Наша Земля защищена удивительной оболочкой - атмосферой. Она предотвращает падение на планету космических тел и является одним из главных условий жизни человека. Из чего состоит воздух и почему он так важен для животных и растений, существующих на Земле? Ответы на эти и другие вопросы можно узнать из данной статьи.
Какую структуру имеет атмосфера?
Что такое озоновый слой и где он находится?
Он образуется в стратосфере, на расстоянии 20 километров от Земли. Озоновый слой предохраняет биосферу нашей планеты от губительного ультрафиолетового излучения. Также он нейтрализует действие многих вредных веществ и бактерий. Из чего состоит воздух в озоновом слое? В нём содержится активный кислород, который образуется в результате воздействия электрических разрядов или солнечного света на молекулярный. Попадание в атмосферу метана, хлора, брома и оксида азота, содержащегося в кондиционерах и охладительных установках, приводит к разрушению этого слоя, что является одной из глобальных экологических проблем цивилизации.
Из чего состоит атмосферный воздух?
Приведённый в статье, характерен только для нижнего слоя атмосферы, который называется "тропосферой". Чем дальше от поверхности земли, тем больше изменений в нём происходит. Какой состав воздуха в верхних слоях атмосферы? Первые изменения встречаются в озоновом слое - появляется активный кислород. Далее, на расстоянии 1 000 км и выше от поверхности Земли, начинается преобладание атомарного водорода и гелия. С высотой изменяется и давление - оно понижается, так как воздух становится более разряжённым.
Что загрязняет атмосферу?
Чем хуже экологическая обстановка района, тем больше посторонних веществ содержится в воздухе и тем опаснее он для жизни человека и животных. С развитием цивилизации негативное воздействие на воздушную оболочку Земли сильно увеличилось. Промышленные предприятия, автомобильный и железнодорожный транспорт, инновационные блага цивилизации (кондиционеры, охладительные установки и др.) загрязняют окружающее пространство, что приводит к уменьшению озонового слоя, образованию смога и кислотных дождей.
Сегодня во всём мире отдаётся предпочтение экологически чистым технологиям и транспорту, но полный переход на такие производства потребует определённого количества времени и больших материальных затрат и продлится довольно долго.
Заключение
Ещё 30 лет назад мы удивлялись, когда слышали о том, что в западных странах продают простую питьевую воду в бутылках. Сегодня любой житель большого города, более или менее заботящийся о своём здоровье, не станет пить то, что течёт из крана в наших квартирах. Приобретение воды для утоления жажды и приготовления пищи стало нормой.
В крупных городах Китая началась продажа чистого воздуха в жестяных банках. А раньше такие факты описывались только в фантастических рассказах. То, из чего состоит воздух сегодня, зависит от каждого землянина. Любой человек может очень много сделать для окружающей среды, выполняя простые правила каждый день: не мыть машину в природных водоёмах, вовремя тушить костры, бросить курить, начать жечь мусор и листву в специально отведённых местах и др. Ведь нам очень важно знать, каким воздухом будут дышать на Земле наши потомки! И будут ли дышать…
Та часть атмосферы, которая прилегает к Земле и которой соответственно дышит человек, называется тропосферой. Тропосфера имеет высоту от девяти до одиннадцати километров и представляет собой механическую смесь разнообразных газов.
Состав воздуха не обладает постоянством. В зависимости от географического положения, местности, погодных условий, воздух может иметь различный состав и различные свойства. Воздух может быть загазованным или разряженным, свежим или тяжелым - все это означает, что в нем имеют определенные примеси.
Азот - 78,9 процента;
Кислород - 20,95 процента;
Двуокись углерода - 0,3 процента.
Кроме того, в атмосфере присутствуют другие газы (гелий, аргон, неон, ксенон, криптон, водород, радон, озон), а также и Сумма их составляет чуть меньше одного процента.
Также стоит указать на наличие в воздухе некоторых постоянных примесей природного происхождения, в частности, некоторых газообразных продуктов, которые образуются в результате как биологических, так и химических процессов. Специального упоминания среди них заслуживает аммиак (состав воздуха вдали от населенных мест включает в себя порядка трех-пяти тысячных миллиграмма на кубический метр), метан (его уровень равен в среднем двум десятитысячным миллиграмма на кубический метр), окислы азота (в атмосфере их концентрация достигает приблизительно пятнадцать десятитысячных миллиграмма на метр кубический), сероводорода и других газообразных продуктов.
