關於空氣的知識
空氣是我們日常生活中不可缺少的東西它具有很多特性。
空氣是指地球大氣層中的氣體混合,為此,空氣屬於混合物,它主要由 氮氣、氧氣、稀有氣體(氦、氖、氬、氪、氙、氡),二氧化碳以及其他物質(如水蒸氣、雜質等)組合而成。其中氮氣的體積分數約為78%,氧氣的體積分數約為21%,稀有氣體(氦、氖、氬、氪、氙、氡)的體積分數約為0.934%,二氧化碳的體積分數約為0.034%,其他物質(如水蒸氣、雜質等)的體積分數約為0.002%。空氣的成分不是固定的,隨著高度的改變、氣壓的改變,空氣的組成比例也會改變。但是長期以來人們一直認為空氣是一種單一的物質,直到後來法國科學家
拉瓦錫通過實驗首先得出了空氣是由
氧氣和氮氣組成的結論。19世紀末,科學家們又通過大量的實驗發現,空氣里還有
氦、
氬、
氙等稀有氣體。
在0℃及一個
標準大氣壓下(1.013×10^5 Pa)
空氣密度為1.293g/L 。把氣體在0℃和一個標準大氣壓下的狀態稱為標準狀態,空氣在標準狀態下可視為
理想氣體,其摩爾體積為22.4L/ mol。
空氣的
比熱容與溫度有關,溫度為250K時,空氣的定壓比熱容cp=1.003kJ/(kg*K).,300K時,空氣的定壓比熱容cp=1.005kJ/(kg*K)
常溫下的空氣是無色無味的氣體,
液態空氣則是一種易流動的淺黃色液體。一般當空氣被液化時二氧化碳已經清除掉,因而液態空氣的組成是20.95%氧,78.12%氮和0.93%氬,其它組分含量甚微,可以略而不計。
定義
空氣壓力(又稱空氣壓強)指
空氣垂直作用在
空氣微團表面或物體表面單位面積上的力,單位為帕(Pa)。
性質
氣體的壓力是由於氣體分子在不斷地運動時衝擊到物體表面產件的。氣體分子經常不停地運動,我們感覺或者測量到的氣體壓力就是氣體分子的衝擊力。假如如在一個瓶子裡存在的氣體分子越多,那么平均的衝擊力也越大。物體表面每單位面積所受到的空氣壓力稱為空氣的壓強。所以同一瓶子裡的氣體分子越多,氣體的壓強就越大。如果氣體分子數目不變而溫度升高。那么瓶子內的分子運動活躍,速度加大,結果衝擊力也加大,氣體的壓強相應增大。
地球的周圍有一層空氣——大氣。空氣的分子非常活躍,由於地球具有很大的吸引力,所以地球表面的空氣不會向宇宙空間跑掉。在大氣內空氣分子的數量越靠近地面越多,越離開地而便越少。在低空,分子數目減少,溫度也降低,大氣的壓強也逐漸減小。
當空氣流動時,分子的活動情況就有所不同了,所以氣體的壓強也有變化。氣體流動時,在流動的方向所有的空氣分子會有較大的衝擊作用,壓強也就加大。這種由於氣流流動而形成的壓強稱為動壓強。在大風天感到的風力就是空氣的動壓力。當氣體向一個方向流動時,氣體分子向其他方向衝擊的平均力便相對地減,作用在平行於氣流方向的物體表面上的壓強稱為靜壓強。這就是說,氣體流動時速度越大,動壓強便越大而同時靜壓強越小;反之,速度越小動壓強便越小而靜壓強越大。氣體不動時,靜壓強便最大。這個關係首先是由瑞士數字家伯努利所證明並整理為數學公式,通常稱為
伯努利定律。