Od kod prihaja zrak?

Življenje na Zemlji plava na dnu oceana zraka. Obiskovalci od drugod v sončnem sistemu se ne bi zdeli vabljivi. Tudi najzgodnejše življenjske oblike Zemlje bi bile trenutne Zemljine zračne mase strupene. Vendar prebivalci Zemlje uspevajo v tej edinstveni mešanici dušika in kisika, ki jo ljudje imenujemo zrak.

Obstoj zraka na Zemlji, tako kot ozračje drugih planetov, se je začel še preden se je planet sploh oblikoval. Trenutno zemeljsko ozračje se je razvilo skozi zaporedje dogodkov, ki so se začeli z spajanje sončnega sistema.

Prvo zemeljsko ozračje, tako kot prah in kamenje, ki tvorijo zgodnjo Zemljo, so se sestavili, ko se je oblikoval sončni sistem. Prvo vzdušje je bilo v tanki plasti vodik in helij ki je odpihnil kaos vročih kamnin, ki bi sčasoma postale Zemlja. Ta začasna atmosfera vodika in helija je izhajala iz ostankov plinaste krogle, ki je postala sonce.

Vroča masa kamenja, ki je postala Zemlja, se je dolgo ohladila. Vulkani so milijone let prepihavali in izpuščali pline iz notranjosti Zemlje. Prevladujoči izpuščeni plini so bili ogljikov dioksid, vodna para, vodikov sulfid in amonijak. Sčasoma so se ti plini kopičili in tvorili drugo zemeljsko atmosfero. Po približno

Prvi prepoznavni fosili Zemlje, mikroskopske bakterije, segajo približno 3,8 milijarde let nazaj. Pred 2,7 milijardami let so cianobakterije naselile svetovne oceane. Cianobakterije sproščeni kisik v atmosfero skozi proces fotosinteze. Ko se je kisik v ozračju povečal, se je zmanjšal ogljikov dioksid, ki ga porabijo fotosintetske cianobakterije.

Hkrati je sončna svetloba povzročila, da se atmosferski amoniak razbije v dušik in vodik. Večina vodika, lažjega od zraka, je plavala navzgor in sčasoma pobegnila v vesolje. Dušik pa se je postopoma kopičil v ozračju.

Pred približno 2,4 milijardami let je naraščajoči dušik in kisik v ozračju pripeljal do prehoda z zgodnje reducirajoče atmosfere na moderno oksidacijsko ozračje. Trenutno ozračje je 78 odstotkov dušika, 21 odstotkov kisika, 0,9 odstotka argona, 0,03 odstotka ogljikovega dioksida in majhno Količine drugih plinov ostajajo razmeroma stabilne zaradi fotosinteze rastlin in bakterij, uravnoteženih z živalmi dihanje.

Večina Zemljinega vremena in življenja se zgodi v troposferi, atmosferski plasti, ki je najbližja površju Zemlje. Na morski gladini je sila zračnega tlaka enaka 14,70 funtov na kvadratni palec (psi). Ta sila izhaja iz mase celotnega zračnega stebra nad vsakim kvadratnim centimetrom površine. Od kod torej zrak v avtomobilu? Ker avtomobili niso nepredušno zaprti, sila zraka nad in okoli njega potisne zrak v avto.

Toda od kod zrak v letalu? Letala so bolj zrakotesna kot avtomobili, vendar ne popolnoma zrakotesna. Sila zraka nad letalom in okoli njega napolni letalo z zrakom. Na žalost sodobna letala plujejo na višini 30.000 čevljev ali več, kjer zrak je pretanek da ljudje dihajo.

Če zvišate zračni tlak v kabini na preživetje, je treba preusmeriti del zraka iz letalskih motorjev. Zrak, ki ga motorji stisnejo in ogrevajo, se premika skozi vrsto hladilnikov, ventilatorjev in razdelilnikov, preden se doda zraku v kabini letala. Tlačni senzorji odpirajo in zapirajo izlivni ventil, da vzdržujejo zračni tlak v kabini med 5000 in 8000 čevljev nad morsko gladino.

Vzdrževanje večjega zračnega tlaka na višjih legah zahteva povečanje strukturne trdnosti lupine letala. Večja kot je razlika med notranjim zračnim tlakom in zunanjim zračnim tlakom, močnejša je potrebna zunanja lupina. Medtem ko je tlak na morski gladini mogoč, tlak približno 7000 čevljev nad morjem, približno 11 psi, se pogosto uporablja v letalskih kabinah. Ta pritisk je za večino ljudi udoben, hkrati pa zmanjša maso letala.

Od kod torej zrak v vreli vodi? Odgovor je preprosto povedano raztopljen zrak. Količina zraka, raztopljenega v vodi, je odvisna od temperature in tlaka. S povečanjem temperature se količina zraka, ki se lahko raztopi v vodi, zmanjša. Ko voda doseže temperaturo vrelišča, 100 ° C, raztopljeni zrak izstopi iz raztopine. Ker je zrak manj gost kot voda, se zračni mehurčki dvignejo na površje.

Nasprotno pa se količina zraka, ki se lahko raztopi v vodi, poveča s povečanjem tlaka. Vrelišče vode se z višino zmanjšuje, ker zračni tlak upada. Uporaba pokrova poveča pritisk na površino vode in poveča temperaturo vrelišča. Učinek nižjega tlaka na temperature vrelišča zahteva prilagoditev receptov pri kuhanju na višjih nadmorskih višinah.