Знаете ли вы, что воздух - смесь газов? Газовый состав воздуха. Воздух смесь
Знаете ли вы, что воздух
Воздух - неотъемлемое условие жизни подавляющего числа организмов на нашей планете.
Без еды человек может прожить месяц. Без воды - три дня. Без воздуха - всего несколько минут.
История исследования
Не все знают, что главный компонент нашей жизнедеятельности - крайне неоднородное вещество. Воздух - это смесь газов. Каких именно?
Долгое время считалось, что воздух представляет собой единую субстанцию, а не смесь газов. Гипотеза неоднородности появлялась в научных трудах многих ученых в разное время. Но дальше теоретических догадок никто не продвигался. Только в восемнадцатом веке шотландский химик Джозеф Блэк экспериментально доказал, что газовый состав воздуха неоднороден. Открытие было произведено в ходе очередных опытов.
Современные ученые доказали, что воздух - это смесь газов, состоящая из десяти основных элементов.
Состав отличается в зависимости от места концентрации. Определение состава воздуха происходит постоянно. От этого зависит здоровье людей. Воздух - смесь каких газов?
На возвышенностях (особенно в горах) малое содержание кислорода. Такая концентрация называется «разреженный воздух». В лесах, наоборот, содержание кислорода максимальное. В мегаполисах повышено содержание углекислого газа. Определение состава воздуха – одна из важнейших обязанностей экологических служб.
Где можно использовать воздух
Сжатую массу используют при закачивании воздуха под давлением. Установка до десяти бар установлена на любой станции шиномонтажа. Воздухом накачивают шины.
Рабочие используют отбойные молотки, пневматические пистолеты для быстрого съема/монтажа гаек и болтов. Для такого оборудования характерен малый вес и высокий коэффициент полезного действия.
На производствах, использующих лаки и краски, сжатый воздух применяется для ускорения процесса сушки.
На автомойках сжатая воздушная масса помогает в быстрой просушке автомобилей;
Производственные предприятия пользуются сжатым воздухом при очистке инструментов от любых видов загрязнений. В деревообрабатывающей промышленности таким образом можно очистить от стружки и опилок целые ангары.
Нефтехимическая промышленность уже не представляется без оборудования для продувания трубопроводов перед первым пуском.
При производстве оксидов и кислот.
Для повышения температуры технологических процессов;
Из воздуха добывают инертные газы;
Зачем нужен воздух живым существам
Основная задача воздуха, а точнее, одного из основных компонентов – кислорода – проникать в клетки, вследствие чего способствовать процессам окисления. Благодаря этому организм получает важнейшую для жизнедеятельности энергию.
Воздух попадает в тело через легкие, после чего распределяется по организму при помощи кровеносной системы.
Воздух - смесь каких газов?. Рассмотрим их подробнее.
Азот
Воздух – смесь газов, первым из которых является азот. Седьмой элемент периодической системы Дмитрия Менделеева. Первооткрывателем считается шотландский химик Даниил Резерфорд в 1772 г.
Входит в состав белков и нуклеиновых кислот человеческого организма. Хоть его доля в клетках невелика – не более трех процентов, газ имеет важнейшее значение для нормальной жизнедеятельности.
В составе воздуха его содержание - более семидесяти восьми процентов.
В нормальных условиях не имеет цвета и запаха. Не вступает в соединения с другими химическими элементами.
Наибольшее количество азота используют в химической промышленности, в первую очередь при изготовлении удобрений.
Используется азот в медицинской промышленности, при производстве красителей, взрывчатых веществ.
В косметологии при помощи газа лечат угри, рубцы, бородавки, систему терморегуляции организма.
С применением азота синтезируют аммиак, изготовляют азотную кислоту.
При добыче газа и нефти азотом поддерживают давление между пластами. При бурении новых скважин газ позволяет жидкости фонтанировать.
В горной промышленности азот используют при тушении труднодоступных очагов возгорания. В металлургии и коксохимической отраслях – для укрепления материалов и улучшения цементизации.
В электронной промышленности – для окисления полупроводников и электрических цепей.
Используется при продувке и испытании трубопроводов.
Жидкий азот используют в роли хладагента. Этим газом накачивают шасси летательных аппаратов и колеса обычных автомобилей. Годовое производство азота превышает семьдесят миллионов тонн.
Газ получил широкое распространение благодаря своим уникальным свойствам и относительной дешевизне.
Баллоны с азотом - черного цвета с желтой маркировкой.
Кислород
Воздух – смесь газов, вторым из которых в процентном соотношении является кислород. Восьмой элемент периодической системы Менделеева. Газ без цвета и запаха. Открытие приписывают английскому ученому Джозефу Пристли в 1774 году.
В составе воздуха занимает двадцать один процент. Присутствует в составе клеток абсолюно всех живых существ, растений и микроорганизмов.
Источником происхождения является атмосфера нашей планеты.
Металлургические предприятия используют чистый кислород для удаления вредных примесей при литье стали, а также для повышения температуры горения.
Газ применяется для сварки металлов и газорезки. Баллоны с кислородом – голубые.
В авиационной промышленности - в качестве окислителя для ракетного топлива.
В медицине – при наркозе, борьбе с бронхиальной астмой и гипоксией, при нарушениях дыхания, декомпрессионной болезни.
В химической промышленности кислород используется для окисления углеводородов в спиртах, кислотах, альдегидах, производства азотной кислоты.
Но наибольшее значение газ имеет для живых существ. При помощи кислорода организм может утилизировать (окислять) нужные белки, жиры и углеводы, превращая их в необходимую энергию.
Аргон
Газ, входящий в состав воздуха, находится на третьем месте по важности - аргон. Содержание не превышает одного процента. Является инертным газом без цвета, вкуса и запаха. Восемнадцатый элемент периодической системы.
Первое упоминание приписывается английскому химику Генри Кавендишу в 1785 году. А лорд Лэрей и Уильям Рамзай получили Нобелевские премии за доказательство существования газа и опыты с ним.
