Содержание
- Наличие Воздуха
- Первая атмосфера Земли
- Вторая Атмосфера Земли
- Третья (и текущая) атмосфера Земли
- Жизнь в океане воздуха
- Воздух (почти) везде
Жизнь на Земле плавает на дне океана воздуха. Посетители из других частей Солнечной системы не смогут найти атмосферу Земли привлекательной. Даже самые ранние формы жизни на Земле могли бы считать, что текущая масса воздуха Земли токсична. Все же жители Земли процветают в этой уникальной азотно-кислородной смеси, которую люди называют воздухом.
Наличие Воздуха
Существование воздуха на Земле, как и атмосферы других планет, началось еще до образования планеты. Текущая атмосфера Земли развивалась в результате последовательности событий, которые начались с объединяющаяся солнечная система.
Первая атмосфера Земли
Первая атмосфера Земли, как пыль и камни, образующие раннюю Землю, соединились, когда сформировалась солнечная система. Эта первая атмосфера была тонким слоем водород и гелий который сдулся от хаоса горячих камней, которые в конечном итоге стали Землей. Эта временная атмосфера водорода и гелия произошла от остатков газообразного шара, который стал солнцем.
Вторая Атмосфера Земли
Горячая масса камня, которая стала Землей, долго остывала. Вулканы пузырились и выпускали газы из недр Земли в течение миллионов лет. Доминирующие выделяемые газы состояли из углекислого газа, водяного пара, сероводорода и аммиака. Со временем эти газы накапливались, образуя на Земле вторую атмосферу. После примерно 500 миллионов лет, Земля достаточно остыла, чтобы вода начала накапливаться, еще больше охлаждая Землю и в конечном итоге образуя первый океан Земли.
Третья (и текущая) атмосфера Земли
Первые узнаваемые окаменелости Земли, микроскопические бактерии, датируются приблизительно 3,8 миллиардами лет. 2,7 миллиарда лет назад цианобактерии заселили мировые океаны. Цианобактерии выпущенный кислород в атмосферу через процесс фотосинтеза. Поскольку кислород в атмосфере увеличился, углекислый газ уменьшился, потребляемый фотосинтетическими цианобактериями.
В то же время солнечный свет вызывал распад атмосферного аммиака на азот и водород. Большая часть водорода легче воздуха поднималась вверх и в конце концов уходила в космос. Азот, однако, постепенно накапливается в атмосфере.
Около 2,4 миллиарда лет назад увеличение содержания азота и кислорода в атмосфере привело к переходу от ранней восстановительной атмосферы к современной окислительная атмосфера, Текущая атмосфера, состоящая из 78 процентов азота, 21 процента кислорода, 0,9 процента аргона, 0,03 процента углекислого газа и небольшого количества других газов, остается относительно стабильной благодаря фотосинтезу растений и бактерий, уравновешенных дыханием животных.
Жизнь в океане воздуха
Большая часть земной погоды и жизни происходят в тропосфере, атмосферном слое, ближайшем к поверхности Земли. На уровне моря сила давления воздуха равна 14,70 фунтов на квадратный дюйм (Фунтов на квадратный дюйм). Эта сила исходит от массы всего столба воздуха над каждым квадратным дюймом поверхности. Так откуда же воздух в машине? Поскольку автомобили не являются воздухонепроницаемыми контейнерами, сила воздуха над и вокруг автомобиля выталкивает воздух в автомобиль.
Но откуда воздух в самолете? Самолеты более герметичны, чем автомобили, но не полностью герметичны. Сила воздуха над и вокруг самолета наполняет самолет воздухом. К сожалению, современные самолеты курсируют на высоте 30 000 футов или выше, где воздух слишком разрежен, чтобы люди могли дышать.
Повышение давления воздуха в салоне до выживаемого давления требует перенаправления части воздуха из двигателей самолетов. Воздух, сжатый и нагретый двигателями, проходит через ряд охладителей, вентиляторов и коллекторов, а затем добавляется в воздух в кабине самолета. Датчики давления открывают и закрывают выпускной клапан для поддержания давления воздуха в кабине от 5000 до 8000 футов над уровнем моря.
Поддержание более высокого давления воздуха на больших высотах требует увеличения прочности конструкции корпуса самолета. Чем больше разница между давлением воздуха внутри и снаружи, тем сильнее требуется наружная оболочка. В то время как давление на уровне моря возможно, давление эквивалентно 7000 футов над уровнем моря, около 11 фунтов на квадратный дюйм, часто используется в кабинах самолетов. Это давление удобно для большинства людей при уменьшении массы самолета.
Воздух (почти) везде
Так откуда же воздух в кипящей воде? Проще говоря, ответ растворенный воздух. Количество растворенного в воде воздуха зависит от температуры и давления. При повышении температуры количество воздуха, которое может быть растворено в воде, уменьшается. Когда вода достигает температуры кипения 212 ° F (100 ° C), растворенный воздух выходит из раствора. Поскольку воздух менее плотный, чем вода, пузырьки воздуха поднимаются на поверхность.
И наоборот, количество воздуха, которое может быть растворено в воде, увеличивается с увеличением давления. Температура кипения воды уменьшается с повышением, потому что давление воздуха уменьшается. Использование крышки увеличивает давление на поверхность воды, повышая температуру кипения. Влияние более низкого давления на температуру кипения требует корректировки рецепта при приготовлении пищи на больших высотах.