תוֹכֶן
- קיום האוויר
- האווירה הראשונה של כדור הארץ
- Earths Atmosphere Second
- כדור הארץ השלישי (והעכשווי) האווירה
- לחיות באוקיינוס של אוויר
- אוויר, (כמעט) בכל מקום
החיים על כדור הארץ שוחים בקרקעית אוקיינוס אוויר. מבקרים ממקומות אחרים במערכת השמש לא היו מוצאים את האטמוספירה של כדור הארץ מזמינה. אפילו צורות חיים קדומות ביותר של כדור הארץ ימצאו כמסת האוויר הנוכחית של כדור הארץ רעילה. עם זאת, תושבי כדור הארץ משגשגים בתערובת ייחודית זו של חנקן וחמצן שבני אדם מכנים אוויר.
קיום האוויר
קיומו של אוויר על פני כדור הארץ, כמו אטמוספרות של כוכבי לכת אחרים, החל עוד לפני שהכוכב לא התגבש. האטמוספרה הנוכחית של כדור הארץ התפתחה באמצעות רצף אירועים שהתחיל עם מערכת סולארית מתלכדת.
האווירה הראשונה של כדור הארץ
האטמוספירה הראשונה של כדור הארץ, כמו האבק והסלעים היוצרים את כדור הארץ הקדום, התאגדו עם התהוות מערכת השמש. האווירה הראשונה ההיא הייתה שכבה דקה של מימן והליום שהתפוצץ מכאוס הסלעים החמים שבסופו של דבר יהפוך לכדור הארץ. אטמוספירת המימן והליום הזמנית הזו הגיעה משרידי הכדור הגזי שהפך לשמש.
Earths Atmosphere Second
מסת הסלע החמה שהפכה לכדור הארץ לקח זמן רב להתקרר. הרי געש מבעבעים ושחררו גזים מפני כדור הארץ במשך מיליוני שנים. הגזים הדומיננטיים ששוחררו כללו פחמן דו חמצני, אדי מים, מימן גופרתי ואמוניה. עם הזמן גזים אלה הצטברו ליצירת האטמוספירה השנייה של כדור הארץ. אחרי בערך 500 מיליון שנים, כדור הארץ התקרר דיו כדי שהמים יתחילו להצטבר, עוד יותר קיררו את כדור הארץ ובסופו של דבר היוו את האוקיאנוס הראשון של כדור הארץ.
כדור הארץ השלישי (והעכשווי) האווירה
מאובנים מזוהים עם כדור הארץ לראשונה, חיידקים מיקרוסקופיים, מתוארכים כ -3.8 מיליארד שנים. לפני 2.7 מיליארד שנה איכלסו ציאנובקטריה את האוקיינוסים בעולמות. ציאנו-בקטריה שחרר חמצן לאווירה דרך תהליך הפוטוסינתזה. ככל שהחמצן באטמוספירה התגבר, פחתת הפחמן הדו-חמצני נצרך על ידי הציאנובקטריות הפוטוסינתטיות.
במקביל, אור השמש גרם לאבק האמוניה האטמוספירה לחנקן ומימן. מרבית המימן הקל יותר מהאוויר צף כלפי מעלה ובסופו של דבר נמלט לחלל. חנקן, לעומת זאת, הצטבר בהדרגה באטמוספירה.
לפני כ -2.4 מיליארד שנה, הגידול בחנקן והחמצן באטמוספירה הוביל למעבר מהאטמוספירה המוקדמת למודרנית אווירה מחמצנת. האטמוספרה הנוכחית של 78 אחוז חנקן, 21 אחוז חמצן, 0.9 אחוז ארגון, 0.03 אחוז פחמן דו חמצני וכמויות קטנות של גזים אחרים נותרה יציבה יחסית בגלל פוטוסינתזה של צמחים וחיידקים המאוזנים על ידי נשימה של בעלי חיים.
לחיות באוקיינוס של אוויר
מרבית מזג האוויר והחיים של כדור הארץ מתרחשים בטרופוספרה, השכבה האטמוספרית הקרובה ביותר לפני השטח של כדור הארץ. בגובה הים כוח לחץ האוויר שווה 14.70 פאונד לאינץ 'מרובע (psi). כוח זה מגיע ממסת עמוד האוויר כולו מעל כל סנטימטר רבוע של משטח. אז מאיפה אוויר בא במכונית? מכיוון שמכוניות אינן מכולות אטומות אוויריות, כוח האוויר מעל המכונית וסובב אותה דוחף אוויר לרכב.
אבל מאיפה אוויר בא במטוס? מטוסים אטומים יותר למכוניות, אך אינם אטומים לחלוטין. כוח האוויר מעל המטוס וסביבתו ממלא את המטוס באוויר. למרבה הצער, מטוסים מודרניים משייטים בגובה 30,000 רגל או יותר מהם, כאשר האוויר דליל מכדי שאדם יכול לנשום.
הגדלת לחץ האוויר בתא ללחץ שרוד מצריכה הפניית חלק מהאוויר ממנועי המטוסים. אוויר דחוס ומחומם על ידי המנועים עובר בסדרת צידניות, מאווררים ו סעפות לפני שהוא מתווסף לאוויר בתא המטוסים. חיישני לחץ פותחים וסוגרים שסתום יצוא לשמירה על לחץ אוויר בתא בין 5,000 ל 8,000 רגל מעל פני הים.
שמירה על לחץ אוויר גדול יותר בגבהים גבוהים מחייבת הגדלת חוזקם המבני של מעטפת המטוסים. ככל שההבדל בין לחץ האוויר הפנימי ולחץ האוויר החיצוני גדול יותר, כך נדרשת המעטפת החיצונית חזקה יותר. אמנם לחץ מפלס הים אפשרי, אך הלחץ שווה ערך ל -7,000 רגל מעל פני הים, בערך 11 psi, משמש לרוב בתאי מטוסים. לחץ זה נוח לרוב האנשים תוך הפחתת מסת המטוס.
אוויר, (כמעט) בכל מקום
אז מאיפה בא אוויר במים רותחים? התשובה, במילים פשוטות, היא אוויר מומס. כמות האוויר המומס במים תלויה בטמפרטורה ולחץ. עם עליית הטמפרטורה, כמות האוויר שניתן להמיס במים פוחתת. כאשר מים מגיעים לטמפרטורת הרתיחה, 100 מעלות צלזיוס, האוויר המומס יוצא מהפתרון. מכיוון שאוויר פחות צפוף ממים, בועות האוויר עולות לפני השטח.
לעומת זאת, כמות האוויר שניתן להמיס במים עולה ככל שהלחץ עולה. נקודת הרתיחה של המים יורדת עם העלייה מכיוון שלחץ האוויר יורד. שימוש במכסה מעלה את הלחץ על פני המים, מעלה את טמפרטורת הרתיחה. ההשפעה של לחץ נמוך יותר על טמפרטורות הרתיחה מחייבת התאמות של מתכונים בעת בישול בגובה גבוה יותר.