Области применения аргона:
лампы накаливания;
заполнение пространства между стекол в пластиковых окнах;
защитная среда при сварке;
средство пожаротушения;
для очистки воздуха;
химический синтез.
Человеческому организму особой пользы не приносит. При высокой концентрации газа приводит к удушению.
Баллоны с аргоном серого или черного цвета.
Остальные семь элементов составляют 0,03% в воздухе.
Углекислый газ
Углекислый газ в составе воздуха не имеет цвета и запаха.
Образуется вследствие гниения или горения органических материалов, выделяется при дыхании и работе автомобилей и другого транспорта.
В теле человека образуется в тканях вследствие процессов жизнедеятельности и переносится по венозной системе в легкие.
Имеет положительное значение, т.к. при нагрузках расширяет капилляры, что обеспечивает возможность большей транспортировки веществ. Положительно влияет на миокард. Способствует увеличению частоты и силы нагрузки. Используется при коррекции гипоксии. Участвует в регуляции дыхания.
В промышленности углекислый газ получают из продуктов горения, как побочный газ химических процессов или при разделении воздуха.
Применение крайне широко:
консервант в пищевой промышленности;
сатурация напитков;
огнетушители и системы пожаротушения;
подкормка аквариумных растений;
защитная среда при сварке;
применение в баллончиках для газового оружия;
хладагент.
Неон
Воздух – смесь газов, пятым из которых является неон. Был открыт значительно позже – в 1898 году. Название переводится с греческого как «новый».
Одноатомный газ, который не имеет цвета и запаха.
Обладает высокой электропроводностью. Имеет завершенную электронную оболочку. Инертен.
Получают газ при помощи разделения воздуха.
Применение:
Инертная среда в промышленности;
Хладагент в криогенных установках;
Наполнитель газоразрядных ламп. Нашел широкое применение благодаря рекламе. Большинство цветных вывесок сделано при помощи неона. При пропускании электрического разряда лампы дают яркое цветное свечение.
Сигнальные огни на маяках и аэродромах. Хорошо себя зарекомендовали при сильных туманах.
Элемент воздушной смеси для людей при работе с высоким давлением.
Гелий
Гелий – одноатомный газ без цвета и запаха.
Применение:
Подобно неону, при пропускании электрического разряда дает яркий свет.
В промышленности – для удаления примесей из стали при выплавке;
Хладагент.
Наполнение дирижаблей и аэростатов;
Частично в смесях для дыхания при глубоких погружениях.
Теплоноситель в ядерных реакторах.
Главная детская радость – летающие воздушные шарики.
Для живых организмов особой пользы не представляет. В высокой концентрации может вызвать отравление.
Метан
Воздух – смесь газов, седьмым из которых является метан. Газ без цвета и запаха. В больших концентрациях взрывоопасен. Поэтому для индикации в него добавляют одоранты.
Используется чаще всего как топливо и сырье в органическом синтезе.
Домашние печи, котлы, газовые колонки работают преимущественно на метане.
Продукт жизнедеятельности микроорганизмов.
Криптон
Криптон – инертный одноатомный газ без цвета и запаха.
Применение:
при производстве лазеров;
окислитель ракетного топлива;
заполнение ламп накаливания.
Влияние на организм человека исследовано мало. Изучается применение при глубоководных погружениях.
Воздух – это смесь газов. В состав воздуха входят азот, кислород, углекислый газ и некоторые другие газы. Постоянные составные газы воздуха – это кислород, углекислый газ и азот. Но кроме постоянных газов в воздухе могут находиться примеси, содержание которых непостоянно. Это водяные пары, микробы, частицы дыма, пыли и соли, пыльца растений.
Чтобы лучше понять количественный состав воздуха, представим, что в 100 литрах воздуха содержится 78 литров азота, 21 литр кислорода, 1 литр углекислого газа и немного других примесей.
Кислород необходим для дыхания человека, животных и растений. Растворенный в воде кислород расходуется при дыхании обитателями водоемов.
Человек или животное вдыхает воздух, где содержится кислород, а выдыхает воздух с большим количеством углекислого газа.
Часто можно услышать фразу «в комнате душно», так происходит, если помещение долгое время не проветривалось и большая часть кислорода уже израсходовалась.
Кислород поддерживает горение. Если горящую свечу накрыть стеклянной банкой, свеча будет гореть еще некоторое время, а потом погаснет.
Горение фитиля свечи (золотыеручки.москва)
Так произойдет, потому что горящая свеча израсходует кислород в банке, который поддерживал ее горение, но стало много углекислого газа.
Этот опыт доказывает, что кислород поддерживает горение. Углекислый газ выделяется при любом горении – дров, угля, нефти, табака, и других горючих веществ, и горения не поддерживает.
Используя знания об этом свойстве кислорода, мы сможем помочь человеку, если у него загорелась одежда: необходимо накрыть огонь плотной тканью, чтобы не поступал кислород.
------------------------------------------------
Состав воздуха постоянен, это важное условие жизни на Земле. Но ведь во всех странах мира ежегодно сжигаются миллиарды тонн топлива, выделяя в атмосферу огромное количество углекислого газа и расходуя кислород.
Выхлопные газы автомобилей (expertpost.ru)
То же самое происходит на производствах, при пожарах.
Лесной пожар (en.deita.ru)
Люди, животные, растения и даже микробы дышат и также поглощают кислород, а выделяют углекислый газ.
Но при этом состав воздуха на планете в целом остается постоянным. Это результат работы зеленых растений, которые являются главным источником пополнения запасов кислорода на Земле.
В растениях под воздействием солнечного света из углекислого газа и воды образуются питательные вещества и кислород. Чем больше зеленых растений, тем чище воздух, поэтому в лесу так легко дышится.
Как было сказано, не все составляющие воздуха являются постоянными. Наличие и количество частичек пыли, пыльцы растений, соли других примесей зависит от местности и времени года.
Эти частицы появляются из дыма вулканов, пустынь, океанов, почвы, цветущих растений. В конце июня, например, появляется тополиный пух, а во время активного цветения растений, в воздухе много пыльцы.
