Powietrze atmosferyczne (łac. āēr) – mieszanina gazów i aerozoli, stanowiąca zewnętrzną powłokę Ziemi. Pojęcie jest stosowane przede wszystkim w odniesieniu do tej części powłoki gazowej, której chemiczny skład jest wyrównany wskutek cyrkulacji gazów w troposferze (zob. homosfera, warstwa o grubości do 100 km), bywa jednak odnoszone również do wszystkich sfer ziemskiej atmosfery, o różnym składzie chemicznym i właściwościach fizycznych[1][2].
Spis treści |
Powietrze jest bezbarwne, bez smaku, słabo rozpuszczalne w wodzie. Skroplone powietrze jest bladoniebieskie. Gęstość powietrza zależy od ciśnienia, temperatury oraz składu; dla suchego powietrza, przy ciśnieniu atmosferycznym, na poziomie morza, w temperaturze 20 °C wynosi 1,2 kg/m³. Temperatura topnienia zestalonego powietrza wynosi około −213 °C, a temperatura wrzenia około −191 °C.
Skład mieszaniny gazów, występujących w najniższej części ziemskiej atmosfery, zmieniał się w historii Ziemi w bardzo szerokim zakresie. Atmosfera zawierająca tlen („trzecia atmosfera” w ewolucji Ziemi, „powietrze”) powstawała stopniowo, po osiągnięciu ewolucyjnego sukcesu przez organizmy fotosyntetyzujące. W kolejnych epokach geologicznych stężenia głównych składników powietrza wahały się, co bywało zarówno skutkiem, jak i przyczyną zmian klimatu (sprzężenia zwrotne)[3]. Współcześnie zawartość głównych składników powietrza zmienia się w niewielkim stopniu – zwane są one składnikami stałymi; zawartość niektórych składników zmienia się – zwane są one składnikami zmiennymi.
| Składnik | % | ppm |
|---|---|---|
| azot | 78,084 | 780 840 |
| tlen | 20,946 | 209 460 |
| argon | 0,934 | 9340 |
| para wodna | 4,0 - 0,5 | 40000 - 5000 |
| dwutlenek węgla | 0,0360 | 360 |
| neon | 0,00181 | 18,18 |
| hel | 0,00052 | 5,24 |
| metan | 0,00017 | 1,70 |
| krypton | 0,00011 | 1,14 |
| wodór | 0,00005 | 0,50 |
| ksenon | 0,000008 | 0,087 |
Zawartość pary wodnej i dwutlenku węgla ulega zmianom w zależności od czasu oraz miejsca na powierzchni Ziemi.
Składniki zmienne:
Zawiesiny
Suche powietrze ma średnią masę molową 28,84 g/mol.
Powietrze zawiera różną, zależną od warunków otoczenia, ilość pary wodnej. Zawartość pary wodnej w powietrzu jest zależna od wielu czynników i zmienia się w zakresie 0–4%.
Do oceny stopnia wilgotności powietrza stosuje się dwie wielkości:
Sprężone powietrze wykorzystywane jest jako nośnik energii. W pneumatyce przygotowanie sprężonego powietrza, realizowane w specjalnych urządzeniach (elementach), polega na:
Powietrze oczyszczone powinno charakteryzować się:
Aby zapewnić prawidłową pracę urządzeń pneumatycznych, należy tak osuszać zasilające je powietrze, żeby jego wilgotność względna w najniższej temperaturze pracy nie przekroczyła 80%. Powietrze opuszczające stację kompresorową ma zwykle temperaturę o 10–15 °C wyższą od temperatury otoczenia. Podczas stygnięcia powietrza w instalacji pneumatycznej następuje skroplenie się pary wodnej. Aby skroplona woda nie dostawała się do instalacji sprężonego powietrza, stosuje się urządzenia osuszające sprężone powietrze.