Vzduch a ne velká váha. Má vzduch váhu? Kolik váží litr vzduchu

Přestože vzduch kolem sebe necítíme, vzduch není nic. Vzduch je směs plynů: dusík, kyslík a další. A plyny, stejně jako jiné látky, jsou složeny z molekul, a proto mají hmotnost, i když malou.

Zkušenosti dokazují, že vzduch má váhu. Uprostřed klacíku dlouhého šedesát centimetrů zpevníme provaz, na oba jeho konce přivážeme dva stejné balónky. Pověsíme hůl za provázek a uvidíme, že visí vodorovně. Pokud nyní propíchnete jeden z nafouknutých balónků jehlou, uteče z něj vzduch a konec tyčky, ke které byl přivázán, se zvedne. Pokud propíchnete druhou kouli, hůl opět zaujme vodorovnou polohu.

To je způsobeno vzduchem v nafouknutém balónu hustší, což znamená, že těžší než ten kolem něj.

Kolik vzduchu váží závisí na tom, kdy a kde se váží. Hmotnost vzduchu nad vodorovnou rovinou je atmosférický tlak. Jako všechny objekty kolem nás, i vzduch podléhá gravitaci. To dává vzduchu váhu, která se rovná 1 kg na centimetr čtvereční. Hustota vzduchu je asi 1,2 kg / m 3, to znamená, že krychle o straně 1 m, naplněná vzduchem, váží 1,2 kg.

Vzduchový sloup stoupající vertikálně nad Zemí se táhne několik set kilometrů. To znamená, že sloupec vzduchu o hmotnosti asi 250 kg tlačí na rovně stojícího člověka, na jeho hlavu a ramena, jehož plocha je přibližně 250 cm 2!

Takovou váhu bychom nevydrželi, kdyby proti ní nestál stejný tlak uvnitř našeho těla. Následující zkušenost nám to pomůže pochopit. Pokud natáhnete list papíru oběma rukama a někdo na něj z jedné strany přitlačí prst, pak bude výsledek stejný - díra v papíru. Pokud ale stisknete dvěma ukazováčky na stejné místo, ale s různé strany, nic se nestane. Tlak na obou stranách bude stejný. Totéž se děje s tlakem vzduchového sloupce a protitlakem uvnitř našeho těla: jsou stejné.

Mimochodem...

V každodenním životě, když něco vážíme, děláme to ve vzduchu, a proto jeho váhu zanedbáváme, protože váha vzduchu ve vzduchu je nulová. Pokud například zvážíme prázdnou skleněnou baňku, budeme získaný výsledek považovat za hmotnost baňky, přičemž zanedbáme skutečnost, že je naplněna vzduchem. Ale pokud je baňka hermeticky uzavřena a všechen vzduch je z ní odčerpán, dostaneme úplně jiný výsledek ...

Vzhledem k tomu, že plyny mají váhu, atmosféra se vlivem zemské gravitace ve světovém prostoru nerozptýlí, ale obklopuje Zemi a rotuje s ní. Pro každého metr čtvereční na hladině moře vyvíjí hmotnost vzduchu tlak rovný 10333 kg. Jinými slovy, kolik stojí sloupec vzduchu o průřezu 1 m 2 a výška od hladiny oceánu k vrcholu atmosféry. Hmotnost 1 m 3 vzduch na hladině oceánu je asi 1,03kg,

Na dně vzdušného oceánu, neviditelné, ale námi pociťované, vzduch tlačí na každý čtvereční centimetr plochy silou rovnou 1033 G. Jaký je tlak na naše tělo? Je zřejmé, že pokud je vnější povrch lidského těla v průměru asi 12 000-15 000 s m 2, pak tlak vzduchu na něm bude přibližně 12 000-15 000 kg, nebo 12-15 t. Tělo však tuto tíhu nepociťuje, protože vnější tlak vzduchu je vyvážen jeho tlakem uvnitř těla. Život na Zemi je tomuto tlaku přizpůsoben. Při výstupu do vysokých nadmořských výšek se proto člověku zhoršuje pohoda nejen kvůli nedostatku kyslíku, ale také kvůli výraznému poklesu tlaku řídkého média.

