Hava | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kimlik | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N O CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATC kodu | V03 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kimyasal özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar kütle | 28.965 g / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fiziki ozellikleri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° füzyon | −216,2 ° C ( 1 atm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° kaynama | -194,3 ° C ( 1 atm , 874,0 kg / 3 ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Çözünürlük | 0.0292 hacim / hacim (su, 0 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hacimsel kütle |
1.2 kg / 3 ( 21.1 ° C , 1 atm )
denklem:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Doygun buhar basıncı |
denklem:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritik nokta | -140,6 ° C , 3.771 kPa , 351 kg / m 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termal iletkenlik | 0,023 4 W m −1 K −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termokimya | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C p |
denklem:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Optik özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kırılma indisi | 1.00026825 ( 100 kPa , 450 ppm CO 2 ile kuru hava ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aksi belirtilmedikçe SI ve STP birimleri . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hava bir karışımıdır gazlar oluşturan Dünyanın atmosfere . Normalde renksiz, görünmez ve kokusuzdur.
Yere yakın kuru hava homojen bir gaz karışımıdır. Yaklaşık olarak mol fraksiyonundan veya aşağıdakilerin hacminden oluşur:
Ayrıca içeren izleri arasında 0.000072% dihidrojen (0.72 ppmv ) değil, aynı zamanda ozon , hem de asgari bir varlığı radon . Ayrıca sülfür dioksit , nitrojen oksitler , aerosol formunda ince askıda maddeler , toz ve mikroorganizmalar içerebilir .
Çoğu zaman, Dünya'nın çevresindeki hava, su buharı içerdiği için nemlidir . Yere yakın su buharı miktarı çok değişkendir. İklim koşullarına ve özellikle sıcaklığa bağlıdır. Kısmi havadaki su buharının basıncı, bunun ile sınırlıdır , doymuş buhar basıncı sıcaklığı ile büyük ölçüde değişir:
Hava sıcaklığı | −10 ° C | 0 ° C | 10 ° C | 20 ° C | 30 ° C | 40 ° C |
% su buharı
1013 hPa hava basıncı için |
% 0 ile% 0,2 | % 0 ile% 0,6 | % 0 ila% 1,2 | % 0 -% 2,4 | % 0 ila% 4,2 | % 0 ile% 7,6 |
Havada bulunan su buharı yüzdesi nem oranı ile ölçülür , hava tahminleri için önemli bir unsurdur. Hidrometriyi tanımlayacak birkaç miktar vardır: hava hacmi başına su buharı kütlesine karşılık gelen mutlak nem ; ve doymuş buhar basıncına göre kısmi su buharı basıncının yüzdesi olan bağıl nem .
Karbondioksit seviyesi zamanla değişir. Bir yandan, bu yaklaşık 6.5 yıllık bir değişime uğrar ppmv ( s ection s ar m illion içinde hacim genlik olume). Öte yandan, ortalama yıllık oran yılda 1,2 ila 1,4 ppmv artmaktadır . 384 sırasına göre ppmv orta-2008 (0,0384%), bu 278 oldu ppmv önce sanayi devrimi , 315 ppmv 1958 yılında, 330 ppmv 1974 yılında ve 353 ppmv Bu 1990 yılında sera gazı sera önemli bir rol oynar küresel ısınma gezegenin.
Metan 800: olan oranı artar zaman bir başka gaz önemli sera olup aa 3 / m 3 (0.8 ppmv ) sanayi öncesi dönemde, 1585 mm 3 / m 3 1985, 1663 mm 3 / m 3 , 1992 ve 1.676 mm 3 1996 yılında / m 3 .
Yaklaşık 80 km rakıma kadar kuru havanın bileşimi çok homojendir, havanın bileşimindeki tek önemli değişiklik su buharı içeriğidir.
|
|
Kütle oranları, hava mol kütlesi bölü kabul gazının molar kütle oranı ile hacim oranlarını çarpılarak değerlendirilebilir yani 28,976 gr mol -1 , CO olması durumunda, örneğin 2. Bu oran, 44 / 28.976 = 1.5185'e eşit olduğu için ihmal edilebilir değildir, dolayısıyla CO 2'nin kütle içeriğiHavada eşit 415 x 1,5185 = 630 PPMM .
Hava, sıkıştırılabilir gaz olduğu için, onun yoğunluğu (de kg / 3 ), basınç, sıcaklık ve nem bir fonksiyonudur.
