空氣的物理性質:
空氣就是我們周圍的氣體。我們看不到它,也品嘗不到它的味道,但是在刮風的時候,我們就能夠感覺到空氣的流動。
在0攝氏度及壹個標準大氣壓下(1.013×10^5 Pa)空氣密度為1.293g/L 。把氣體在0攝氏度和壹個標準大氣壓下的狀態稱為標準狀態,空氣在標準狀態下可視為理想氣體,其摩爾體積為22.4L/ mol。
空氣的比熱容與溫度有關,溫度為250K時,空氣的定壓比熱容cp=1.003kJ/(kg*K).,300K時,空氣的定壓比熱容cp=1.005kJ/(kg*K)
空氣的狀態:
常溫下的空氣是無色無味的氣體,液態空氣則是壹種易流動的淺黃色液體。壹般當空氣被液化時二氧化碳已經清除掉,因而液態空氣的組成是20.95%氧,78.12%氮和0.93%氬,其它組分含量甚微,可以略而不計。
空氣作為混合氣體,在定壓下冷凝時溫度連續降低,如在標準大氣壓(101.3KPa)下,空氣於81.7K(露點)開始冷凝,溫度降低到78.9K(泡點)時全部轉變為飽和液體。這是由於高沸點組分(氧、氬)開始冷凝較多,而低沸點組分(氮)到過程終了才較多地冷凝。
空氣的成分:
地球的正常空氣成分按體積分數計算是:氮占78.08%,氧占20.95%,氬占0.93%,二氧化碳占0.03%,還有微量的惰性氣體,如氦、氖、氪、氙等。臭氧、氧化氮、二氧化氮
在遠古時代,空氣曾被人們認為是簡單的物質,在1669年梅猷曾根據蠟燭燃燒的實驗,推斷空氣的組成是復雜的。德國史達爾約在1700年提出了壹個普遍的化學理論,就是“燃素學說”。他認為有壹種看不見的所謂的燃素,存在於可燃物質內。例如蠟燭燃燒,燃燒時燃素逸去,蠟燭縮小下塌而化為灰燼,他認為,燃燒失去燃素現象,即:蠟燭-燃素=灰燼。然而燃素學說終究不能解釋自然界變化中的壹些現象,它存在著嚴重的矛盾。第壹是沒有人見過“燃素”的存在;第二金屬燃燒後質量增加,那麽“燃素”就必然有負的質量,這是不可思議的。1774年法國的化學家拉瓦錫提出燃燒的氧化學說,才否定燃素學說。拉瓦錫在進行鉛、汞等金屬的燃燒實驗過程中,發現有壹部分金屬變為有色的粉末,空氣在鐘罩內體積減小了原體積的1/5,剩余的空氣不能支持燃燒,動物在其中會窒息。他把剩下的4/5氣體叫做氮氣(原文意思是不支持生命),在他證明了普利斯特裏和舍勒從氧化汞分解制備出來的氣體是氧氣以後,空氣的組成才確定為氮和氧.
