeuge bei oder über 30.000 Fuß, wo die Luft ist zu dünn damit der Mensch atmen kann.

Um den Luftdruck in der Kabine auf einen überlebensfähigen Druck zu erhöhen, muss ein Teil der Luft aus den Triebwerken des Flugzeugs umgeleitet werden. Die von den Triebwerken komprimierte und erhitzte Luft strömt durch eine Reihe von Kühlern, Lüftern und Verteilern, bevor sie der Luft in der Flugzeugkabine hinzugefügt wird. Drucksensoren öffnen und schließen ein Auslassventil, um einen Kabinenluftdruck zwischen 5.000 und 8.000 Fuß über dem Meeresspiegel aufrechtzuerhalten.

Das Aufrechterhalten eines größeren Luftdrucks in höheren Lagen erfordert eine Erhöhung der strukturellen Festigkeit der Flugzeughülle. Je größer der Unterschied zwischen Innenluftdruck und Außenluftdruck ist, desto stärker ist die erforderliche Außenhülle. Während ein Druck auf Meereshöhe möglich ist, entspricht der Druck 7.000 Fuß über dem Meeresspiegel, etwa 11 psi, wird häufig in Flugzeugkabinen verwendet. Dieser Druck ist für die meisten Menschen angenehm und reduziert gleichzeitig die Masse des Flugzeugs.

Woher kommt die Luft in kochendem Wasser? Die Antwort ist einfach ausgedrückt gelöste Luft. Die im Wasser gelöste Luftmenge hängt von Temperatur und Druck ab. Mit steigender Temperatur nimmt die in Wasser lösbare Luftmenge ab. Wenn das Wasser die Siedetemperatur erreicht, 212 ° F (100 ° C), kommt die gelöste Luft aus der Lösung. Da Luft eine geringere Dichte als Wasser hat, steigen die Luftblasen an die Oberfläche.

Umgekehrt nimmt die Menge an Luft, die in Wasser gelöst werden kann, mit steigendem Druck zu. Der Siedepunkt von Wasser sinkt mit zunehmender Höhe, da der Luftdruck abnimmt. Die Verwendung eines Deckels erhöht den Druck auf die Wasseroberfläche und erhöht die Siedetemperatur. Die Auswirkung des niedrigeren Drucks auf die Siedetemperatur erfordert Rezeptanpassungen beim Kochen in höheren Lagen.