Normal atmosfer basıncında ( 1013,25 hPa ) kuru hava için :
Genel olarak alır 1.293 kg / 3 bulundunuz 0 ° C'de ve 1.204 kg / 3 bulundunuz 20 ° C .
Bu (genelleştirilmiş ideal gaz formül : olarak) ile ( T içinde Kelvin ve P olarak paskal SI kurallarına göre). Bir sıcaklık için İçeride ISTV melerin RWMAIWi'nin santigrat derece olarak, sıcaklık , T Kelvin 'de 273,15 eklenmesi ile elde edilir İçeride ISTV melerin RWMAIWi'nin : T (K) = θ (° C) ile 273,15 .
Küresel ısınma potansiyeli (in GWP İngilizce : GWP: Küresel Isınma Potansiyeli ) veya eşdeğeri CO 2her bir sera gazının “zararlılığını” ölçmeyi mümkün kılar .
Aşağıdaki tablo, havada bulunan ana sera gazları için GWP'nin değerini vermektedir:
PRG | 1 (referans) | 8 | 23 | 310 | 1.300'den 1.400'e | 6.200 ile 7.100 arası | 6500 | 22.800 |
gaz | karbon dioksit | su buharı | metan | nitröz oksit (N 2 O) | klorodiflorometan (HCFC) | diklorodiflorometan (CFC) | karbon tetraflorür (CF 4 ) | sülfür heksaflorür (SF 6 ). |
"Standart koşullarda" havanın kırılma indisi için ifade şu şekildedir :
ile burada bir dalga boyu nanometre (nm) olarak ifade burada mikrometre dalga boyu karşılığıdır.Bu% 0.03 ile kuru hava için karbon dioksit arasında bir basınçta, 101,325 Pa (cıva 760 milimetre) arasında bir basınçta ve 288,15 Kelvin ( 15 ° C ).
Aşağıdaki iki ifadeden birini kullanarak farklı bir sıcaklık veya basınç için n elde edebiliriz :
ile:
veya:
ile:
Frank M. White tarafından yayınlanan tablolardan, Heat and Mass transfer , Addison-Wesley, 1988.
ile:
T | ρ | μ | ν | C p | λ | -de | Pr |
---|---|---|---|---|---|---|---|
K | kg m −3 | kg m −1 s −1 | m 2 s −1 | J kg −1 K −1 | W m −1 K −1 | m 2 s −1 | - |
250 | 1.413 | 1,60 × 10 −5 | 0,949 × 10 −5 | 1.005 | 0,0223 | 1,32 × 10 −5 | 0.722 |
300 | 1.177 | 1,85 × 10 −5 | 1,57 × 10 −5 | 1.006 | 0,0262 | 2,22 × 10 −5 | 0.708 |
350 | 0,998 | 2,08 × 10 −5 | 2,08 × 10 −5 | 1.009 | 0.0300 | 2,98 × 10 −5 | 0.697 |
400 | 0.883 | 2,29 × 10 −5 | 2,59 × 10 −5 | 1.014 | 0.0337 | 3,76 × 10 −5 | 0.689 |
450 | 0.783 | 2,48 × 10 −5 | 2,89 × 10 −5 | 1.021 | 0,0371 | 4,22 × 10 −5 | 0.683 |
500 | 0.705 | 2,67 × 10 −5 | 3,69 × 10 −5 | 1.030 | 0,0404 | 5,57 × 10 −5 | 0.680 |
550 | 0.642 | 2,85 × 10 −5 | 4,43 × 10 −5 | 1.039 | 0,0436 | 6,53 × 10 −5 | 0.680 |
600 | 0.588 | 3,02 × 10 −5 | 5,13 × 10 −5 | 1.055 | 0,0466 | 7,51 × 10 −5 | 0.680 |
650 | 0.543 | 3,18 × 10 −5 | 5,85 × 10 −5 | 1.063 | 0.0495 | 8,58 × 10 −5 | 0.682 |
700 | 0.503 | 3,33 × 10 −5 | 6,63 × 10 −5 | 1.075 | 0.0523 | 9,67 × 10 −5 | 0.684 |
750 | 0.471 | 3,48 × 10 −5 | 7,39 × 10 −5 | 1.086 | 0,0551 | 10,8 × 10 −5 | 0.686 |
800 | 0.441 | 3,63 × 10 −5 | 8,23 × 10 −5 | 1.098 | 0.0578 | 12,0 × 10 −5 | 0.689 |
850 | 0.415 | 3,77 × 10 −5 | 9,07 × 10 −5 | 1 110 | 0.0603 | 13.1 × 10 −5 | 0.692 |
900 | 0.392 | 3,90 × 10 −5 | 9,93 × 10 −5 | 1.121 | 0,0628 | 14,3 × 10 −5 | 0.696 |
950 | 0.372 | 4,02 × 10 −5 | 10,8 × 10 −5 | 1.132 | 0,0653 | 15,5 × 10 −5 | 0.699 |