空氣的成分以氮氣、氧氣為主,是長期以來自然界裏各種變化所造成的。在原始的綠色植物出現以前,原始大氣是以壹氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨為主的。在綠色植物出現以後,植物在光合作用中放出的遊離氧,使原始大氣裏的壹氧化碳氧化成為二氧化碳,甲烷氧化成為水蒸氣和二氧化碳,氨氧化成為水蒸氣和氮氣。以後,由於植物的光合作用持續地進行,空氣裏的二氧化碳在植物發生光合作用的過程中被吸收了大部分,並使空氣裏的氧氣越來越多,終於形成了以氮氣和氧氣為主的現代空氣。
空氣是混合物,它的成分是很復雜的。空氣的恒定成分是氮氣、氧氣以及稀有氣體,這些成分所以幾乎不變,主要是自然界各種變化相互補償的結果。空氣的可變成分是二氧化碳和水蒸氣。空氣的不定成分完全因地區而異。例如,在工廠區附近的空氣裏就會因生產項目的不同,而分別含有氨氣、酸蒸氣等。另外,空氣裏還含有極微量的氫、臭氧、氮的氧化物、甲烷等氣體。灰塵是空氣裏或多或少的懸浮雜質。總的來說,空氣的成分壹般是比較固定的。
空氣的分層:
空氣包裹在地球的外面,厚度達到數千千米。這壹層厚厚的空氣被稱為大氣層。大氣層分為幾個不同的層,這幾個氣層其實是相互融合在壹起的。我們生活在最下面的壹層(即對流層)中。在同溫層,空氣要稀薄的多,這裏有壹種叫做“臭氧”(氧氣的壹種)的氣體,它可以吸收太陽光中有害的紫外線。同溫層的上面是電離層,這裏有壹層被稱為離子的帶電微粒。電離層的作用非常重要,它可以將無線電波反射到世界各地。若不考慮水蒸氣、二氧化碳和各種碳氫化合物,則地面至100km高度的空氣平均組成保持恒定值。在25km高空臭氧的含量有所增加。在更高的高空,空氣的組成隨高度而變,且明顯地同每天的時間及太陽活動有關。
“沈重”的空氣:
空氣並非沒有重量——壹桶空氣的重量大約相當於壹本書中兩頁紙的重量。大氣層中的空氣始終給我們以壓力,這種壓力被稱為大氣壓,我們人體每平方厘米上大約要承受壹千克的重量。因為我們體內也有空氣,這種壓力體內外相等,所以,大氣的壓力才不會將我們壓垮。
生命賴以生存的空氣:
由於地球有強大的吸引力,使百分之八十的空氣集中在離地面平均為十五公裏的範圍裏。這壹空氣層對人類生活、生產活動影響很大。人們通常所說的大氣汙染指的是這壹範圍內的空氣汙染。
空氣是地球上的動植物生存的必要條件,動物呼吸、植物光合作用都離不開空氣;大氣層可以使地球上的溫度保持相對穩定,如果沒有大氣層,白天溫度會很高,而夜間溫度會很低;大氣層可以吸收來自太陽的紫外線,保護地球上的生物免受傷害;大氣層可以阻止來自太空的高能粒子過多地進入地球,阻止隕石撞擊地球,因為隕石與大氣摩擦時既可以減速又可以燃燒;風、雲、雨、雪的形成都離不開大氣;聲音的傳播要利用空氣;降落傘、減速傘和飛機也都利用了空氣的作用力;壹些機器要利用壓縮空氣進行工作。
空氣質量:
假如沒有空氣,我們的地球上將是壹片荒蕪的沙漠,沒有壹絲生機。綠色植物利用空氣中的二氧化碳以及陽光和水合成營養物質,在此過程中,氧氣被釋放出來,人類和其他動物呼吸空氣來獲取氧氣,動物還需要氧氣從攝入的食物中獲取能量。
工業的發展,向空氣排放了有害物質,汙染了空氣,使空氣裏增加了有害成分。當空氣裏的有害物質達到壹定濃度後,就會嚴重地損害人類的健康和農作物的生長,破壞了某些物質,又會使人的能見度降低,影響交通安全等等。因此,必須大力防止空氣的汙染。
