Odakle dolazi zrak?

Život na Zemlji pliva na dnu oceana zraka. Posjetiteljima iz bilo kojeg drugog dijela Sunčevog sustava ne bi bila privlačna Zemljina atmosfera. Čak i najraniji Zemljini oblici života smatrali bi trenutnu Zemljinu zračnu masu otrovnim. Ipak, stanovnici Zemlje uspijevaju u ovoj jedinstvenoj smjesi dušika i kisika koju ljudi nazivaju zrakom.

Postojanje zraka na Zemlji, poput atmosfera drugih planeta, započelo je prije nego što se planet uopće formirao. Trenutna Zemljina atmosfera razvijala se nizom događaja koji su započeli s spajanje sunčevog sustava.

Zemljina prva atmosfera, poput prašine i kamenja koji su formirali ranu Zemlju, okupili su se kad se Sunčev sustav formirao. Ta prva atmosfera bila je tanak sloj vodik i helij koji je otpuhao kaos vrelih stijena koje će na kraju postati Zemlja. Ova privremena atmosfera vodika i helija proizašla je iz ostataka plinovite lopte koja je postala sunce.

Vreloj masi stijena koja je postala Zemlja trebalo je dugo da se hladi. Vulkani su mjehurići puštali plinove iz unutrašnjosti Zemlje milijunima godina. Dominirajući ispušteni plinovi sastojali su se od ugljičnog dioksida, vodene pare, sumporovodika i amonijaka. S vremenom su se ti plinovi akumulirali da tvore drugu Zemljinu atmosferu. Nakon otprilike

Prvi prepoznatljivi fosili na zemlji, mikroskopske bakterije, datiraju otprilike 3,8 milijardi godina. Prije 2,7 milijardi godina cijanobakterije su naseljavale svjetske oceane. Cijanobakterije oslobođeni kisik u atmosferu kroz proces fotosinteze. Kako se kisik u atmosferi povećavao, ugljični dioksid se smanjivao, trošeći ga fotosintetske cijanobakterije.

Istodobno je sunčeva svjetlost uzrokovala probijanje atmosferskog amonijaka u dušik i vodik. Većina vodika lakšeg od zraka plutala je prema gore i na kraju pobjegla u svemir. Dušik se, međutim, postupno nakupljao u atmosferi.

Prije oko 2,4 milijarde godina, porast dušika i kisika u atmosferi doveo je do prelaska s rano reducirajuće atmosfere na modernu oksidacijska atmosfera. Trenutna atmosfera sadrži 78 posto dušika, 21 posto kisika, 0,9 posto argona, 0,03 posto ugljičnog dioksida i malo Količine ostalih plinova ostaju relativno stabilne zbog fotosinteze biljaka i bakterija uravnoteženih od strane životinje disanje.

Većina Zemljinog vremena i života događa se u troposferi, atmosferskom sloju najbližem površini Zemlje. Na razini mora sila zračnog tlaka je jednaka 14,70 funti po kvadratnom inču (psi). Ova sila dolazi iz mase cijelog stupca zraka iznad svakog kvadratnog centimetra površine. Pa otkud zrak u automobilu? Budući da automobili nisu hermetički zatvoreni spremnici, sila zraka iznad i oko njega gura zrak u automobil.

Ali otkud zrak u avionu? Avioni su hermetičniji od automobila, ali nisu u potpunosti hermetični. Sila zraka iznad i oko aviona ispunjava avion zrakom. Nažalost, moderni zrakoplovi krstare na visini ili većoj od 30.000 metara gdje zrak je pretanak da ljudi dišu.

Povećanje tlaka zraka u kabini na preživi tlak zahtijeva preusmjeravanje dijela zraka iz avionskih motora. Zrak koji komprimiraju i zagrijavaju motori kreće se kroz niz hladnjaka, ventilatora i razdjelnika prije dodavanja u zrak u kabini zrakoplova. Senzori tlaka otvaraju i zatvaraju izljevni ventil kako bi održali tlak zraka u kabini između 5000 i 8000 metara nadmorske visine.

Održavanje većeg tlaka zraka na većim kotama zahtijeva povećanje strukturne čvrstoće ljuske zrakoplova. Što je veća razlika između unutarnjeg i vanjskog tlaka zraka, to je vanjska ovojnica potrebna jača. Iako je tlak na razini mora moguć, tlak ekvivalentan 7000 metara nadmorske visine, oko 11 psi, često se koristi u avionskim kabinama. Ovaj je pritisak ugodan za većinu ljudi, a istovremeno smanjuje masu aviona.

Pa odakle dolazi zrak u kipućoj vodi? Odgovor, jednostavno rečeno, jest otopljeni zrak. Količina zraka otopljenog u vodi ovisi o temperaturi i tlaku. Povišenjem temperature smanjuje se količina zraka koji se može otopiti u vodi. Kad voda dosegne temperaturu vrenja, 100 ° C, otopljeni zrak izlazi iz otopine. Budući da je zrak manje gust od vode, mjehurići zraka izlaze na površinu.

Suprotno tome, količina zraka koja se može otopiti u vodi povećava se povećanjem tlaka. Tačka ključanja vode opada s povišenjem jer se smanjuje tlak zraka. Korištenjem poklopca povećava se pritisak na površinu vode, povećavajući temperaturu ključanja. Učinak nižeg pritiska na temperature ključanja zahtijeva prilagodbe recepata kod kuhanja na višim nadmorskim visinama.