Sadržaj
- Postojanje zraka
- Zemlje prva atmosfera
- Zemlje Druga atmosfera
- Zemlje treća (i trenutna) atmosfera
- Živjeti u oceanu zraka
- Zrak, (Skoro) svugdje
Život na Zemlji pliva na dnu oceana zraka. Posjetitelji iz drugih dijelova Sunčevog sustava ne bi otkrili da je atmosfera Zemlje primamljiva. Čak bi i najraniji životni oblici Zemlje smatrali toksičnim za Zemlju trenutnu zračnu masu otrovnom. Ipak stanovnici Zemlje uspijevaju u ovoj jedinstvenoj smjesi dušika i kisika koju ljudi nazivaju zrak.
Postojanje zraka
Postojanje zraka na Zemlji, poput atmosfere drugih planeta, započelo je prije nego što se planet uopće formirao. Zemaljska trenutna atmosfera razvila se nizom događaja koji su započeli sa Zemljom koalescirajući sunčev sustav.
Zemlje prva atmosfera
Zemljina prva atmosfera, poput prašine i stijena koje su oblikovale ranu Zemlju, nastala su zajedno kako se formirao Sunčev sustav. Ta prva atmosfera bila je tanak sloj vodik i helij koji je puhao iz kaosa vrućih stijena koji bi s vremenom mogao postati Zemlja. Ta privremena atmosfera vodika i helija nastala je od ostataka plinovite kugle koja je postala sunce.
Zemlje Druga atmosfera
Vruća masa stijena koja je postala Zemlja zahtijevala je dugo vremena. Vulkani su tisućama godina mjehurili i puštali plinove iz Zemljine unutrašnjosti. Dominantni plinovi koji se oslobađaju sastojali su se od ugljičnog dioksida, vodene pare, sumporovodika i amonijaka. Vremenom su se ti plinovi akumulirali da tvore Zemlju drugu atmosferu. Nakon otprilike 500 milijuna godina, Zemlja se dovoljno ohladila da se voda počne nakupljati, dodatno hladeći Zemlju i na kraju formiraći Zemlju prvi ocean.
Zemlje treća (i trenutna) atmosfera
Zemlji prvi prepoznatljivi fosili, mikroskopske bakterije, datiraju otprilike 3,8 milijardi godina. Prije 2,7 milijardi godina, cijanobakterije su naseljavale svjetske oceane. cijanobakterije oslobodio kisik u atmosferu kroz proces fotosinteze. Kako se kisik u atmosferi povećavao, smanjivao se i ugljični dioksid koji su potrošili fotosintetske cijanobakterije.
Istovremeno, sunčeva svjetlost uzrokovala je propadanje atmosferskog amonijaka u dušik i vodik. Većina vodika lakšeg od zraka plutala je prema gore i na kraju pobjegla u svemir. Dušik se, međutim, postupno nakuplja u atmosferi.
Prije otprilike 2,4 milijarde godina, sve veće količine dušika i kisika u atmosferi dovele su do prelaska s rane reducirajuće atmosfere na modernu oksidirajuća atmosfera, Trenutna atmosfera od 78 posto dušika, 21 posto kisika, 0,9 posto argona, 0,03 posto ugljičnog dioksida i malih količina drugih plinova ostaje relativno stabilna zbog fotosinteze biljaka i bakterija uravnoteženih disanjem životinja.
Živjeti u oceanu zraka
Većina Zemlje vrijeme i život odvijaju se u troposferi, atmosferskom sloju koji je najbliži površini Zemlje. Na razini mora sila tlaka zraka je jednaka 14,70 funti po kvadratnom inču (Psi). Ta sila dolazi od mase cijelog stupca zraka iznad svakog kvadratnog inča površine. Pa odakle dolazi zrak u automobilu? Budući da automobili nisu hermetički zatvoreni, sila zraka iznad i oko automobila gura zrak u automobil.
Ali odakle zrak dolazi u avionu? Zrakoplovi su više nepropusni za vozila, ali ne i potpuno nepropusni za zrak. Sila zraka iznad i oko nje ispunjava ravninu zrakom. Nažalost, moderni avioni krstare na ili iznad 30 000 stopa, gdje je zrak suviše tank da bi ljudi mogli disati.
Povećanje tlaka zraka u kabini na preživivi tlak zahtijeva preusmjeravanje dijela zraka iz motora aviona. Zračenje zraka koje motor sakuplja i zagrijava kreće se kroz niz hladnjaka, ventilatora i razdjelnika prije nego što se doda u zrak u kabini aviona. Senzori tlaka otvaraju i zatvaraju odvodni ventil za održavanje tlaka zraka u kabini između 5.000 i 8.000 stopa nadmorske visine.
Održavanje većeg tlaka zraka na većim visinama zahtijeva povećanje konstrukcijske čvrstoće ljuske aviona. Što je veća razlika između tlaka unutarnjeg zraka i vanjskog tlaka zraka, jača je vanjska školjka potrebna. Iako je moguć pritisak na razini mora, tlak ekvivalentan 7000 stopa iznad razine mora, približno 11 psi, često se koristi u kabinama za avione. Taj je pritisak ugodan za većinu ljudi uz smanjenje mase aviona.
Zrak, (Skoro) svugdje
Pa odakle dolazi zrak u kipućoj vodi? Jednostavno rečeno, odgovor je: rastvoreni zrak. Količina zraka otopljenog u vodi ovisi o temperaturi i tlaku. Kako temperatura raste, količina zraka koja se može otopiti u vodi smanjuje se. Kad voda dostigne temperaturu ključanja, 100 ° C od 212 ° F, iz otopine izlazi otopljeni zrak. Kako je zrak manje gust od vode, mjehurići zraka izdižu se na površinu.
Suprotno tome, količina zraka koji se može otopiti u vodi povećava se s povećanjem tlaka. Vrelište vode smanjuje se s visinom jer se tlak zraka smanjuje. Korištenje poklopca povećava pritisak na površini vode, povećavajući temperaturu vrenja. Učinak nižeg tlaka na temperature ključanja zahtijeva prilagodbu recepta prilikom kuhanja na većim visinama.