Kust õhk tuleb?

Elu Maal ujub õhust ookeani põhjas. Külastajad mujalt päikesesüsteemis ei pidanud Maa atmosfääri kutsuvaks. Isegi Maa varaseimad eluvormid leiaksid, et Maa praegune õhumass on mürgine. Siiski elavad Maa elanikud selles ainulaadses lämmastiku-hapniku segus, mida inimesed õhuks nimetavad.

Õhu olemasolu Maal, nagu ka teiste planeetide atmosfäär, algas juba enne planeedi moodustumist. Maa praegune atmosfäär arenes sündmustega, mis algasid tähega ühendav päikesesüsteem.

Maa esimene atmosfäär, nagu tolm ja kivimid, mis moodustasid varajase Maa, liitusid koos päikesesüsteemi kujunemisega. See esimene atmosfäär oli õhuke kiht vesinik ja heelium mis puhus eemale kuumade kivimite kaosest, millest lõpuks sai Maa. See ajutine vesiniku ja heeliumi atmosfäär pärines päikseks saanud gaasipalli jääkidest.

Kuumaks kivimimassiks, millest sai Maa, kulus kaua aega. Vulkaanid mullitasid ja eraldasid gaase Maa sisemusest miljoneid aastaid. Valdavad vabanenud gaasid koosnesid süsinikdioksiidist, veeaurust, vesiniksulfiidist ja ammoniaagist. Aja jooksul kogunesid need gaasid Maa teise atmosfääri moodustamiseks. Umbes pärast

Maa esimesed äratuntavad fossiilid, mikroskoopilised bakterid, pärinevad umbes 3,8 miljardist aastast. 2,7 miljardi aasta eest asustasid tsüanobakterid maailmameresid. Tsüanobakterid vabanenud hapnik fotosünteesi käigus atmosfääri. Kui atmosfääri hapnik suurenes, vähenes fotosünteetiliste tsüanobakterite poolt tarbitud süsinikdioksiid.

Samal ajal põhjustas päikesevalgus atmosfääri ammoniaagi lagunemise lämmastikuks ja vesinikuks. Suurem osa õhust kergemast vesinikust hõljus ülespoole ja pääses lõpuks kosmosesse. Lämmastik kogunes atmosfääri järk-järgult.

Umbes 2,4 miljardit aastat tagasi viis atmosfääri suurenev lämmastik ja hapnik ülemineku varajasest redutseerivast atmosfäärist kaasaegsesse oksüdeeriv atmosfäär. Praegu on atmosfääris 78 protsenti lämmastikku, 21 protsenti hapnikku, 0,9 protsenti argooni, 0,03 protsenti süsinikdioksiidi ja vähe muude gaaside kogused jäävad loomade tasakaalustatud taimede ja bakterite fotosünteesi tõttu suhteliselt stabiilseks hingamine.

Suurem osa Maa ilmast ja elust toimub troposfääris - Maa pinnale kõige lähemal asuvas atmosfäärikihis. Merepinnal õhurõhu jõud võrdub 14,70 naela ruuttolli kohta (psi). See jõud tuleb kogu õhusamba massist iga pinna ruuttolli kohal. Kust õhk siis autost tuleb? Kuna autod ei ole õhukindlad konteinerid, surub auto kohal ja ümbritseva õhu jõud õhku autosse.

Aga kust tuleb õhk lennukis? Lennukid on õhutihedamad kui autod, kuid mitte täiesti õhukindlad. Lennuki kohal ja seda ümbritseva õhu jõud täidab lennuki õhuga. Kahjuks kruiisivad tänapäevased lennukid 30 000 jala kõrgusel või kõrgemal seal, kus õhk on liiga õhuke et inimesed saaksid hingata.

Salongi õhurõhu tõstmine üleelatavale rõhule nõuab osa õhusuuna suunamist lennuki mootoritest. Mootorite kokkusurutud ja kuumutatud õhk liigub läbi jahutite, ventilaatorite ja kollektorite seeria, enne kui see lisatakse lennuki salongis olevale õhule. Rõhuandurid avavad ja sulgevad väljavooluklapi, et hoida salongi õhurõhk vahemikus 5000–8000 jalga merepinnast.

Suurema õhurõhu säilitamine kõrgematel kõrgustel nõuab lennuki kesta konstruktsioonilise tugevuse suurendamist. Mida suurem on sisemise õhurõhu ja välisõhu vahe, seda tugevam on vajalik väliskest. Ehkki merepinna rõhk on võimalik, on rõhk umbes 7000 jalga merepinnast umbes 11 psi, kasutatakse sageli lennukikabiinides. See rõhk on enamikule inimestele mugav, vähendades samal ajal lennuki massi.

Niisiis, kust tuleb õhk keevas vees? Vastus on lihtsalt öeldes lahustunud õhk. Vees lahustunud õhu kogus sõltub temperatuurist ja rõhust. Temperatuuri tõustes väheneb vees lahustuva õhu hulk. Kui vesi saavutab keemistemperatuuri, 100 ° C, tuleb lahustunud õhk lahusest välja. Kuna õhk on vähem tihe kui vesi, tõusevad õhumullid pinnale.

Ja vastupidi, vees lahustuva õhu hulk suureneb rõhu tõustes. Vee keemistemperatuur langeb kõrgusega, kuna õhurõhk väheneb. Kaane kasutamine suurendab survet veepinnale, tõstes keemistemperatuuri. Madalama rõhu mõju keemistemperatuurile nõuab kõrgemal toiduvalmistamisel retseptide kohandamist.