Помимо парообразных и газообразных примесей, химический состав воздуха обычно включает в себя пыль космического происхождения, которая выпадает на поверхность Земли в количестве семи стотысячных тонны на квадратный километр в течение года, а также пылевые частицы, которые поступают при извержениях вулканов.
Однако в наибольшей степени изменяет (причем не в лучшую сторону) состав воздуха и загрязняет тропосферу так называемая наземная (растительная, почвенная) пыль и дым лесных пожаров. Особенно много такой пыли в континентальных воздушных массах, берущих свое начало в пустынях Центральной Азии и Африки. Именно поэтому с уверенностью можно заявить, что идеально чистой воздушной среды попросту не существует, и она является понятием, существующим только теоретически.
Состав воздуха имеет свойство постоянно изменяться, причем его естественные изменения обычно играют достаточно небольшую роль, особенно в сравнении с возможными последствиями его искусственных нарушений. Такие нарушения преимущественно связаны с производственной деятельностью человечества, использованием устройств для бытового обслуживания, а также транспортными средствами. Эти нарушения способны приводить в том числе и к денатурации воздуха, то есть к ярко выраженным отличиям ее состава и свойств от соответствующих показателей атмосферы.
Эти и многие другие виды человеческой деятельности привели к тому, что основной состав воздуха начал подвергаться медленным и незначительным, но тем не менее абсолютно необратимым изменениям. Например, ученые подсчитали, что за последние пятьдесят лет человечеством было использовано примерно столько же кислорода, сколько за предшествующий миллион лет, а в процентном соотношении - две десятых процента от его общего запаса в атмосфере. При этом соответственно повышается выброс в воздушную Этот выброс по последним данным достиг почти четырех сотен миллиардов тонн за последние сто лет.
Таким образом, состав воздуха меняется в худшую сторону, и сложно предположить, каким он станет уже через несколько десятков лет.
Мы редко замечаем воздух вокруг себя. Но время от времени нам кажется, что в помещении «тяжелая атмосфера». Мы выходим на «свежий воздух», вдыхаем «бодрящий воздух» после грозы или «дурманящий воздух» июньских лугов…
Выходит, воздух выходит разный, то есть его состав изменяется. Наблюдая за свойствами воздуха, ученые еще в XVIII веке поняли, что воздух — это смесь разных газов. В основном он состоит из кислорода (21%) и азота (78%). На другие газы приходится лишь малая часть.
Воздух состоит из двух основных газов — азота и кислорода. Всех остальных добавок, слегка изменяющих состав воздуха, — менее 1%.
При дыхании все живые организмы потребляют кислород и выделяют углекислый газ. Поэтому если множество живых организмов находится в замкнутом объеме (например, школьники в классе, зрители в кинотеатре, моряки на подводной лодке), то доля кислорода в воздухе уменьшается, а доля углекислого газа увеличивается. Становится душно.
Особенно хорош воздух, конечно, в лесу. Все зеленые растения днем поглощают углекислый газ и выделяют кислород, столь необходимый нам для жизни.
После грозы воздух становится кисловатым на вкус — в нем появилась ничтожная доля газа озона.
В городах часто трудно дышать потому, что в воздухе содержатся выхлопные газы от автомобилей. Воздух цветущих лугов содержит цветочную пыльцу, вызывающую у некоторых людей аллергию. Вулканы выделяют сернистые газы — в старину считали, что так пахнет сам дьявол. Короче говоря, как только мы чувствуем, что воздух стал немного другим, это означает, что слегка изменился его состав. Молекулы разных газов имеют разную массу. Более тяжелые молекулы скапливаются внизу, а легкие выталкиваются наверх. Молекулы углекислого, сернистого и выхлопных газов тяжелее молекул кислорода и азота. Поэтому воздух в горах кажется нам особенно свежим — большинство тяжелых примесей остается внизу. Города с высоты часто похожи на большие лужи, собравшие черный грязный воздух. В воздухе, даже над самой сухой пустыней, всегда содержится и водяной пар — испарившаяся вода. А во влажных тропических лесах водяного пара в воздухе так много, что он постоянно оседает капельками воды на листьях деревьев и лицах людей.
Заводы выбрасывают в атмосферу сернистый газ, слегка изменяющий состав воздуха. Соединяясь с водой, этот газ образует кислоту, из-за которой наша одежда и стены домов быстро приходят в негодность. И, конечно, эта кислота прожигает наши легкие.
