Воздух

ВОЗДУХ, смесь газов, образующая атмосферу Земли. Плотность, давление и состав воздуха непрерывно изменяются при увеличении расстояния от земной поверхности (смотри в статье Атмосфера). Состав воздуха зависит от времени, места, температуры, влажности, наличия загрязняющих примесей и пр. В среднем чистый сухой воздух (на уровне моря, при температуре 0 °С и давлении 1013,25 гПа) содержит 78,084% (по объёму) азота, 20,9476% кислорода, 0,934% аргона, 0,0314% диоксида углерода, следовые количества остальных благородных газов, оксидов азота и серы, монооксида углерода, метана, аммиака, озона, водорода и ряд других примесей. До высоты 100-110 км поддерживается относительно стабильный состав воздуха по основным его компонентам - азоту и кислороду. Наименее постоянны средние концентрации озона и диоксида углерода, влияющих на изменение климата (смотри Парниковый эффект). В результате антропогенных воздействий (смотри Загрязнение окружающей среды) повышаются концентрации диоксида углерода, оксидов азота, диоксида серы, углеводородов и других вредных примесей. Содержание паров воды может составлять от 2·10-5 до 4% от массы воздуха. Существенно изменяется количество взвешенных в воздухе твёрдых и жидких частиц - атмосферного аэрозоля (пыли, микроорганизмов, спор, пыльцы растений, дымовых выбросов промышленных предприятий и пр.). При неблагоприятных погодных условиях вблизи промышленных зон и в крупных городах может возникать смог - опасное для здоровья людей сильное местное повышение запылённости и загрязнённости воздуха.

Воздух  образовался в результате естественной эволюции Земли и её атмосферы. Он содержится в почве, растворён в воде океанов, морей и других водоёмов. Общая масса воздуха на Земле около 5·1015 т.

Воздух  участвует в геологических процессах выветривания горных пород; циркуляция воздуха в нижних слоях атмосферы - важнейший климатообразующий процесс. Кислород, азот, оксиды углерода и ряд других компонентов воздуха участвуют в общем круговороте веществ. Содержащийся в воздух кислород необходим для существования большинства живых организмов (смотри Дыхание). Так, каждый человек в среднем ежесуточно вдыхает 12 кг воздуха, потребляя при этом около 0,7 кг кислорода и выделяя эквивалентное количество диоксида углерода.

То, что воздух является смесью газов, впервые в 1775-77 установил А. Лавуазье. В 1877 году физики Л. Кальете (Франция) и Р. Пикте (Швейцария) практически одновременно получили сжиженный воздух. Сжижение воздуха в промышленных масштабах впервые было организовано немецким инженером К. Линде в 1895 году. Смотри также Сжижение газов.

Воздух  бесцветен, не имеет вкуса и запаха. Для чистого сухого воздуха условная средняя молекулярная масса равна 28,966; при 0°С плотность составляет 1,2928 кг/м3, растворимость в воде - 29,18 см3/дм3.  При нормальном давлении и температуре -192 °С воздух превращается в голубоватую жидкость с плотностью 960 кг/м3.

Воздух  служит основным сырьём для получения кислорода, азота, благородных газов (смотри Воздуха разделение). Воздух  находит широкое применение в технике: благодаря содержащемуся в нём кислороду выступает химическим реагентом в различных процессах (горение топлива, получение металлов из руд и концентратов, производство серной и азотной кислот, многих других веществ). Так, сжигание различных видов органического топлива даёт более 95% необходимой человечеству энергии. На окислении углерода основана выплавка чугуна и стали (получение 1 тонн стального проката требует более 10 тысяч м3 воздуха). Ещё выше расход воздуха при получении цветных металлов, где он применяется, например, для обжига сульфидных концентратов.

Воздух  является средой в тепло- и звукоизоляционный материалах; служит упругим наполнителем в пневматических шинах; играет роль рабочего тела в пневматических устройствах (воздушные тормоза, перфораторы, распылители), в судах на воздушной подушке, линиях пневмотранспорта и пневматической почты; действует как теплоноситель в системах воздушного охлаждения и нагревания. Сжатый, обогащённый кислородом или содержащий азот и благородные газы воздух используют в медицине, авиации, космонавтике, водолазном деле, на подводном флоте. В промышленности и в жилищном строительстве находят применение системы кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции. Для применения на транспорте (электромобили и др.) создаются электрохимические генераторы с топливными элементами, в которых кислород воздуха является окислителем.

На промышленных предприятиях действуют системы воздухоподготовки забираемого воздуха и воздухоочистки сбрасываемого воздуха.

В системе мероприятий по охране окружающей среды важное значение имеют санитарный контроль за состоянием воздуха, тщательная очистка и обезвреживание промышленных газов перед выбросом в атмосферу, вынос промышленных предприятий за пределы жилых районов и пр. (смотри в статье Охрана природы).

Лит.: Фомин Г. С., Фомина О. Н. Воздух. Контроль загрязнений по международным стандартам. Справочник. 2-е изд. М., 2002. Смотри также литературу при ст. Атмосфера.

Э. Г. Раков.

Связанные статьи