Mimochodem, pokusy v tlakové komoře ukázaly, že čím je organismus složitější, tím obtížněji snáší nízký tlak vzduchu. Například zástupcem chladnokrevníků je žába ve výšce 20-30 km zachraňuje život na několik hodin a člověk s rychlým vzestupem do výšky 7-8 km ztrácí vědomí obvykle 8-10 minut po probuzení. Ve výškách 15-16 km, i když člověk dýchá pouze kyslík, kvůli nízký tlak přichází během několika sekund kyslíkové hladovění. Při nízkém atmosférickém tlaku se krev začne vařit. Je známo, že čím nižší tlak, tím rychleji se voda vaří. Například na horách se voda nevaří při 100 °C, ale při nižší teplotě. Asi ve 20 km voda vře při teplotě 37° nad nulou. V této výšce se také vaří krev. Při kosmickém letu jsou proto člověku zajištěny odpovídající fyziologické a hygienické podmínky. V přetlakové kabině kosmická loď vytvořené normální tlak a víceméně stálá teplota vzduchu, astronaut je chráněn před hlukem a vibracemi, má k dispozici pohodlné pracoviště, dobré osvětlení atd.

Tlak vzduchu se měří v milimetrech rtuťový sloupec pomocí rtuťového nebo kovového barometru. Tlak se obvykle vyjadřuje v tisícinách baru, tedy v milibarech. Průměrný tlak na hladině moře, vyjádřený v milibarech, je 1013,3. Tlak vzduchu 1000 mb ekvivalentní tlaku 750,1 rtuťového sloupce mm. Pro převod milimetrů na milibary se obvykle používá převodní faktor 4 / s (tabulka 1).

Jak hustota vzduchu klesá s výškou, atmosférický tlak také rychle klesá. Proto i přes velký vertikální rozsah atmosféry je polovina její hmoty soustředěna v prvních 5-6 km. Tlak na této úrovni je pouze 500 mb, tedy o polovinu méně než na hladině moře. Ve sloupci vzduchu asi 16 km koncentrované celkem 0,9

hmotností atmosféry. Tlak na této úrovni je 100 mb, a ve výšce 40 km - pouze 2.4mb.

Pokles atmosférického tlaku s výškou lze charakterizovat vertikálním tlakovým gradientem, neboli tzv. barickým krokem. barické stadium je vertikální vzdálenost (v metrech), na které se atmosférický tlak změní o jednu jednotku (o 1 mb). Hodnota barického kroku je různá. Záleží na nadmořské výšce a na teplotě vzduchu. V povrchové vrstvě při tlaku 1000 mb a teplota 0° barický stupeň je 8 m To znamená, že za každých 8 m stoupá, tlak klesá o 1 mb. Ve vrstvě o tlaku 600-500 mb, což odpovídá výškám cca 4,5-5,5 km, barický stupeň je 13 m, ve vrstvě o tlaku 100-200 mb- 40 m

Hodnotu barického kroku je vhodné použít pro přibližné výpočty změny tlaku s výškou. Takže je například snadné určit rozdíl mezi tlakem vzduchu v 1. a 25. patře výškové budovy. Když je výškový rozdíl uvedených podlaží 90 m, tlak vzduchu na úrovni 25. patra o cca 12 mb méně než v úrovni 1. patra. Ovšem při stoupání i na rychlovýtahu rozdíl v tlaku necítíme. To se vysvětluje tím, že změna tlaku je asi 10-20 mb velmi málo (1-2 %) ve srovnání s normálním atmosférickým tlakem. Průměrná denní změna tlaku, na kterou je lidské tělo zvyklé, je malá. V tropických zemích je to asi 1 mb, a ve středních zeměpisných šířkách - 5-6 mb. Ale v některých, ne příliš vzácných případech, denní změna tlaku ve středních zeměpisných šířkách dosahuje 20-30 mb a více.

Vzduch je nehmotná veličina, není možné ho cítit, cítit, je všude, ale pro člověka je neviditelný, není snadné zjistit, kolik vzduch váží, ale je to možné. Pokud je povrch Země, jako v dětské hře, nakreslen do malých čtverců o velikosti 1x1 cm, pak hmotnost každého z nich bude 1 kg, to znamená, že 1 cm 2 atmosféry obsahuje 1 kg vzduchu. .

Dá se to dokázat? Docela. Pokud postavíte měřítko z obyčejné tužky a dvou balónky, upevněním designu na niti bude tužka v rovnováze, protože hmotnost dvou nafouknutých koulí je stejná. Vyplatí se propíchnout jeden z míčků, výhoda bude ve směru nafouknutého míče, protože vzduch z poškozeného míče vyšel ven. Podle toho jednoduchá fyzická zkušenost dokazuje, že vzduch má určitou váhu. Pokud ale vzduch zvážíme na rovném povrchu a v horách, jeho hmotnost bude jiná – horský vzduch je mnohem lehčí než ten, který dýcháme u moře. Existuje několik důvodů pro různé hmotnosti:

Hmotnost 1 m 3 vzduchu je 1,29 kg.

• čím výše vzduch stoupá, tím je řidší, to znamená, že vysoko v horách nebude tlak vzduchu 1 kg na cm 2, ale poloviční, ale přesně na polovinu klesne i obsah kyslíku potřebného k dýchání. , což může způsobit závratě, nevolnost a bolest uší;
• obsah vody ve vzduchu.

Složení vzduchové směsi zahrnuje:

1. Dusík - 75,5 %;

2. Kyslík - 23,15 %;

3. Argon - 1,292 %;

4. Oxid uhličitý - 0,046 %;

5. Neon - 0,0014 %;

6. Metan - 0,000084 %;

7. Helium - 0,000073 %;

8. Krypton - 0,003 %;

9. vodík - 0,00008 %;

10. Xenon - 0,00004 %.

Počet složek ve složení vzduchu se může měnit a podle toho také množství vzduchu podléhá změnám ve směru nárůstu nebo poklesu.

• Vzduch vždy obsahuje vodní páru. Fyzikální vzorec je takový, že čím vyšší je teplota vzduchu, tím více vody obsahuje. Tento ukazatel se nazývá vlhkost vzduchu a ovlivňuje jeho hmotnost.

Jak se měří hmotnost vzduchu? Existuje několik ukazatelů, které určují jeho hmotnost.

Kolik váží krychle vzduchu?

Při teplotě 0 °C je hmotnost 1 m 3 vzduchu 1,29 kg. To znamená, že pokud mentálně přidělíte prostor v místnosti o výšce, šířce a délce rovné 1 m, pak tato vzduchová kostka bude obsahovat přesně toto množství vzduchu.

Pokud má vzduch váhu a váhu, která je dostatečně hmatatelná, proč člověk necítí tíhu? Takový fyzikální jev, jako atmosférický tlak, znamená, že sloupec vzduchu o hmotnosti 250 kg tlačí na každého obyvatele planety. Plocha dlaně dospělého je v průměru 77 cm2. To znamená, že v souladu s fyzikálními zákony každý z nás drží v dlani 77 kg vzduchu! To je ekvivalentní skutečnosti, že v každé ruce neustále nosíme 5 kilové závaží. V reálný život to nezvládne ani vzpěrač, nicméně s takovou zátěží si snadno poradí každý z nás, protože atmosférický tlak tlačí z obou stran, jak vně lidského těla, tak i zevnitř, čili rozdíl je nakonec roven nule.

Vlastnosti vzduchu jsou takové, že působí na lidské tělo různými způsoby. Vysoko v horách se kvůli nedostatku kyslíku u lidí objevují zrakové halucinace a ve velkých hloubkách může kombinace kyslíku a dusíku do speciální směsi - „plynu k smíchu“ vytvořit pocit euforie a pocit beztíže.

Při znalosti těchto fyzikálních veličin je možné vypočítat hmotnost zemské atmosféry - množství vzduchu, které je zadrženo v blízkozemském prostoru gravitací. Horní hranice atmosféry končí ve výšce 118 km, to znamená, že při znalosti hmotnosti m 3 vzduchu můžete celý vypůjčený povrch rozdělit na vzduchové sloupce se základnou 1x1m a výslednou hmotnost sečíst takové sloupce. Nakonec se bude rovnat 5,3 * 10 až patnáctému stupni tun. Hmotnost vzdušného pancíře planety je poměrně velká, ale i to je pouze jedna miliontina celkové hmotnosti. zeměkoule. Zemská atmosféra slouží jako jakýsi nárazník, který Zemi chrání před nepříjemnými kosmickými překvapeními. Jen ze slunečních bouří, které dosáhnou povrchu planety, ztrácí atmosféra ročně až 100 tisíc tun své hmoty! Takovým neviditelným a spolehlivým štítem je vzduch.

Kolik váží litr vzduchu?

Člověk si nevšimne, že je neustále obklopen průhledným a téměř neviditelným vzduchem. Je možné vidět tento nehmotný prvek atmosféry? Je zřejmé, že pohyb vzdušných mas je denně vysílán na televizní obrazovce - teplý nebo studený. studená fronta přináší dlouho očekávané oteplení nebo vydatné sněžení.

Co ještě víme o vzduchu? Pravděpodobně skutečnost, že je životně důležitá pro všechny živé bytosti žijící na planetě. Každý den člověk vdechne a vydechne asi 20 kg vzduchu, z toho čtvrtinu spotřebuje mozek.

Hmotnost vzduchu lze měřit v různých fyzikálních veličinách, včetně litrů. Hmotnost jednoho litru vzduchu bude rovna 1,2930 gramu při tlaku 760 mm Hg. koloně a teplotě 0 °C. Kromě obvyklého plynného skupenství se vzduch může vyskytovat i v kapalné formě. Pro přechod látky v dané skupenství bude vyžadovat vystavení obrovskému tlaku a velmi nízké teploty. Astronomové naznačují, že existují planety, jejichž povrch je zcela pokryt kapalným vzduchem.

Zdrojem kyslíku nezbytným pro lidskou existenci jsou amazonské pralesy, které produkují až 20 % tohoto důležitého prvku na celé planetě.

Lesy jsou skutečně „zelenými“ plícemi planety, bez kterých je lidská existence prostě nemožná. Proto naživu pokojové rostliny v bytě nejsou jen interiérovým prvkem, čistí vzduch v místnosti, jehož znečištění je desetkrát vyšší než na ulici.

Čistý vzduch se již dlouho stal nedostatkem v megaměstech, znečištění atmosféry je tak velké, že lidé jsou připraveni kupovat čistý vzduch. Poprvé se „prodejci vzduchu“ objevili v Japonsku. Vyráběli a prodávali čistý vzduch v plechovkách a každý obyvatel Tokia si mohl otevřít plechovku k večeři. nejčistší vzduch a užijte si jeho svěží vůni.

Čistota vzduchu má významný vliv nejen na zdraví lidí, ale i zvířat. Ve znečištěných oblastech rovníkových vod, v blízkosti obydlených oblastí, umírají desítky delfínů. Důvodem smrti savců je znečištěná atmosféra, plíce delfínů při pitvě zvířat připomínají plíce horníků zanesené uhelným prachem. Velmi citlivý na znečištění ovzduší i obyvatelé Antarktidy - tučňáci, pokud vzduch obsahuje velký početškodlivých nečistot, začnou těžce a přerušovaně dýchat.

Pro člověka je velmi důležitá i čistota vzduchu, takže po práci v kanceláři lékaři doporučují každodenní hodinové procházky v parku, lese a mimo město. Po takové "vzduchové" terapii se obnoví vitalita těla a výrazně se zlepší pohoda. Recept na tento bezplatný a účinný lék je znám již od starověku, mnoho vědců a vládců považovalo každodenní procházky na čerstvém vzduchu za povinný rituál.

Pro moderního městského obyvatele je úprava vzduchu velmi důležitá: malá část životodárného vzduchu, jehož hmotnost je 1-2 kg, je všelékem na mnoho moderních onemocnění!