排放到空氣裏的有害物質,可以分為以下幾類:粉塵類(如炭粒等),金屬塵類(如鐵、鋁等),濕霧類(如油霧、酸霧等),有害氣體類(如壹氧化碳、硫化氫、氮的氧化物等)。從世界範圍來看,排放量較多、危害較大的有害氣體是二氧化硫和壹氧化碳。二氧化硫是煤、石油在燃燒中產生的。壹氧化碳主要是汽車開動時排出的。從全球估計,壹氧化碳的排出量超過二氧化硫的排出量。
根據國家環保局統壹規定,我國空氣質量分為5級。它是將壹系列復雜的空氣監測數據,按壹定方法處理後,算出其空氣汙染指數具體是多少,然後再確定其空氣質量等級。
其具體標準如下:當空氣汙染指數達0—50時為1級;51—100時為2級;101—200時為3級;201—300時為4級;300以上時為5級。其中3級屬於輕度汙染,4級屬於中度汙染,5級則屬於重度汙染了。
空氣濕度與質量
加濕 增加空氣中水分含量的過程。
濕度 單位空氣中水分含量的多少程度。
負離子 空氣中浮遊著許多的帶電細微粒子,我們稱之為"空氣離子″,它有帶正電與負電之區別,而帶負電的空氣離子我們稱之為“負離子”。
相對濕度 通常用於表示濕度的高低,以 %RH 為單位。它反映空氣接近飽和 狀態的能力。濕度越大,表示空氣越接近飽和狀態。相反濕度越小,空氣越幹燥。
超聲霧化原理 利用超聲換能器將電能轉化成機械能的特性,在 170 萬次 / 秒的高頻震蕩作用下,將水霧化成 ≤ 5 μ m 的超微粒子,形成水霧。
超聲波加濕器 將水霧通過風動裝置擴散到空氣中,以增加周圍空氣的濕度的設備。它是目前加濕市場上的主要產品,具有耗電省,噪音低,加濕明顯及產生負氧離子等特點。
霧化式加濕 通過物理的方法把水變成細霧噴射到加濕環境中。具體有機械離心式加濕、水噴霧式加濕、高壓噴霧式加濕、超聲波式加濕等。
蒸發式加濕 把水加熱產生蒸汽,噴射到加濕環境中。分為自產蒸汽加濕和鍋爐或蒸汽管網提供的幹蒸汽式加濕。其中自產蒸汽加濕,又可分為電極式加濕、電熱式加濕、燃氣式的加濕、紅外線式加濕等。
2 、負離子 加濕與健康常識
在日常生活中,幹燥的空氣容易使老人、幼兒等身體抵抗力較弱的人群感染疾病;能夠使流行病(流感等)蔓延;容易產生靜電,導致人身體不適。幹燥的空氣容易使皮膚肌纖維變形、斷裂、形成不可恢復的皺紋;由於,人體的皮膚是由肌纖維組成的,肌纖維是由大量的水溶性膠原蛋白構成的,幹燥會使肌纖維因快速失水而收縮,環境越幹燥,收縮的越快越緊。久而久之,長期處在緊張狀態的肌纖維就可能發生變形斷裂,形成不可恢復的皺紋。這壹常識,已被很多愛美女士所熟知,這也是化妝品市場中保濕型產品備受青睞的原因。但人們忽視了壹點,其實真正改變環境中的幹燥程度、增加室內濕度,保持皮膚的濕潤是最根本、最直接也是最經濟的美容方法。醫學研究表明,在幹燥的環境中,人呼吸系統的抵抗力降低,容易引發或加重呼吸系統的疾病。有研究結果表明,當空氣濕度低於 40%RH 時,鼻部和肺部呼吸道黏膜脫水,彈性降低,黏液分泌減少,黏膜上的纖毛運動減緩,灰塵、細菌等容易附著早黏膜上,刺激喉部引發咳嗽,也容易發生支氣管炎、支氣管哮喘以及呼吸道的其他疾病。在我國北方,每到冬季的供暖季節,人們在室內就感覺到格外的幹燥。人的最適宜濕度在 45%RH —— 65%RH 之間,而冬季供暖期間室內濕度壹般只有 15-20%RH 。所以往往會出現上火,不舒服的感覺。 有壹種方法可以減輕寒冷,幹燥的鼻子和脫水給我們帶來的不適,那就是加濕。室內是我們消磨時間最多的地方。對大多數人來說空氣幹燥實際上是壹個空氣質量問題。幹燥的空氣有助於細菌,病毒和呼吸道刺激性物質的生長,這些物質對敏感人群造成的損傷遠比皮膚幹燥厲害得多。適當的室內濕度可增強機體對室內呼吸系統汙染物和刺激性物質的抵抗力。
