Gostota zraka

V vsakdanjem življenju le malo misli o tem, kakšna je gostota zraka in kakšna vrednost ima ta številka na splošno v obstoj vsega na planetu. Medtem leti letala letimo, lebdijo ptice, plujemo in spadamo predmete in niti ne razmišljamo o dejstvu, da je parameter gostote zraka, ki določa prisotnost teh pojavov.

Pogosto porabe počitnice v različnih krajih, smo rekli, da je na eni točki vlažen zrak, in v drugi - suha. V tem primeru je dodal, da je v prvem primeru se brez težav premika, diha, in v drugem ste doživeli resnost gibanja, nelagodje, ki niso doživeli, če boste ostali v normalnem klimatsko okolje za vas. V tem času smo pozabili, kaj so nam povedali drugi učitelj pri pouku v šoli pri pouku fizike - za vlažen zrak ima gostoto manj kot je zrak suh, in, posledično, njegova masa je manjša od suhega.

Na prvi pogled se to zdi paradoksno, če upoštevamo naše senzorične občutke, o katerih smo razpravljali zgoraj. Dejansko, kako lahko zrak, v katerega se doda voda v obliki pare, lažje od tistega, ki ne vsebuje vode?

Ampak to je res tako, in na ta paradoksalno vprašanje na prvi pogled znanstveniki že dolgo poznajo.

Prvič je bila hipoteza, da je gostota vlažnega zraka nižja od suhega zraka, izrazila velika Isaac Newton v svoji znani knjigi "Optika", ki je bila objavljena v Londonu leta 1717. Kljub temu pa hipoteza velikega angleškega človeka ni mogla uspeti - do osemnajstega stoletja ga znanstveniki preprosto niso sprejeli, vendar pa tega še niso imeli posebnega zanimanja.

Da bi se nekako približali razumevanju problema - zakaj je gostota zraka odvisna od njegove vlažnosti - se moramo spomniti več znanih naravnih zakonov.

Na primer, v začetku prejšnjega stoletja Amedeo Avogadrove znani italijanski fizik, je ugotovila, da ne glede na vrsto plina, če to traja določeno količino, nato pa pri isti temperaturi in enakem tlaku, se bo število molekul v plinu biti konstantna. Ta vrednost, kasneje pa je bil imenovan Avogadrovo konstanto, kot se je imenoval, in je odkril zakon o plinov.

Kako se ta zakon kaže, kako je gostota zraka odvisna od temperature, tlaka in vlažnosti, je mogoče videti na precej preprostem primeru.

Praviloma suh, čist (v kemičnem smislu) zrak vsebuje približno 78% dušikovih molekul, medtem ko je atomska teža vsake od teh molekul 28. V sestava zraka še 21% sodi v molekule kisika, katerih atomska masa je 32. V sestavi zraka sodi en odstotek drugih plinov, ki pa so prisotni v njem, toda za naš izračun se ta številka šteje za nepomembno.

Molekule plina, kot je znano, imajo lastnost prostega uhajanja iz rezervoarja, v katerem je plin. Torej, Avogadro je določil naslednjo pravilnost: če dodamo molekule vode k naši količini suhega plina, ki vsebuje, kot smo se dogovorili, molekule dušika in kisika, bodo naš zrak postali manj gosti. To je zelo preprosto pojasnjeno - molekule vode imajo atomsko težo manj kot dušikove in vodikove molekule, to je 18. Ker mora biti število molekul v določeni količini plina stalno, molekule vode samo zamenjal molekule dušika in kisika v zraku, jih zamenjal zase. Na ta način je gostota vlažnega zraka manjša kot pri suhem zraku.

V tem primeru pa obstaja ena protislovja. Sestoji iz dejstva, da lahko kateri koli filistin vzklikne, kako to lahko, če je gostota vode višja od gostote zraka. Odgovor tukaj je tudi preprost: voda je prisotna v zraku v obliki pare, ki je lažja od dušika in kisika, zato so vse zakonitosti, ki jih je izvrsten brionist Avogadro razširil na takšno "vodo".

Pomembno je upoštevati, da je gostota zraka bolj odvisna od temperature in tlaka kot pri vlagi. Zato ima vlażni zrak manjśo gostoto kot suhi zrak samo, će se ohranjajo enake vrednosti temperature in tlaka.