Водяной пар атмосферы играет важную роль в формировании погоды и климата на Земле. Важен он и для нашего самочувствия. В слишком сухом воздухе у нас начинает першить в горле, в слишком влажном — тяжело переносятся жара и холод.
Состав воздуха на земле – одна из причин нашей жизни. Без воздуха человек проживет всего лишь три минуты, а через 10 наступит клиническая смерть.
Пока мы дышим, мы живем. Ни на одной планете в солнечной системе нет настолько тесной связи между химией и биологией. Наш мир уникален.
В зависимости от территории объем главного компонента жизненно необходимого газа составляет от 16 до 20 процентов – это кислород, формула которого O 2. Его вариация ощущается в пространстве как «свежесть» после грозы – это озон O 3 .
Из этой статьи вы узнаете все тайны воздушной оболочки земли. Что произойдет с миром без одного компонента? Какой вред может нанести? Как на жизнь повлияет незначительное ухудшение атмосферы?
Что такое воздух
Древние греки использовали два слова в качестве определения для воздуха: аир, что означало нижние слои атмосферы (Дим), а эфир означал яркие верхние слои атмосферы (заоблачное пространство).
В алхимии символ воздуха – это треугольник, разделенный надвое горизонтальной линией.
В современном мире, ему подошло бы такое определение – газовая смесь, окружающая планету, которая защищает от проникновения радиации солнца и больших доз ультрафиолета.
За многомиллионный период развития планета преобразовала газовые вещества и создала уникальный защитный щит, увидеть который практически невозможно. Массовая доля их несоизмеримо мала для космоса.
Ничто больше не оказывает влияние на мирообразование. Если вспомнить, что часть воздушных масс – это кислород, то, что произойдет на земле без него? Здания и сооружения рухнут.
Металлические мосты и прочие конструкции, завораживающие миллионы туристов, превратятся в единой ком из-за малого количества молекул кислорода (в данной ситуации близкой к нулю). Ухудшится жизнь всех живых организмов на планете, а некоторых приведет к смерти.
Моря и океаны, испаряясь в виде водорода, исчезнут. И когда планета станет похожей на Луну, воцарится радиационный пожар, выжигающий остатки флоры, поскольку без кислорода температура очень сильно увеличится, а вот без атмосферы не будет защиты от солнца.
Из чего состоит воздух
Почти вся земная атмосфера состоит только из пяти газов: азота, кислорода, водяного пара, аргона и углекислого газа.
Другие смеси в ней тоже присутствуют, но ради чистоты представления химический состав водяного пара рассматриваться не будет. Стоит упомянуть, что в воздушной массе он занимает не более пяти процентов.
Состав воздуха в процентах
В идеале собранный в банку воздух состоит на:
- 78 процентов из азота;
- 16 — 20 процентов кислорода;
- 1 процента аргона;
- три сотых процента углекислого газа;
- одну тысячную процента неона;
- 0,0002 процента метана .
Более мелкие компоненты это:
- гелий - 0,000524%;
- криптон - 0,000114%;
- водород — Н2 0,00005%;
- ксенон - 0,0000087%;
- озон О 3 - 0,000007%;
- диоксид азота - 0,000002%;
- йод - 0,000001%;
- монооксид углерода;
- аммиак.
Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха
Дыхание преобладает над прочими потребностями человека. Из школьного курса каждому известно, что человек вдыхает кислород, а выдыхает углекислый газ. Хотя в жизни в воздухе кроме чистого O 2 присутствует другие вещества.
Вдох — выдох. Подобный цикл повторяется порядка 22000 раз в день в процессе чего потребляется кислород, который поддерживает жизнеспособность человеческого тела. Проблема в том, что нежная легочная ткань подвергается нападению со стороны загрязнения воздуха, чистящих растворов, волокон, паров и пыли.
В первой половине статьи говорилось про сокращение кислорода, но что будет при увеличении. Двукратная концентрация основного газа привела бы к сокращению потребляемого топлива в автомобилях.
Вдыхая больше кислорода, человек стал бы намного психологически позитивнее. Однако, некоторым насекомым благоприятный климат позволил бы увеличиться в размерах. Есть ряд теорий, прогнозирующих это. Думается, что никто не хотел бы встретиться с пауком размером с собаку, а про рост крупных представителей можно только фантазировать.
