Hustota vzduchu

V každodenním životě, pár lidí si myslí o tom, co je hustota vzduchu, a jaký význam tato hodnota se obvykle pohybuje v existenci všeho, co existuje na planetě. Mezitím, každý den vidíme létání letadla, stoupající pták, létat nahoru a padají předměty a neodráží na tom, že je parametr hustota vzduchu určuje přítomnost těchto jevů.

Často, když odpočíváme na různých místech, říkáme, že na jednom místě byl vlhký vzduch a v druhém suchý. V takovém případě s tím, že v prvním případě se snadno pohybovat, dýchat, a ve druhém jste zažil závažnost pohybu, nepohodlí, které neměly nastat při pobytu v normálním klimatickém prostředí pro vás. V této době jsme se zapomenout, co nám bylo řečeno jiného učitele při vyučování ve škole při výuce fyziky - vlhký vzduch má hustotu menší než je vzduch suchý, a v důsledku toho jeho hmotnost je menší než na suchu.

Na první pohled to vypadá paradoxně, když vezmeme v úvahu naše smyslové vjemy, které jsme diskutovali výše. Jak může být vzduch, ke kterému se přidává voda ve formě páry, snadnější než voda, která neobsahuje vodu?

Ale je to opravdu tak, a odpověď na tuto paradoxní otázku na první pohled vědci již dlouho vědí.

Poprvé hypotéza, že hustota vlhkého vzduchu je nižší než hustota suchého vzduchu, byla vyjádřena velkým Isaac Newton v jeho slavné knize "Optika", která byla vydána v Londýně v roce 1717. Nicméně hypotéza velkého Angličana nemohla uspět - až do osmnáctého století vědci to prostě nepřijímali, ale ani neměli zvláštní zájem o tuto záležitost.

Abychom se nějak přiblížili porozumění problému - proč hustota vzduchu závisí na jeho vlhkosti - měli bychom si pamatovat několik známých přírodních zákonů.

Například na začátku minulého století Amedeo Avogadro známý italský fyzik zjištěno, že bez ohledu na druh plynu, v případě, že se pevný objem, pak se při stejné teplotě a stejný tlak, počet molekul v plynu bude konstantní. Tato hodnota, a později přijala jméno konstantní Avogadro, také stal se známý jako zákon objevil pro plyny.

Jak se tento zákon projevuje, jak hustota vzduchu závisí na teplotě, tlaku a vlhkosti, lze vidět na poměrně jednoduchém příkladu.

Typicky, suché čisté (v chemickém slova smyslu) vzduchu, obsahuje ve svém složení přibližně 78% molekul dusíku, atomová hmotnost každé z těchto molekul je 28. V složení vzduchu dalších 21% patří k molekulám kyslíku, jejichž atomová hmotnost molekul je 32. Jedno procento složení vzduchu spadá na některé další plyny, které jsou v něm přítomny, ale pro náš výpočet se tato hodnota bude považovat za nevýznamnou.

Molekula plynu, jak je dobře známa, má schopnost volného úniku z nádrže, ve které je plyn umístěn. Tak Avogadro založil následující pravidlo: jestliže náš objem suchého plynu obsahujícího, jak jsme se dohodli, že molekuly dusíku a kyslíku, přidat molekuly vody, pak udělají náš vzduch je méně hustý. Důvod je velmi jednoduchý - molekuly vody mají atomová hmotnost menší než molekulárního dusíku a vodíku, se rovná 18. Vzhledem k tomu, počet molekul v daném množství plynu musí být konstantní, molekuly vody jen nahradil molekuly dusíku a kyslíku ve vzduchu a nahradil je sami. Tímto způsobem je hustota vlhkosti vzduchu nižší než hustota suchého vzduchu.

V tomto příkladu je však jeden rozpor. Skládá se ze skutečnosti, že jakýkoli filistin může vykřiknout, jak to může být, pokud je hustota vody vyšší než hustota vzduchu. Odpověď je také jednoduchá: ve vzduchu je přítomna voda ve formě páry, která je lehčí než dusík a kyslík, a proto se všechny zákonitosti odvozené od brilantního Avogadra rozšířily do takové "vody".

Je důležité si uvědomit, že hustota vzduchu závisí více na teplotě a tlaku než na vlhkosti. Proto vlhký vzduch má nižší hustotu než suchý vzduch, pouze pokud jsou zachovány stejné hodnoty teploty a tlaku.