Дым вулкана (wallons.ru)
Песчинки пустынь (hindirussi.ru)
Пыльца растений (vladtime.ru)
Тополиный пух (parnasse.ru)
------------------------------------------------
Дышать загрязненным воздухом нежелательно для здоровья. Хотя, с другой стороны, пыль делает наш мир красивым: красочные закаты и рассветы – результат отражения солнечного света от пылинок, рассеянных в верхних слоях атмосферы.
Дождевые капли (geoman.ru)
Закат обычно красный – частички пыли и водяного пара отражают красные солнечные лучи таким образом, что их мы видим последними.
В центре каждой капельки дождя есть пылинка, которая помогла быстро образоваться этой капельке.
Туманы, облака и дождь состоят из множества пылинок, которые обволакиваются жидкостью.
Туман (wapkin.dp.ua)
Облака (goodimg.ru)
источник окнспекта - http://interneturok.ru/ru/school/okruj-mir/3-klass/undefined/vozduh-eto-smes-gazov
источник видео
http://www.youtube.com/watch?v=VmgO96xTZSE
http://www.youtube.com/watch?v=LF0BWaX9SuM
http://www.youtube.com/watch?v=PpS6GIaMrm0
http://www.youtube.com/watch?v=LKuWW9r-AkM
источник презентации - http://prezentacii.com/biologiya/13932-vozduh-smes-razlichnyh-gazov.html
www.kursoteka.ru
Воздух смесь. Знаете ли вы, что воздух
Знаете ли вы, что воздух
Воздух - неотъемлемое условие жизни подавляющего числа организмов на нашей планете.
Без еды человек может прожить месяц. Без воды - три дня. Без воздуха - всего несколько минут.
История исследования
Не все знают, что главный компонент нашей жизнедеятельности - крайне неоднородное вещество. Воздух - это смесь газов. Каких именно?
Долгое время считалось, что воздух представляет собой единую субстанцию, а не смесь газов. Гипотеза неоднородности появлялась в научных трудах многих ученых в разное время. Но дальше теоретических догадок никто не продвигался. Только в восемнадцатом веке шотландский химик Джозеф Блэк экспериментально доказал, что газовый состав воздуха неоднороден. Открытие было произведено в ходе очередных опытов.
Современные ученые доказали, что воздух - это смесь газов, состоящая из десяти основных элементов.
Состав отличается в зависимости от места концентрации. Определение состава воздуха происходит постоянно. От этого зависит здоровье людей. Воздух - смесь каких газов?
На возвышенностях (особенно в горах) малое содержание кислорода. Такая концентрация называется «разреженный воздух». В лесах, наоборот, содержание кислорода максимальное. В мегаполисах повышено содержание углекислого газа. Определение состава воздуха – одна из важнейших обязанностей экологических служб.
Где можно использовать воздух
Сжатую массу используют при закачивании воздуха под давлением. Установка до десяти бар установлена на любой станции шиномонтажа. Воздухом накачивают шины.
Рабочие используют отбойные молотки, пневматические пистолеты для быстрого съема/монтажа гаек и болтов. Для такого оборудования характерен малый вес и высокий коэффициент полезного действия.
На производствах, использующих лаки и краски, сжатый воздух применяется для ускорения процесса сушки.
На автомойках сжатая воздушная масса помогает в быстрой просушке автомобилей;
Производственные предприятия пользуются сжатым воздухом при очистке инструментов от любых видов загрязнений. В деревообрабатывающей промышленности таким образом можно очистить от стружки и опилок целые ангары.
Нефтехимическая промышленность уже не представляется без оборудования для продувания трубопроводов перед первым пуском.
При производстве оксидов и кислот.
Для повышения температуры технологических процессов;
Из воздуха добывают инертные газы;
Зачем нужен воздух живым существам
Основная задача воздуха, а точнее, одного из основных компонентов – кислорода – проникать в клетки, вследствие чего способствовать процессам окисления. Благодаря этому организм получает важнейшую для жизнедеятельности энергию.
Воздух попадает в тело через легкие, после чего распределяется по организму при помощи кровеносной системы.
Воздух - смесь каких газов?. Рассмотрим их подробнее.
Азот
Воздух – смесь газов, первым из которых является азот. Седьмой элемент периодической системы Дмитрия Менделеева. Первооткрывателем считается шотландский химик Даниил Резерфорд в 1772 г.
Входит в состав белков и нуклеиновых кислот человеческого организма. Хоть его доля в клетках невелика – не более трех процентов, газ имеет важнейшее значение для нормальной жизнедеятельности.
В составе воздуха его содержание - более семидесяти восьми процентов.
В нормальных условиях не имеет цвета и запаха. Не вступает в соединения с другими химическими элементами.
Наибольшее количество азота используют в химической промышленности, в первую очередь при изготовлении удобрений.
Используется азот в медицинской промышленности, при производстве красителей, взрывчатых веществ.
В косметологии при помощи газа лечат угри, рубцы, бородавки, систему терморегуляции организма.
С применением азота синтезируют аммиак, изготовляют азотную кислоту.
При добыче газа и нефти азотом поддерживают давление между пластами. При бурении новых скважин газ позволяет жидкости фонтанировать.
В горной промышленности азот используют при тушении труднодоступных очагов возгорания. В металлургии и коксохимической отраслях – для у
auto21rus.ru
Урок 15. Воздух как смесь газов – HIMI4KA
В уроке 15 «Воздух как смесь газов» из курса «Химия для чайников» мы выясним из чего состоит воздух; узнаем о получении, собирании и хранении газов, а также об их герметичности.
Вы уже знаете, что вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом.
В окружающей нас природе многие вещества при обычных условиях находятся в газообразном состоянии. Прежде всего, это компоненты воздушной оболочки Земли — атмосферы. Очень много газов растворено в водах Мирового океана. Во время извержения вулканов в атмосферу также выбрасывается большое количество вулканических газов. В недрах нашей планеты хранятся огромные запасы природного газа.
Атмосфере принадлежит важнейшая роль в жизни человека, животных и растений. Ее исследованиям были посвящены труды многих ученых прошлого. С давних времен был известен лишь один вид газа — воздух. При этом он изучался в основном физиками и интереса у химиков не вызывал. Лишь во второй половине XVIII в. было установлено, что воздух представляет собой смесь газов.