3 、 負離子與 空氣凈化 環境
壹 、離子化空氣
離子化空氣廣泛存在於自然界,因它的存在構成了壹門新學科 ---- 電氣侯學。負離子是離子化空氣的重要成分,對人類和生物有著很重要的作用,被人們稱為空氣的維生素和生長素。
大自然的離子化空氣是由雷電、紫外線、宇宙線照射及地殼上放射性元素的輻射,使空氣中的分子電離而產生,或由於瀑布、海浪的沖擊,使水滴分裂,遊離出電子,使空氣帶電,而產生離子化空氣。人工產生離子化空氣過程多采用不均勻電場,電暈放電,以達到空氣分子電離,正電暈下電離時失去電子的原子或分子,成為帶正電的正離子;負電暈下電離時獲得電子的原子或分子,成為帶負電的負離子。用超聲波霧化法、紫外線照射法、高壓水噴霧法等,亦可產生負離子。
離子化空氣無色、無臭、無味,憑感覺器官觸摸不著,易受外電場影響及各種物體隔離或吸收,在超聲波或電場的作用下,所得到的原子或分子都屬於輕負離子,在人類生活環境的空氣中,輕負離於濃度在每立方厘米 1 千個以上為宜。
二 、空氣負離子與人體健康
自壹九三壹年壹位德國醫生發現空氣中負離子、正離子對人體的影響以後,半個多世紀來,壹直為歐、美、蘇、日等國所積極研究的課題。通過對大氣中正、負離子的監測、研究,人們已發現大氣中,空氣離子是支配大氣電場強、弱和構成環境中維持生態平衡的主要因素之壹,從大氣中離子的輕、重比例可以看出環境汙染程度的高低,如輕離子濃度高,環境汙染程度相對低些,反之,汙染程度高,對人體健康影響就大,隨著空間的正、負離子濃度不同,輕重不同,支配著生物的生理狀況也不同,對病理也有不同反應,高濃度的輕負離子,可使人們註意力集中,精神振奮,工作效率提高,對治療呼吸系統、免疫系統、神經系統及造血系統機能等疾病均有輔助療效。在保健上,每天吸入高濃度的輕負離子空氣後,人體肺部吸氧功能可增加 20% ,二氧化碳排出可增加 14.5% ,每天進行半小時“負離子淋浴”,對人的精神、情緒、思維、記憶力等,都有壹定的增強和提高。
近代科學發展,環境科學日益受人關註,人類活動範圍從陸地擴展到太空,地球深處,以及海洋深處;這些地方,人們要進入壹個人造環境,比如在潛艇、字宙飛船、密封的空調室內等特殊環境裏工作,在公***場所的電影院、賓館、飯店、人員擁擠的百貨商店或商場等地方,均要適當增加空氣中的負離子濃度,才能讓人精神振奮、頭腦清醒、情緒穩定,有效的提高工作效率。
三 、空氣負離子與人工環境
通過對大氣中正、負離子的監測、研究,人們還發現在雷雨時、在瀑布、噴泉、海濱等地區,空氣負離子濃度可增至每立方厘米成幹上萬。而在城市、交通繁忙的地區、工業區、人口稠密的地方,則正離子濃度增加,負離子濃度卻只剩下每立方厘米幾十個。離子化空氣對環境汙染有改善作用。在電暈放電中形成的負離子同時生成微量 O 3 ,在空間擴散,對汙染了的空氣有凈化、殺菌作用。此外,離子化空氣抑制黴菌生長,對蛋類、蔬菜、水果等有保鮮作用。對飲用水有殺菌、消毒的特殊作用。
