Gustoća zraka

U svakodnevnom životu malo ljudi razmišlja o tome što je gustoća zraka i kakva je vrijednost ove figure općenito u postojanju svega na planeti. U međuvremenu, svakodnevno vidimo leteće zrakoplove, lebdeći pticama, leteći i padajući predmeti i ne razmišljamo ni o činjenici da je parametar gustoće zraka koji određuje prisutnost tih fenomena.

Često, kada se odmaramo na različitim mjestima, kažemo da je na jednom mjestu bio vlažan zrak, a na drugom - suhi. U tom slučaju, dodajući da je u prvom slučaju, možete jednostavno premjestiti, disati, au drugom ste doživjeli ozbiljnost pokreta, nemir, koja nije bila podvrgnuta kad ostati u normalnim klimatskim okruženje za vas. U ovom trenutku, zaboravljamo ono što smo rekli još učiteljicu dok je predavao u školi na nastavi fizike - vlažnom zraku ima gustoću manju od zrak je suh, a time i njegova masa je manja od suha.

Na prvi pogled, to se čini paradoksalno ako uzmemo u obzir naše senzorske senzacije, o kojima smo već razgovarali. Doista, kako se zrak, kojem se doda voda u obliku pare, biti lakše od onoga što ne sadrži vodu?

Ali to je doista tako i odgovor na ovo paradoksalno pitanje, na prvi pogled, znanstvenici su dugo poznavali.

Prvi put je hipoteza da je gustoća vlažnog zraka niža od one suhog zraka izrazila velika Isaac Newton u svojoj poznatoj knjizi "Optika", koja je objavljena u Londonu 1717. Ipak, hipoteza velikog Engleza nije mogla uspjeti - sve do osamnaestog stoljeća, znanstvenici to jednostavno nisu prihvatili, ali nisu ni imali posebno zanimanje za ovo pitanje.

Da bismo se na neki način približili razumijevanju problema - zašto gustoća zraka ovisi o njegovoj vlagi - trebali bismo se sjetiti nekoliko poznatih prirodnih zakona.

Na primjer, početkom prošlog stoljeća Amedeo Avogadro poznati talijanski fizičar otkrio da bez obzira na vrstu plina, ako je potrebno fiksni volumen, a zatim na istoj temperaturi i isti tlak, broj molekula u plinu će biti konstantna. Ova vrijednost, a kasnije i naziv stalne Avogadro, također je postala poznata kao zakon koji je otkrio za plinove.

Kako se ovaj zakon manifestira, kako gustoća zraka ovisi o temperaturi, pritisku i vlagi, može se vidjeti na prilično jednostavan primjer.

U pravilu, suhi, čisti zrak (u kemijskom smislu) sadrži oko 78% molekula dušika, dok je atomska težina svake od ovih molekula 28. sastav zraka još 21% pripada molekulama kisika čija je atomska težina molekula 32. Jedan posto u sastavu zraka padne na neke druge plinove koji su prisutni u njemu, ali za naš izračun ta se brojka smatra beznačajnom.

Molekule plina se zna da imaju svojstvo slobodnog udaljavanja od spremnika, naznačen time, da plin je. Dakle, Avogadrov osnovana sljedeće pravilo: ako je naš volumen suhog plina koji sadrži, kao što smo se dogovorili, molekule dušika i kisika, dodati molekulu vode, onda će naš zrak je manje gusta. Razlog je vrlo jednostavan - molekule vode imaju atomske mase koja je manja od molekularni dušik i vodik, je jednaka 18. Budući da je broj molekula u danom volumenu plina mora biti konstantna, molekula vode samo su zamijenili molekule dušika i kisika u zraku, zamjenjujući ih samima. Na taj način gustoća vlage zraka je manja od one suhog zraka.

Međutim, u ovom primjeru postoji jedna kontradikcija. Sastoji se od činjenice da svaka filistina može uzviknuti, kako to može biti ako je gustoća vode veća od gustoće zraka. Odgovor ovdje je također jednostavan: voda je prisutna u zraku u obliku pare, koja je lakša od dušika i kisika, pa su sve pravilnosti izvedene od sjajnog Avogadra proširile na takvu "vodu".

Važno je uzeti u obzir da gustoća zraka ovisi više o temperaturi i pritisku nego o vlazi. Stoga vlažni zrak ima manju gustoću od suhog zraka samo ako se održavaju iste vrijednosti temperature i tlaka.