Состав воздуха
Основные компоненты воздуха — азот и кислород. При нормальных условиях в воздухе объемом 100 дм3 содержится азот объемом около 78 дм3 и кислород объемом около 21 дм3, а на долю всех остальных газов приходится около 1 дм3. В заметных количествах в воздухе присутствуют аргон, углекислый газ, озон и другие газы (табл. 7).
Для решения некоторых задач и проведения расчетов в физике, химии, технике очень удобно рассматривать воздух не как смесь газов, а как одно газообразное вещество. Экспериментальным путем можно установить, что при нормальных условиях масса воздуха объемом 22,4 дм3 равна 29 г. Поскольку такой объем при н. у. занимает любой газ химическим количеством 1 моль, то молярную массу воздуха можно условно считать равной 29 г/моль:
Все газы, молярная масса которых меньше 29 г/моль, принято называть газами легче воздуха (например, водород h3, аммиак Nh4, угарный газ CO, метан Ch5), а газы, у которых она больше 29 г/моль — газами тяжелее воздуха (например, кислород O2, озон O3, углекислый газ CO2).
Получение, собирание и хранение газов
Газы имеют важное значение в жизни и деятельности человека. Поэтому необходимо уметь их получать, собирать и хранить.
В химической лаборатории небольшие объемы газов можно получать различными способами. Например, газы выделяются при нагревании некоторых твердых веществ (рис. 66).
Газообразные вещества могут образовываться при действии некоторых жидких веществ на твердые. Так, при действии уксуса на мрамор или мел выделяется углекислый газ (рис. 67).
В промышленности используют значительно большие, чем в химических лабораториях, количества различных газов. Большие объемы кислорода и азота получают из воздуха. Позднее вы узнаете, как это делается.
В лабораторных условиях собрать газ в сосуд можно двумя способами: вытеснением воды (рис. 68) и вытеснением воздуха. Первый способ применяют для собирания только нерастворимых в воде газов (кислород, азот, водород). Вто-рой — для собирания как растворимых (аммиак, углекислый газ), так и нерастворимых в воде газов.
Для собирания газов, которые легче воздуха, сосуд для сбора газа следует закрепить дном вверх, а для газов, которые тяжелее воздуха, — дном вниз (рис. 69)
Для хранения газов следует использовать сосуды, не сообщающиеся с окружающей средой. Такие сосуды называют герметичными (т. е. не имеющими отверстий для выхода газа из сосуда наружу). В быту примером герметичного сосуда является бутылка с плотной пробкой, завязанный воздушный шарик или накачанная камера от велосипедного колеса, в химической лаборатории — пробирка, плотно закрытая пробкой, газометр.
Из курса физики вы знаете, что при нагревании газы расширяются. Это свойство можно использовать для проверки прибора для получения газов на герметичность (рис. 70). Для этого после сборки прибора следует погрузить конец газоотводной трубки в воду, а пробирку на несколько секунд зажать в ладони. Нагреваясь от тепла руки, воздух в пробирке расширяется и выходит из газоотводной трубки в виде пузырьков. Если пузырьки не наблюдаются, то это свидетельствует о том, что прибор собран негерметично и для газа имеется другой выход, кроме газоотводной трубки.
В промышленности для хранения газов чаще всего используют более прочные сосуды — баллоны (рис. 71), в которых сжатые газы находятся под большим давлением; для предупреждения разрушения баллона сжатым газом его стенки делают из толстой стали. Узнать, какой газ содержится в баллоне, можно по окраске баллона, цвету надписи на нем и цвету полосы. Например, баллон с кислородом должен быть окрашен в голубой цвет и иметь черную надпись «Кислород», баллон с азотом должен быть окрашен в черный цвет, иметь желтую надпись «Азот» и коричневую полосу, баллон с очень чистым аргоном должен быть окрашен в серый цвет, иметь зеленую надпись «Аргон» и зеленую полосу.
Краткие выводы урока:
Вещества могут находиться в газообразном, жидком или твердом агрегатном состоянии.
Воздух представляет собой смесь газов. Основными компонентами воздуха являются азот и кислород.
При нормальных условиях в воздухе объемом 100 дм3 содержится азот объемом около 78 дм3 и кислород объемом около 21 дм3.
Воздух можно условно рассматривать как газ, молярная масса которого равна 29 г/моль.
Надеюсь урок 15 «Воздух как смесь газов» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
himi4ka.ru
Урок онлайн. Воздух - смесь газов — Современные уроки биологии
Ничто другое не является столь важным для жизни на Земле и в то же время так редко замечается, как окружающий нас атмосферный воздух. Жизнь человека и большинства других живых существ невозможна без дыхания. Прекращение дыхания даже на несколько минут влечет за собой прекращение жизнедеятельности. Что же такое воздух, которым мы дышим?
Содержание урока:
1. Состав воздуха
2. История воздушных открытий
3. Роль атмосферы
4. Загрязнение воздуха человеком
1. СОСТАВ ВОЗДУХА
Ничто другое не является столь важным для жизни на Земле и в то же время так редко замечается, как окружающий нас атмосферный воздух. Жизнь человека и большинства других живых существ невозможна без дыхания. Прекращение дыхания даже на несколько минут влечет за собой прекращение жизнедеятельности. Что же такое воздух, которым мы дышим?
Воздух представляет собой смесь разных газов: азота, кислорода, водяного пара, аргона, двуокиси углерода и многих других.
Из каждых 100 частей сухого воздуха 78 приходится на азот, и 21 часть - на кислород и оставшаяся 1 часть - на все прочие газы.
Опыт. Состав воздуха
Сделать приблизительную оценку, сколько кислорода (O2) по объему содержится в воздухе, можно с помощью несложного опыта. Опускаем в сосуд с водой плавающую свечу. Поджигаем ее и накрываем цилиндром. Цилиндр размечен на пять равных частей. Пока в цилиндре есть кислород ‑ свеча горит. При горении кислород расходуется, и вода в цилиндре поднимается. Свеча гаснет, когда кислорода в цилиндре не остается. Уменьшился ли объем воздуха в цилиндре? Вода поднялась примерно на одно деление, то есть объем воздуха сократился примерно на одну пятую часть*. Мы увидели, что одна пятая часть воздуха – кислород.
*Следует учесть, что воздух внутри сосуда при сгорании свечи нагревается. Кроме того, выделившийся при горении кислорода углекислый газ имеет некоторый объем. Убыль объема при горении кислорода в некоторой степени компенсируется этими факторами. Поэтому наблюдается несколько меньшее изменение объема.
Техника безопасности. Требуется соблюдение мер пожарной безопасности.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
2. ИСТОРИЯ ВОЗДУШНЫХ ОТКРЫТИЙ
В 1772 г. шведский химик, обобщая результаты своих экспериментов, писал: «Я, Карл Шееле, склонен думать, что атмосферный воздух состоит главным образом из двух видов воздуха – «огненного», поддерживающего дыхание и горение, и «испорченного воздуха», не поддерживающего горение.
Кто открыл кислород?Джозеф Пристли, изучая состав воздуха, пытался выяснить, какие его составляющие могут выделиться из химических веществ при их нагревании. Нагревая оксид ртути (II), он получил газ и назвал его «дефлогистированным воздухом». Исследуя свойства полученного газа, Пристли обнаружил, что зажженная свеча горела в нем ослепительно ярко и что он поддерживает дыхание. Позднее А.Лавуазье назвал этот газ кислородом.
Получение кислорода
Пристли вошел в историю не только как первооткрыватель кислорода, но и как ученый, открывший процесс фотосинтеза.
Количественный состав воздуха открыл французский ученый Антуан Лоран Лавуазье.
По результатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весь воздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота, неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Ученый предложил «жизненный воздух» переименовать в «кислород», поскольку при сгорании в кислороде большинство веществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в «азот», т.к. он не поддерживает жизнь, вредит жизни.
Опыт Лавуазье
Другие газы. Изучая воздух, Г.Кавендиш установил, что кроме кислорода и азота в воздухе есть и другие газы, и определил, что на их долю приходится около 1/120 объема воздуха. Из-за несовершенства методов анализа и приборов Кавендиш не смог определить, что это за газы. Лишь спустя 100 с лишним лет Уильям Рамзай, воспроизводя опыты Кавендиша, открыл инертные газы в составе воздуха.
Воздух. Леннаучфильм. Часть первая.
Воздух. Леннаучфильм. Часть вторая.
3. РОЛЬ АТМОСФЕРЫ
Важнейшая составляющая атмосферного воздуха - кислород. Именно он поглощается в легких человека из вдыхаемого воздуха. Взамен выделяется углекислый газ (двуокись углерода). Другая очень важная часть - это озон. Хотя его содержание очень мало (одна часть на сто тысяч частей воздуха), он выполняет жизненно важную роль, являясь преградой губительному для жизни ультрафиолетовому излучению Солнца.
Без озона жизнь на Земле была бы совершенно иной, чем она есть сейчас. В его отсутствие до поверхности Земли доходило бы гораздо более сильное ультрафиолетовое излучение. А последствия воздействия даже его малой части хорошо знают те, кто получал солнечные ожоги.
Благодаря присутствию в воздухе углекислого газа и водяного пара температура воздуха у земли оказывается существенно выше, чем если бы их не было.
Кроме естественных составляющих в воздухе всегда присутствуют в большей или меньшей степени всевозможные загрязняющие вещества, которые делают его засоренным, нечистым. В городах этих веществ больше (воздух грязнее), на удалении от городов их меньше (воздух чище, прозрачнее). Источником загрязняющих веществ являются выхлопные газы автомобилей, продукты сгорания угля, нефти, дров, вулканические выбросы, поднимаемая ветром пыль.
4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА ЧЕЛОВЕКОМ
Загрязнение воздуха. Задания на закрепление материала
biology-online.ru
Знаете ли вы, что воздух
Образование 31 октября 2015
Воздух - неотъемлемое условие жизни подавляющего числа организмов на нашей планете.
Без еды человек может прожить месяц. Без воды - три дня. Без воздуха - всего несколько минут.
История исследования
Не все знают, что главный компонент нашей жизнедеятельности - крайне неоднородное вещество. Воздух - это смесь газов. Каких именно?
Долгое время считалось, что воздух представляет собой единую субстанцию, а не смесь газов. Гипотеза неоднородности появлялась в научных трудах многих ученых в разное время. Но дальше теоретических догадок никто не продвигался. Только в восемнадцатом веке шотландский химик Джозеф Блэк экспериментально доказал, что газовый состав воздуха неоднороден. Открытие было произведено в ходе очередных опытов.
Современные ученые доказали, что воздух - это смесь газов, состоящая из десяти основных элементов.
Состав отличается в зависимости от места концентрации. Определение состава воздуха происходит постоянно. От этого зависит здоровье людей. Воздух - смесь каких газов?
На возвышенностях (особенно в горах) малое содержание кислорода. Такая концентрация называется «разреженный воздух». В лесах, наоборот, содержание кислорода максимальное. В мегаполисах повышено содержание углекислого газа. Определение состава воздуха – одна из важнейших обязанностей экологических служб.
Где можно использовать воздух
Сжатую массу используют при закачивании воздуха под давлением. Установка до десяти бар установлена на любой станции шиномонтажа. Воздухом накачивают шины.
Рабочие используют отбойные молотки, пневматические пистолеты для быстрого съема/монтажа гаек и болтов. Для такого оборудования характерен малый вес и высокий коэффициент полезного действия.
На производствах, использующих лаки и краски, сжатый воздух применяется для ускорения процесса сушки.
На автомойках сжатая воздушная масса помогает в быстрой просушке автомобилей;
Производственные предприятия пользуются сжатым воздухом при очистке инструментов от любых видов загрязнений. В деревообрабатывающей промышленности таким образом можно очистить от стружки и опилок целые ангары.
Нефтехимическая промышленность уже не представляется без оборудования для продувания трубопроводов перед первым пуском.
При производстве оксидов и кислот.
Для повышения температуры технологических процессов;
Из воздуха добывают инертные газы;
Видео по теме
Зачем нужен воздух живым существам
Основная задача воздуха, а точнее, одного из основных компонентов – кислорода – проникать в клетки, вследствие чего способствовать процессам окисления. Благодаря этому организм получает важнейшую для жизнедеятельности энергию.
Воздух попадает в тело через легкие, после чего распределяется по организму при помощи кровеносной системы.
Воздух - смесь каких газов?. Рассмотрим их подробнее.
Азот
Воздух – смесь газов, первым из которых является азот. Седьмой элемент периодической системы Дмитрия Менделеева. Первооткрывателем считается шотландский химик Даниил Резерфорд в 1772 г.
Входит в состав белков и нуклеиновых кислот человеческого организма. Хоть его доля в клетках невелика – не более трех процентов, газ имеет важнейшее значение для нормальной жизнедеятельности.
В составе воздуха его содержание - более семидесяти восьми процентов.
В нормальных условиях не имеет цвета и запаха. Не вступает в соединения с другими химическими элементами.
Наибольшее количество азота используют в химической промышленности, в первую очередь при изготовлении удобрений.
Используется азот в медицинской промышленности, при производстве красителей, взрывчатых веществ.
В косметологии при помощи газа лечат угри, рубцы, бородавки, систему терморегуляции организма.
С применением азота синтезируют аммиак, изготовляют азотную кислоту.
При добыче газа и нефти азотом поддерживают давление между пластами. При бурении новых скважин газ позволяет жидкости фонтанировать.
В горной промышленности азот используют при тушении труднодоступных очагов возгорания. В металлургии и коксохимической отраслях – для укрепления материалов и улучшения цементизации.
В электронной промышленности – для окисления полупроводников и электрических цепей.
Используется при продувке и испытании трубопроводов.
Жидкий азот используют в роли хладагента. Этим газом накачивают шасси летательных аппаратов и колеса обычных автомобилей. Годовое производство азота превышает семьдесят миллионов тонн.
Газ получил широкое распространение благодаря своим уникальным свойствам и относительной дешевизне.
Баллоны с азотом - черного цвета с желтой маркировкой.
Кислород
Воздух – смесь газов, вторым из которых в процентном соотношении является кислород. Восьмой элемент периодической системы Менделеева. Газ без цвета и запаха. Открытие приписывают английскому ученому Джозефу Пристли в 1774 году.
В составе воздуха занимает двадцать один процент. Присутствует в составе клеток абсолюно всех живых существ, растений и микроорганизмов.
Источником происхождения является атмосфера нашей планеты.
Металлургические предприятия используют чистый кислород для удаления вредных примесей при литье стали, а также для повышения температуры горения.
Газ применяется для сварки металлов и газорезки. Баллоны с кислородом – голубые.
В авиационной промышленности - в качестве окислителя для ракетного топлива.
В медицине – при наркозе, борьбе с бронхиальной астмой и гипоксией, при нарушениях дыхания, декомпрессионной болезни.
В химической промышленности кислород используется для окисления углеводородов в спиртах, кислотах, альдегидах, производства азотной кислоты.
Но наибольшее значение газ имеет для живых существ. При помощи кислорода организм может утилизировать (окислять) нужные белки, жиры и углеводы, превращая их в необходимую энергию.
Аргон
Газ, входящий в состав воздуха, находится на третьем месте по важности - аргон. Содержание не превышает одного процента. Является инертным газом без цвета, вкуса и запаха. Восемнадцатый элемент периодической системы.
Первое упоминание приписывается английскому химику Генри Кавендишу в 1785 году. А лорд Лэрей и Уильям Рамзай получили Нобелевские премии за доказательство существования газа и опыты с ним.
Области применения аргона:
лампы накаливания;
заполнение пространства между стекол в пластиковых окнах;
защитная среда при сварке;
средство пожаротушения;
для очистки воздуха;
химический синтез.
Человеческому организму особой пользы не приносит. При высокой концентрации газа приводит к удушению.
Баллоны с аргоном серого или черного цвета.
Остальные семь элементов составляют 0,03% в воздухе.
Углекислый газ
Углекислый газ в составе воздуха не имеет цвета и запаха.
Образуется вследствие гниения или горения органических материалов, выделяется при дыхании и работе автомобилей и другого транспорта.
В теле человека образуется в тканях вследствие процессов жизнедеятельности и переносится по венозной системе в легкие.
Имеет положительное значение, т.к. при нагрузках расширяет капилляры, что обеспечивает возможность большей транспортировки веществ. Положительно влияет на миокард. Способствует увеличению частоты и силы нагрузки. Используется при коррекции гипоксии. Участвует в регуляции дыхания.
В промышленности углекислый газ получают из продуктов горения, как побочный газ химических процессов или при разделении воздуха.
Применение крайне широко:
консервант в пищевой промышленности;
сатурация напитков;
огнетушители и системы пожаротушения;
подкормка аквариумных растений;
защитная среда при сварке;
применение в баллончиках для газового оружия;
хладагент.
Неон
Воздух – смесь газов, пятым из которых является неон. Был открыт значительно позже – в 1898 году. Название переводится с греческого как «новый».
Одноатомный газ, который не имеет цвета и запаха.
Обладает высокой электропроводностью. Имеет завершенную электронную оболочку. Инертен.
Получают газ при помощи разделения воздуха.
Применение:
Инертная среда в промышленности;
Хладагент в криогенных установках;
Наполнитель газоразрядных ламп. Нашел широкое применение благодаря рекламе. Большинство цветных вывесок сделано при помощи неона. При пропускании электрического разряда лампы дают яркое цветное свечение.
Сигнальные огни на маяках и аэродромах. Хорошо себя зарекомендовали при сильных туманах.
Элемент воздушной смеси для людей при работе с высоким давлением.
Гелий
Гелий – одноатомный газ без цвета и запаха.
Применение:
Подобно неону, при пропускании электрического разряда дает яркий свет.
В промышленности – для удаления примесей из стали при выплавке;
Хладагент.
Наполнение дирижаблей и аэростатов;
Частично в смесях для дыхания при глубоких погружениях.
Теплоноситель в ядерных реакторах.
Главная детская радость – летающие воздушные шарики.
Для живых организмов особой пользы не представляет. В высокой концентрации может вызвать отравление.
Метан
Воздух – смесь газов, седьмым из которых является метан. Газ без цвета и запаха. В больших концентрациях взрывоопасен. Поэтому для индикации в него добавляют одоранты.
Используется чаще всего как топливо и сырье в органическом синтезе.
Домашние печи, котлы, газовые колонки работают преимущественно на метане.
Продукт жизнедеятельности микроорганизмов.
Криптон
Криптон – инертный одноатомный газ без цвета и запаха.
Применение:
при производстве лазеров;
окислитель ракетного топлива;
заполнение ламп накаливания.
Влияние на организм человека исследовано мало. Изучается применение при глубоководных погружениях.
Для человеческого организма безвреден. Особой пользы не представляет.
Источник: fb.ru Дом и семья Знаете ли вы, что означают ямочки на щеках?
Многие из нас хоть раз, да и задумывались, откуда берутся на щеках ямочки? Бытует легенда, что подобные отметины оставляет Купидон, когда целует в щечку младенца. Это, конечно, всего лишь легенда, но действительно инт...
Домашний уют Знаете ли вы, что означает код ошибки стиральной машины LG? Стиральная машина LG: все виды ошибок
Стиральные машины-автоматы торговой марки LG оснащены интеллектуальным управлением. Они способны не только самостоятельно добавлять моющие средства в процессе стирки, регулировать подачу воды, но и диагностировать мел...
Еда и напитки Знаете ли вы что такое брожение? Это очень полезный процесс!
Что такое брожение, наверняка представляет себе каждый человек. Стоит только оставить молоко, фруктовый сок, компот или суп в тепле на некоторое время, и на поверхности начинают появляться пузырьки, а у самого продукт...
Еда и напитки Знаете ли вы, что такое сушка?
Что такое сушка? Сушка – это процесс обезвоживания вещества под воздействием температуры, либо вследствие естественной потери влаги. Он является одним из основных способов консервации пищевых продуктов. При удал...
Еда и напитки Знаете ли вы, что существует не один рецепт вафель для электровафельницы, а великое множество? Убедитесь!
А если гости уже на пороге, причём – нежданные? Есть ли у хозяюшки «в рукаве» такой рецепт угощения, чтобы и блюдо готовилось быстро и легко, и на стол подать не стыдно было? О, если заботливым...
Искусство и развлечения Знаете ли вы, что такое вокализ?
Многие люди, даже музыканты-любители, к сожалению, не знают, что такое вокализ. На самом деле, понять всю суть термина можно, исходя из его же названия. Это пьеса, которая должна исполняться исключительно голосом. При...
Искусство и развлечения Знаете ли вы, что такое сюита
Можно ли станцевать сюитуВероятно, не все знают, что такое сюита. А это старинная форма танцевальной музыки. Впервые такие произведения появились в семнадцатом веке, а основоположниками этой му...
Карьера Знаете ли вы, что делают дизайнеры?
Для того, чтобы определенный продукт пользовался спросом, его необходимо обработать дизайнеру. Во многом благодаря работе этих людей мир наполняется красками и различными стилистическими жанрами. Что делают дизайнеры?...
Компьютеры А знаете ли вы, что такое гибернация?
Большинство из нас даже и не догадываются, что компьютер, как и телефон, можно переводить в режим ожидания. Помимо этого, его вовсе не обязательно выключать, когда возникает необходимость отлучиться от него на какое-т...
Компьютеры Знаете ли вы, что такое интернет-провайдер?
Владельца компьютера, не подключенного к глобальной сети Интернет, можно сравнить с Робинзоном: есть все необходимое, кроме связи с внешним миром. Сейчас наличие доступа является практически необходимым условием норма...
monateka.com
Топливовоздушная смесь: что это, описание, свойства
Бензин и необходимый для его сгорания воздух поступают в цилиндры ДВС в виде топливовоздушной смеси. Топливовоздушная смесь — это смесь мельчайших частиц бензина с атмосферным воздухом, которую получают тщательным перемешиванием этих двух компонентов. Ясно, что до перемешивания бензин должен быть распылен, а затем и испарен еще до момента воспламенения.
Различают три способа смесеобразования для поршневых двигателей: внутренний способ, когда процесс перемешивания происходит непосредственно в объеме цилиндра; внешний способ — когда смесь получают вне объема цилиндра, например во впускном коллекторе; и смешанный, или комбинированный способ смесеобразования, при котором первый этап перемешивания протекает вне цилиндра, а второй — внутри цилиндра.
Для бензиновых ДВС самым распространенным является способ внешнего смесеобразования. Бензин перед смешиванием с воздухом распыляется либо пульверизацией, либо впрыском под давлением. Процесс пульверизации реализуется в карбюраторах, а процесс впрыска с помощью специальных устройств впрыска, которые называются форсунками.
Для внешнего смесеобразования требуется легко испаряемое топливо, к которому относятся сжиженные горючие газы и бензин. Бензин — это продукт перегонки нефти. Состоит бензин на 85% из углерода и на 15% из водорода и относится к легким углеводородным топливам. В смеси с воздухом пары бензина образуют не только горючие, но и взрывные смеси, что в основном определяется весовым соотношением бензина и воздуха, а также их парциальным давлением и температурой в смеси.
Соотношение 1/14,7 для бензина и воздуха является стехиометрическим, так как оно соответствует законам строгого количестаенного соотношения масс веществ, участвующих в химической реакции горения.
Следует иметь в виду, что топливовоздушная смесь, приготовленная внешним способом смесеобразования, еще не является топливовоздушным зарядом для поршневого двигателя. От мнксерной зоны (места образования смеси) и до камеры сгорания в цилиндре топливовоздушная смесь многократно изменяет свое агрегатное состояние под действием чередующихся изменений давления и температуры.