為了改善人們生活、工作的環境空間,我公司開發了多種超聲波負離子霧化設備,通過霧化晶片的 1.7MHZ 高頻超聲諧振,將水拋離水面,使水滴分解而產生自然飄逸的水霧,由於超聲震蕩的作用,水霧中含有大量水負離子。在人口稠密的社區、賓館、飯店、公***場所等地方,使用我公司生產的超聲波霧化設備,可以很好的改善環境空氣質量。如能配以人工植景、盆景園藝、噴泉水池、水族工藝、裝飾工藝等,更可帶來猶如置身於瀑布旁、森林中的美好環境。為我們大家的身體健康,為我們大家的***同環境,讓我們***同努力,創造美好生活環境。
四、據悉,高電壓動態空氣消毒機采用“高電壓、靜電、等離子”殺菌原理,消毒過程為:將高電壓送入三級蜂窩電場,產生等離子饋光,再將循環風送入高壓電場進行碳化(燒掉)。正負離子相擊,將灰塵粉碎到原碳化體積的十萬分之壹,然後通過靜網吸附和活性炭過濾,使室內空氣的潔凈度達萬級以下。整個消毒、除塵過程都在設備內部進行,經消毒的空氣重新排到室內,含菌和灰塵的空氣又進入消毒機內處理;如此循環,可使車間內的空氣始終保持在潔凈狀態。高電壓空氣動態消毒機是壹種先進的消毒設備,以前主要用於對空氣衛生質量要求很高的醫療行業的手術室;近年來,這壹設備也逐步用於壹些大型食品企業的加工和包裝環節。據悉,國內已有蘇州康喜醫療凈化設備有限公司等企業研制和生產多功能高電壓空氣消毒機。
[編輯本段]拉瓦錫測定空氣成分
200多年前法國科學家拉瓦錫用定量試驗的方法測定了空氣成分。
他把少量汞放在密閉容器中加熱12天,發現部分汞變成紅色粉末,同時,空氣體積減少了1/5左右。通過對剩余氣體的研究,他發現這部分氣體不能供給呼吸,也不助燃,他誤認為這全部是氮氣。
拉瓦錫又把加熱生成的紅色粉末收集起來,放在另壹個較小的容器中再加熱,得到汞和氧氣,且氧氣體積恰好等於密閉容器中減少的空氣體積。他把得到的氧氣導入前壹個容器,所得氣體和空氣性質完全相同。
通過實驗,拉瓦錫得出了空氣用氧氣和氮氣組成,氧氣占其中的1/5。
19世紀前,人們認為空氣中僅有氮氣與氧氣。後來陸續發現了壹些稀有氣體。目前,人們已能精確測量空氣成分。
[編輯本段]空氣的組成
氮氣:78%
氧氣:21%
稀有氣體:0.94%
二氧化碳:0.03%
其他:0.03%
空氣是多種氣體的混合物。它的恒定組成部分為氧、等稀有氣體,可變組成部分為二氧化碳和水蒸氣,它們在空氣中的含量隨地球上的位置和溫度不同在很小限度的範圍內會微有變動。至於空氣中的不定組成部分,則隨不同地區變化而有不同,例如,靠近冶金工廠的地方會含有二氧化硫,靠近氯堿工廠的地方會含有氯等等。此外空氣中還有微量的氫、臭氧、氧化二氮、甲烷以及或多或少的塵埃。
實驗證明,空氣中恒定組成部分的含量百分比,在離地面100km高度以內幾乎是不變的。以體積含量計,氧約占20.95%,氮約占78.09%,氬約占0.932%,
壹般說來,空氣的成分是比較固定的。這對於人類和其它動植物的生存是非常重要的。但隨著現代化工業的發展,排放到空氣中的有害氣體和煙塵,改變了空氣的成分,造成了對空氣的汙染。被汙染了的空氣會嚴重地損害人體的健康,影響作物的生長,造成對自然資源以及建築物等的破壞。
排放到空氣中的有害物質,大致可分為粉塵和氣體兩大類。從世界範圍看,排放到空氣中的氣體汙染物較多的是二氧化硫、壹氧化碳、二氧化氮等。這些氣體主要來自礦物燃料(煤和石油)的燃燒和工廠的廢氣。
“空氣”在漢英詞典中的解釋(來源:百度詞典):
1.air
2.(in abstract sense) atmosphere