Вдыхая меньше тяжелых металлов, человечество смогло бы победить ряд сложных заболеваний, но такой проект потребует много сил. Есть целая программа, направленная на создание практического рая на земле: в каждом доме, в комнате, городе или стране. Ее цель сделать атмосферу чище, избавить людей от опасной работы в шахтах и металлургии. Место, где рабочие места заняли бы мастера своего дела.
Важно, что вдыхать чистый, не тронутый промышленностью воздух можно, но для этого нужна политическая, а лучше мировая воля. А пока люди заняты поисками денег и дешевых (грязных) технологий, остается вдыхать только городской смог. Как долго подобное продлится неизвестно.
Наглядно оценить атмосферный воздух столицы нашей родины, который вдыхает не один десяток людей, позволит карта.
Гигиеническое значение атмосферного воздуха
Официально, загрязнение воздуха может быть определено как содержание вредных веществ в воздухе либо частиц или микроскопических биологических молекул, которые представляют опасность для здоровья живых организмов: людей, животных или растений.
Уровень загрязнения воздуха в конкретном месте зависит главным образом от источника или источников загрязнения. Сюда входят:
- выхлопные газы автомобилей;
- угольные электростанции;
- промышленные заводы и другие источники загрязнения.
Все перечисленное извергает в воздух различные типы опасных веществ и токсинов, превышая нормы в десятки, а порой сотни раз. В сочетании с природными источниками – вулканы , гейзеры и прочее – создается смертоносный коктейль ядовитых воздушных масс, который привычно называют «смогом».
Доказательства вины каждого человека очевидны. Наш персональный выбор и промышленность могут оказать пагубное влияние на столь необходимый газ. За век технологического рывка природа успела пострадать, а значит отмщение неизбежно.
Увеличивая выбросы, человечество приближается к пропасти, возврата из которой нет и быть не может. Пока не поздно, следует исправить хоть что-то. Доказано, что альтернативные промышленные технологии могут помочь очистить воздух в Москве, Петербурге, Токио, Берлине и любом ином крупном городе.
Вот некоторые пути решения:
- Замените бензин электричеством в автомобилях, и небо над городом станет чуть прекрасней.
- Убрать из городов угольные станции, пусть они уйдут в историю страны, начать использовать энергию солнца, воды, ветра. Тогда после дождя не полетит сажа из трубы очередного завода, а будет только запах «свежести».
- Посадите дерево в парке. Если подобное сделают тысячи, то больницы перестанут посещать астматики и депрессивные люди в поисках уникального рецепта из уст психолога.
Уже многие миллиарды лет наша Земля, окружённая слоем воздуха, совершает свой бесконечный бег вокруг Солнца.
Этот слой воздуха называется атмосферой. Его толщина достигает 300 км. Атмосфера как прозрачное, невидимое покрывало, окутывает нашу Землю. А что такое воздух, каковы его свойства и роль в жизни на Земле?
Где находится воздух и зачем он нам нужен
Воздух заполняет все свободные места, и даже самые маленькие щели.
Прозрачный стакан только кажется пустым. Попробуйте, медленно наклоняя его, погружать в воду. По мере заполнения стакана водой, из него крупными пузырями будет выходить воздух.
Какова же роль воздуха в жизни на нашей планете:
- Без воздуха жизнь на Земле была бы невозможна. Без пищи человек может продержаться несколько недель, без воды – несколько дней, а без воздуха всего несколько минут. Попробуйте перестать дышать на какое-то время. Уже через несколько секунд вы почувствуете, как нуждаетесь в глубоком вдохе. Точно также воздух необходим и животным.
- А ещё воздух помогает нам общаться. Издаваемые звуки приводят в колебание воздух. Рождающиеся звуковые волны заставляют колебаться барабанную перепонку в ушах. Колебания передаются в головной мозг, который воспринимает их как звук. На Луне нет атмосферы, поэтому там царит абсолютная тишина. А общаться можно только с помощью специальных устройств или жестами.
- В огромном воздушном океане рождаются ветры и облака, грозы и полярные сияния. Он оберегает нас от метеоритов, опасного ультрафиолетового и теплового излучения, исходящего от Солнца. Благодаря этой воздушной «шубе», не страшен Земле и космический холод.
- Благодаря воздуху небо бороздят самолёты, вертолёты, висят громадные дирижабли. В голубом небе совершают свой полёт птичьи стаи, неподвижно парят громадные птицы - охотники. Подъёмная сила, удерживающая их в полёте, возникает за счёт обтекания воздухом изогнутых поверхностей их крыльев.