Как следствие, часть паров бензина переходит обратно в жидкое состояние охлаждаясь или снова образуется пар при соприкосновении бензиновых пленок с горячими стенками впускной системы и цилиндра. В результате в камеру сгорания поступает не стехиометрическая смесь, даже если она идеально приготовлена в миксерной зоне, а смесь, отличающаяся от оптимального состава в сторону уменьшения или в сторону увеличения количества бензина.
Из сказанного ясно, что по весовому составу топливо-воздушная смесь, приготовленная вне цилиндра, может заметно отличаться от смеси, сжатой к моменту воспламенения в камере сгорания. Это обстоятельство является главным недостатком способа внешнего смесеобразования, который приводит к дополнительным потерям бензина, к потере устойчивости работы двигателя при изменении его режимов, а также к дополнительным конструктивным сложностям системы приготовления и впуска топливо-воздушной смеси.
Для того чтобы поддерживать состав топливовоздушного заряда близким к стехиометрическому, процессом приготовления топливовоздушной смеси приходится постоянно управлять путем увеличения или уменьшения количества подаваемого в систему смесеобразования бензина. Наиболее качественно это реализуется в современных системах впрыска бензина с электронным управлением электромагнитными форсунками.
ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ И ОТРАБОТАВШИЕ ГАЗЫ
В реальных автомобильных двигателях стехиометрическое соотношение в горючей смеси «бензин-воздух» часто нарушается. Это зависит от реальных режимов и условий работы ДВС. Если бензина в горючей смеси становится больше, то говорят, что смесь обогащена, или богатая. Если меньше — то смесь обедненная, или бедная. Однако в теорию двигателя введен не коэффициент избытка или недостатка бензина, а коэффициент избытка воздуха а (альфа).
Коэффициент а определяется как отношение действительно выгоревшего количества воздуха МдкМ0 — теоретически необходимому при полном сгорании данной порции бензина, т.е. а = Мд/М0. При стехиометрическом соотношении, когда бензин и воздух находятся в смеси в пропорции примерно один к пятнадцати, коэффициент избытка воздуха а (альфа) принимают равным единице, и смесь считают нормальной (Мд= М0). Обогащение или обеднение горючей смеси для бензиновых двигателей допустимо лишь в определенных пределах. Если состав горючей смеси по коэффициенту а выходит за диапазон 0,7 < а < 1,35, то рабочая смесь в классическом ДВС вообще не воспламеняется. Таким образом, указанный диапазон изменения а является граничным рабочим интервалом для обогащения или обеднения горючей смеси.
В указанном интервале для а сгорание рабочей горючей смеси происходит по-разному. Сгорание бедной смеси (а > 1) может привести к неустойчивости процесса сгорания (особенно при а > 1,25). А это в свою очередь приводит к перебоям в работе ДВС за счет пропусков воспламенения на переходных режимах. Наибольшей скорости сгорания рабочей смеси соответствует а = 0,8-0,9.
Но когда выжигается чрезмерно богатая смесь (а < 0,8), появляется вероятность неполного сгорания бензина. Несгоревший бензин частично выбрасывается с отработавшими газами в атмосферу, а частично (в виде тонких пленок) сползает по стенкам цилиндров в масляный картер, что приводит к ускоренному износу деталей двигателя. Кроме того при недостатке кислорода интенсивно образуется угарный газ СО.
Однако при незначительном обогащении или обеднении горючей смеси имеют место положительные эффекты.
Так, обедненная смесь на средних и умеренно увеличенных нагрузках дает заметную экономию топлива. Обогащение смеси на высоких оборотах форсирует двигатель, и он начинает отдавать максимальную мощность.
При рассмотрении работы поршневого ДВС было указано, что после сгорания топливовоздушного заряда в камере сгорания в цилиндре образуется рабочее тело в виде сильно разогретых отработавших газов, которые являются продуктами химической реакции горения.
Исходными компонентами реакции горения являются: кислород 02, азот N2, разнообразные инертные примеси Р„ и водяной пар Н20 (все это составляющие компоненты окружающей атмосферы), а также углерод С и водород Н, два последних компонента — составляющие части бензина.
В результате сгорания исходных компонентов образуются следующие отходные продукты химической реакции горения: окись углерода С02, окислы азота N0X, газообразные инертные примеси Рх, частично несгоревший бензин в виде радикала углеводородных соединений СН, не вступивший в реакцию горения молекулярный кислород 02 и не полностью окисленный углерод в виде угарного газа СО, а также водяной пар Н20 и химически пассивный атмосферный азот N2.
Отходные продукты реакции горения и есть отработавшие выхлопные газы бензинового поршневого двигателя.
Следует также отметить, что в состав отработавших газов могут входить свинцовые соединения, так как они иногда добавляются в бензин с целью повышения его антидетонационных свойств.
Концентрация угарного газа в выхлопных газах современных бензиновых ДВС может достигать 6-8% по объему. Концентрацию СМ и NO„ чаще выражают в миллионных долях (ч/млн) в объеме выхлопных газов.
Главным устройством на двигателе, которое ответственно за процентный состав токсичных веществ в отработавших газах, является система приготовления и канализации рабочей горючей смеси — система топливного питания. Именно под воздействием этой системы в топливовоздушном заряде может изменяться коэффициент избытка воздуха а (альфа), а от неконтролируемого изменения этого коэффициента в значительной степени изменяется концентрация вредных веществ в отработавших газах.
Mitsubishi Pajero Sport: удар по Prado? В редеющем, но популярном у нас сегменте рамных вседорожников появился сильный игрок – легендарный Mitsubishi Pajero Sport третьего поколения, который полностью затмил предшественника. Но хватит ли пр...
Toyota Corolla: юбилею посвящается В честь 50-летнего юбилея своей популярной модели компания Toyota обновила мировой хит под названием Corolla. По традиции рестайлинг подчеркнул преимущества бестселлера. Внешний вид стал более выразит...
Добавить сайт в избранное
.jpg)
