De unde vine aerul?

Viața pe Pământ înoată în fundul unui ocean de aer. Vizitatorii din alte părți ale sistemului solar nu ar găsi atmosfera Pământului primitoare. Chiar și primele forme de viață ale Pământului ar considera că masa de aer actuală a Pământului este toxică. Cu toate acestea, locuitorii Pământului prosperă în acest amestec unic de azot-oxigen pe care oamenii îl numesc aer.

Existența aerului pe Pământ, la fel ca atmosferele altor planete, a început înainte ca planeta să se formeze. Atmosfera actuală a Pământului s-a dezvoltat printr-o succesiune de evenimente care au început cu coalizarea sistemului solar.

Prima atmosferă a Pământului, la fel ca praful și rocile care formează Pământul timpuriu, s-au reunit odată cu formarea sistemului solar. Prima atmosferă era un strat subțire de hidrogen și heliu care a suflat din haosul rocilor fierbinți care în cele din urmă ar deveni Pământul. Această atmosferă temporară de hidrogen și heliu provine din rămășițele bilei gazoase care a devenit soarele.

Masa fierbinte de rocă care a devenit Pământul a luat mult timp să se răcească. Vulcanii au barbotat și au eliberat gaze din interiorul Pământului timp de milioane de ani. Gazele dominante eliberate au constat din dioxid de carbon, vapori de apă, hidrogen sulfurat și amoniac. În timp, aceste gaze s-au acumulat pentru a forma a doua atmosferă a Pământului. După aproximativ 500 de milioane de ani, Pământul s-a răcit suficient pentru ca apa să înceapă să se acumuleze, răcind în continuare Pământul și formând în cele din urmă primul ocean al Pământului.

Primele fosile recunoscute ale Pământului, bacteriile microscopice, datează de aproximativ 3,8 miliarde de ani. Cu 2,7 miliarde de ani în urmă, cianobacteriile populau oceanele lumii. Cianobacterii a eliberat oxigen în atmosferă prin procesul de fotosinteză. Pe măsură ce oxigenul din atmosferă a crescut, dioxidul de carbon a scăzut, consumat de cianobacteriile fotosintetice.

În același timp, lumina soarelui a făcut ca amoniacul atmosferic să se rupă în azot și hidrogen. Majoritatea hidrogenului mai ușor decât aerul plutea în sus și în cele din urmă a scăpat în spațiu. Cu toate acestea, azotul s-a acumulat treptat în atmosferă.

Cu aproximativ 2,4 miliarde de ani în urmă, creșterea nivelului de azot și oxigen din atmosferă a dus la trecerea de la atmosfera reductivă timpurie la cea modernă atmosferă oxidantă. Atmosfera actuală este de 78% azot, 21% oxigen, 0,9% argon, 0,03% dioxid de carbon și mică cantitățile de alte gaze rămân relativ stabile datorită fotosintezei plantelor și bacteriilor echilibrate de animale respiraţie.

Cea mai mare parte a vremii și vieții Pământului are loc în troposferă, stratul atmosferic cel mai apropiat de suprafața Pământului. La nivelul mării, forța presiunii aerului este egală cu 14,70 lire sterline pe inch (psi). Această forță provine din masa întregii coloane de aer de deasupra fiecărui centimetru pătrat al unei suprafețe. Deci, de unde vine aerul într-o mașină? Deoarece mașinile nu sunt containere etanșe, forța aerului de deasupra și din jurul mașinii împinge aerul în mașină.

Dar de unde vine aerul într-un avion? Avioanele sunt mai etanșe decât mașinile, dar nu complet etanșe. Forța aerului de deasupra și care înconjoară avionul umple avionul cu aer. Din păcate, avioanele moderne croazieră la sau peste 30.000 de picioare în cazul în care aerul este prea subțire pentru ca oamenii să respire.

Creșterea presiunii aerului din cabină la o presiune supraviețuitoare necesită redirecționarea unei părți din aer de la motoarele avionului. Aerul comprimat și încălzit de motoare se deplasează printr-o serie de răcitoare, ventilatoare și colectoare înainte de a fi adăugat în aerul din cabina avionului. Senzorii de presiune deschid și închid o supapă de ieșire pentru a menține o presiune a aerului cabinei între 5.000 și 8.000 de picioare deasupra nivelului mării.

Menținerea unei presiuni mai mari a aerului la cote mai mari necesită creșterea rezistenței structurale a carcasei avionului. Cu cât diferența dintre presiunea aerului interior și presiunea aerului exterior este mai mare, cu atât este necesară o carcasă exterioară mai puternică. În timp ce presiunea la nivelul mării este posibilă, presiunea echivalentă cu 7.000 de metri deasupra nivelului mării, aproximativ 11 psi, este adesea folosit în cabine de avion. Această presiune este confortabilă pentru majoritatea oamenilor, reducând în același timp masa avionului.

Deci, de unde vine aerul în apă clocotită? Răspunsul, pus simplu, este aerul dizolvat. Cantitatea de aer dizolvată în apă depinde de temperatură și presiune. Pe măsură ce temperatura crește, cantitatea de aer care poate fi dizolvată în apă scade. Când apa atinge temperatura de fierbere, 212 ° F (100 ° C), aerul dizolvat iese din soluție. Deoarece aerul este mai puțin dens decât apa, bulele de aer se ridică la suprafață.

În schimb, cantitatea de aer care poate fi dizolvată în apă crește odată cu creșterea presiunii. Punctul de fierbere al apei scade odată cu ridicarea, deoarece presiunea aerului scade. Folosirea unui capac crește presiunea pe suprafața apei, crescând temperatura de fierbere. Efectul presiunii mai mici asupra temperaturilor de fierbere necesită ajustări ale rețetei atunci când gătiți la cote mai mari.