- Рыбы, благодаря жабрам, умеют дышать воздухом, содержащимся в воде.
Воздушный океан, окружающий нашу планету, удерживается силами земного тяготения. Если бы Земля потеряла свою воздушную оболочку, то превратилась бы в безжизненную, лишенную растительности, пустыню.
Из чего состоит воздух
Только два века назад учёные узнали, что воздух - это смесь из нескольких газов: азота, кислорода и углекислого газа. Атмосфера есть и у других планет: , и у огромных планет-гигантов. Марс и Венера во многом похожи на Землю, однако жизни на них нет, поскольку другой состав атмосферы.
Наиболее важен для дыхания кислород. Без него мы не можем получить из пищи необходимую для жизни энергию. При физической работе и занятиях спортом мы дышим глубже и чаще, чтобы восполнить затрачиваемую для этой деятельности энергию.
Есть простой опыт, который позволяет получить кислород даже дома. В пробирку насыпаем обычной марганцовки (примерно 1/4). Закрепляем в вертикальном положении над огнём газовой конфорки или спиртовки. Выдерживаем 1-2 минуты и подносим к её открытому концу тлеющую лучину. Лучина ярко вспыхивает. Выделяющийся при нагревании газ поддерживает горение он и называется кислородом.
А в следующем опыте мы получим углекислый газ, который не поддерживает горение. Две свечки разной высоты устанавливаем в коробочку с раствором лимонной кислоты (уксуса). Зажигаем их. Затем в раствор аккуратно добавляем соду. Происходит достаточно бурная реакция. Свечи поочередно гаснут. Вначале маленькая, затем более высокая. Более низкая свечка погасла первой, значит, углекислый газ тяжелее кислорода и он скапливается внизу.
С поверхности всех водоёмов, почвы и растительности происходит постоянное испарение воды. Поэтому в воздухе всегда содержаться водяные пары. От их количества зависит влажность воздушных масс, формирование облаков и дождевых туч.
Каковы свойства воздуха?
Ответить на этот вопрос нам помогут следующие рассуждения:
- Имеет ли воздух цвет? Нет, воздух прозрачен. Если бы он имел цвет, то окрашивал бы окружающие растения и предметы.
- Почему же небо голубое? Дело в том, что солнечный свет состоит из 7 цветов как в радуге. Проходя через атмосферу, голубой цвет усиливается. Его - то мы и видим.
- Если взять 2 резиновых шарика и надуть их (до одинаковых размеров), они примут круглую форму. Значит, давление вдуваемого воздуха передалось по всем направлениям одинаково.
- А теперь поместите один из надутых шариков в холодильник, а другой в ведро с тёплой водой. Через 10-15 минут охлаждённый шарик уменьшится в размерах, а нагретый - увеличится. Следовательно, воздух при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается.
- Если у вас дома найдется шприц без иголки, зажмите его носик пальцем, и попробуйте поршнем сжимать воздух в шприце. Объем воздуха заметно уменьшится. Отпустите поршень - объем воздуха станет прежним. Следовательно, воздух упруг.
- В морозную погоду люди надевают шубы и тёплые пальто, а птицы взъерошивают свои перья, чтобы задержать воздух между ворсинками и перышками. Потому что воздух - плохой проводник тепла. Поэтому растения, под снежным одеялом, не замерзают даже в сильные холода.
Все эти замечательные свойства воздуха человек научился использовать в повседневной жизни. Вспомним упругие шины автомобилей и велосипеда, насосы и многие другие изобретения человечества. Воздух заставляет мчаться по волнам лёгкие яхты и огромные парусные корабли, вращает крылья ветряных мельниц, а своей заставляет подпрыгивать мяч.
Где самый чистый и полезный воздух
Для нашего дыхания нужен чистый воздух с достаточным содержанием кислорода. Но в городах, где все дороги забиты автомобилями, воздух загрязнен их выхлопными газами. Добавляют загрязнения и выбросы из заводских труб. Иногда они образуют вредный смог, который как тучи нависает над городом, мешая дышать.
Зато в лесах и парках дышится очень легко, потому что наши зелёные помощники поглощают вредный углекислый газ, а выделяют кислород. Вырабатывают кислород и морские водоросли, поэтому воздух на морском побережье так целебен.
Но сейчас люди стараются уменьшить вредные выбросы в атмосферу. Создаются автомобильные двигатели, работающие на электрической и даже солнечной энергии. Вместо дымящих труб тепловых строят атомные и солнечные электростанции.
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя