Luftens densitet

I vardagen, få människor tänker på vad som är densiteten i luften, och vilken betydelse denna siffra är i allmänhet att det finns allt som existerar på planeten. Samtidigt varje dag vi ser flygande flygplan, stigande fågel, flyga upp och faller ner objekt och återspeglar inte på det faktum att det är parameter luftens densitet bestämmer förekomsten av dessa fenomen.

Ofta tillbringar semester på olika platser, säger vi att vid ett tillfälle var fuktig luft och i en annan - torr. I det här fallet, och tillade att i det första fallet, du enkelt flytta, andas, och i den andra du har upplevt allvaret i rörelse, obehag, som inte upplever när du bor i en normal klimatmässiga miljön för dig. Vid den här tiden, vi glömmer vad vi fick höra en annan lärare medan undervisning i skolan på lektioner i fysik - den fuktiga luften har en densitet mindre än luften är torr, och följaktligen är dess massa mindre än torr.

Vid första anblicken verkar det paradoxalt om vi tar hänsyn till våra sinnesintryck, som diskuterades ovan. Men egentligen, eftersom luften, som mer vatten tillsätts i form av ånga, kan det vara lättare än vatten som inte innehåller?

Men detta är fallet, och svaret på detta paradoxala vid första anblicken, frågan har forskarna känt under en lång tid.

För första gången hypotesen att densiteten av fuktig luft är lägre än för torr luft, uttryckte stor Isaak Nyuton i sin berömda bok "Optics", som publicerades i London 1717. Ändå stora engelsmannen hypotes kunde inte lyckas - tills sjuttonhundratalet behöver forskarna inte bara acceptera det, men inte känner ett särskilt intresse i denna fråga.

Att på något sätt komma närmare att förstå problemet - varför luftens densitet beror på luftfuktigheten - bör komma ihåg några kända naturlagar.

Till exempel, i början av förra århundradet Amedeo Avogadro berömda italienska fysikern funnit att oavsett den typ av gas, om det tar en bestämd volym, därefter vid samma temperatur och samma tryck, kommer antalet molekyler i gasen vara konstant. Detta värde, och senare fick namnet Avogadros tal, som kallades, och han upptäckte lagen om gaser.

Eftersom denna lag yttrar sig som densiteten av luft beror på temperatur, tryck och fuktighet kan verifieras vid en ganska enkelt exempel.

Typiskt, kemtvätt (i kemisk mening) luft, innehåller i sin sammansättning ca 78% av kvävemolekyler, är atomvikten för var och en av dessa molekyler 28. Luftkompositionen har 21% ägda syremolekyler, är lika med 32 atomvikten för vilka molekyler . En procent som en del av luften faller på en del andra gaser, som är närvarande i den, men våra beräkningar, kommer denna siffra anses obetydlig.

Gasmolekylerna är kända för att ha egenskapen fri att avvika från behållaren, varvid gasen är. Så etablerade Avogadro följande regel: om vår volym torr gas som innehåller, som vi kommit överens om, att molekylerna av kväve och syre, lägga till en vattenmolekyl, då de kommer att göra vår luft är mindre tät. Anledningen är mycket enkel - vattenmolekylerna har en atomvikt mindre än den för molekylärt kväve och väte, är det lika med 18. Eftersom antalet molekyler i en given volym av gas för att vara konstant, de vattenmolekyler helt enkelt skjuts molekyler av kväve och syre i luften kompositionen, som ersätter sina egna. Sålunda här metoden och densiteten blir mindre fuktig luft än torr.

I det här exemplet, men det finns en motsägelse. Den består i det faktum att en genomsnittlig person kan gråta, hur detta skulle kunna vara om vattentätheten högre lufttäthet. Svaret är enkelt också: vattnet är närvarande i luften i form av ånga, som är lättare och kväve och syre, och eftersom en sådan "vatten" sprida alla mönster härledda lysande Avogadros.

Det är viktigt att beakta att beror mer på luftens densitet genom tryck och temperatur än fuktigheten. Eftersom fuktig luft har en lägre densitet än torr endast medan samma temperatur och tryck upprätthålls.