1000 | 0.352 | 4,15 × 10 −5 | 11,8 × 10 −5 | 1.142 | 0,0675 | 16,8 × 10 −5 | 0.702 |
1.100 | 0.320 | 4,40 × 10 −5 | 13,7 × 10 −5 | 1.161 | 0.0723 | 19,5 × 10 −5 | 0.706 |
1.200 | 0.295 | 4,63 × 10 −5 | 15,7 × 10 −5 | 1.179 | 0,0763 | 22.0 × 10 −5 | 0.714 |
1.300 | 0.271 | 4,85 × 10 −5 | 17,9 × 10 −5 | 1.197 | 0.0803 | 24,8 × 10 −5 | 0.722 |
100 K ile 1600 K arasındaki bir sıcaklık için geçerli olan havanın sıcaklık ve ısıl iletkenliği arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:
veya:
Havanın dinamik viskozitesi ile sıcaklık arasındaki ilişki:
veya:
Havanın kinematik viskozitesi ile sıcaklık arasındaki ilişki:
veya:
WPI (en) bilgisine göre , havanın özgül ısısı ile sıcaklık arasındaki ilişki şu şekildedir:
veya:
Nedeniyle düşüşe hava basıncı ile irtifada , bunun kabin basınç gereklidir uçaklar ve diğer uçakların . Uygulamada, kabinlere uygulanan basınç, zemin seviyesindeki basınçtan daha az olmasına rağmen, dış basınçtan daha büyüktür.
Basınçlı hava , aynı zamanda kullanılan tüplü dalış .
Hava, yeterince soğutulduğunda, sonunda sıvı hale sonra da katı hale geçen farklı gazlardan oluşur . Örneğin, oksijen -218 ° C'de katı hale gelir , nitrojen -195 ° C'de sıvılaşır . -270 ° C (yaklaşık 3 K ) sıcaklıkta, helyum dışındaki tüm gazlar katı hale gelir ve "donmuş hava" elde ederiz.
Hava, bir bileşiğin yalnızca gaz halinde var olabileceği teorik sınırları belirleyen kritik basınçlar ve sıcaklıklar bilinmeden önce sıvılaştırılamaz. Hava bir karışım olduğu için, bu değerlerin kesin bir anlamı yoktur, ancak aslında -140 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta hava artık sıvılaştırılamaz.
Hava bileşenlerinin kaynama sıcaklığı
Soyadı | Formül | Sıcaklık |
---|---|---|
Dinitrojen | 2 numara | −195.79 ° C , sıvı nitrojen |
Dioksijen | O 2 | −183 ° C , sıvı oksijen |
Argon | Ar | -185.85 ° C |
Karbon dioksit | CO 2 | -56.6 ° C de 5.12 atm |
Neon | Doğmuş | -246.053 ° C |
Helyum | Hey | −268.93 ° C , sıvı helyum |
Nitrojen monoksit | HAYIR | -151.8 ° C |
Kripton | Kr | -154.34 ° C |
Metan | CH 4 | -161,52 ° C |
Dihidrojen | H 2 | -252.76 ° C , sıvı hidrojen |
Azot oksit | N 2 O | −88.5 ° C |
Xenon | Xe | -108.09 ° C |
Nitrojen dioksit | NO 2 | 21.2 ° C |
Ozon | O 3 | -111.9 ° C |
Radon | Rn | 61.7 ° C |
Sıvı hava, ilk damla hemen hemen eş zamanlı olarak elde edildi Louis Paul Cailletet ve Raoul-Pierre Pictet içinde 1877 300 ve 1 atmosfer arasındaki ani genişlemesi.
In 1894 , Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes ilk sıvı hava kurulumunu geliştirdi. Önümüzdeki 40 yıl boyunca, Fransa, İngiltere, Almanya ve Rusya'daki araştırmacılar bu süreçte birçok iyileştirme yaptı.
Sir James Dewar ilk sıvılaştırılmış hidrojen içinde 1898 ve Heike Kamerlingh Onnes helyum içinde, sıvılaştırılması için en zor gaz 1908 .
Bağımsız Carl von Linde , Georges Claude geliştirilen 1902 bir endüstriyel süreç havası sıvılaştırılması için.