Повітря

газова суміш, з якої складається атмосфера Землі

Пові́тря[1] — природна суміш газів, з якої складається атмосфера Землі. Спочатку це слово виникло для опису повітря планети Земля, тоді, коли інші планети мало цікавили людство, і тому нині воно все ще вживається саме в такому значенні.

Повітря
Зображення
Теплопровідність 0,026 watt per metre kelvin
Динамічна в'язкість 18,5 мікропаскаль-секунда
Показник заломлення 1,00026825 ± 1,0E−8
Нічний вигляд
Схематична ілюстрація
CMNS: Повітря у Вікісховищі

Повітря — життєво важливий компонент довкілля (навколишнього природного середовища)[2].

Термін

ред.

Латинська назва повітря aër походить від дав.-гр. ἀήρ, що виводиться від пра-і.є. *aews- («схід», «світанок»). Похідний корінь аеро- присутній у багатьох пов'язаних термінах: аероплан, аеродром, аеродинаміка тощо.

Українська назва повітря за походженням пов'язана з вітер: схожі слова існують і в інших слов'янських мовах (біл. паветра, пол. powietrze). У більшості слов'янських мов слова зі значенням «повітря» пов'язані з прасл. *duxъ, «дух» (рос. і мак. воздух, болг. въздух, чеськ. і словац. vzduh, серб. ваздух/vazduh) і походять від староцерк.-слов. въздухъ (також має значення «великий покрив на потир і дискос»), утвореного від духъ за допомогою приставки въз-[3]. Із слов'янських це слово було запозичене і в румунську (văzduh), де співіснує з aer. Активно вживалось слово воздух і в староукраїнській мові, трапляється воно й у І. П. Котляревського в «Енеїді»[Прим. 1], наводиться паралельно з повітря і в Словарі української мови Б. Грінченка[4]. У XX ст. остаточно виходить з ужитку, заміняючись сучасним повітря[5]; в СУМ-11, укладеному в 1970-х, лексема воздух наводиться лише в значенні «великий літургійний покрив»[6], це ж визначення зберігається й у ВТССУМ[7]. У словенській, хорватській і боснійській вживається слово zrak, пов'язане з прасл. *zorkъ («вигляд», «вид»).

Повітря в атмосфері Землі

ред.

Повітря утворює газову оболонку навколо земної кулі завтовшки понад 1000 км. Зі збільшенням висоти повітря стає все розрідженішим, а тиск зменшується. Склад повітря до висот 90—100 км залишається практично незмінним. Вище атмосфера втрачає однорідність і складається переважно з легких газів (гелій, водень)[8].

Основними компонентами сухого повітря є азот (78,09 % за об'ємом) і кисень (20,95 %), а також невелика кількість аргону (~1 %), вуглекислого газу (~0,03 %), водню та інших газів. Вміст водяної пари в повітрі постійно змінюється (від 0,2 до 3 %) залежно від її агрегатного стану. Повітря містить також тверді й рідкі домішки (аерозолі). Від їх кількості та різновиду залежать процеси поглинання і розсіювання випромінювання, утворення окремих оптичних явищ в атмосфері тощо. Вуглекислий газ є фізіологічним регулятором дихального центру людини і тварин. Концентрація вуглекислого газу в повітрі закритих приміщень, яка зростає одночасно із збільшенням вмісту пилу, мікроорганізмів тощо, є головним показником забруднення повітря[джерело?]. Переважна більшість живих організмів споживають з повітря кисень для дихання. Рослини використовують вуглекислий газ для фотосинтезу, біологічні азотфіксатори використовують азот[9].

Склад повітря

ред.
 
Склад повітря

Головними складовими частинами повітря (біля земної поверхні) є азот — 78,08 % об'єму, кисень — 20,96 % об'єму та інертні гази — 0,94 % об'єму, у тому числі аргон — близько 0,9 % об'єму. Кількість цих газів у повітрі не змінюється, тому їх називають постійними складовими частинами повітря[джерело?].

До складу повітря входять також: діоксид вуглецю CO2 (вуглекислий газ) — близько 0,03 % об'єму — і водяна пара 0,1—2,8 % об'єму. Однак їхня кількість залежно від умов може значно змінюватись, тому їх називають змінними складовими частинами повітря[джерело?].

Крім того, у повітрі можуть бути різні випадкові домішки, наприклад водень H2, аміак NH3, озон O3, сірководень H2S, метан CH4, діоксид сірки SO2 (сульфітний ангідрид) та інші гази, які потрапляють у повітря внаслідок гниття органічних решток, виверження вулканів, роботи хімічних заводів тощо. Серед випадкових домішок у повітрі також нерідко трапляються дрібні частинки сажі й мінеральних речовин, а також різні мікроорганізми.

Фізичні властивості

ред.

Очищене від сторонніх домішок, водяної пари й вуглекислого газу повітря зовсім безбарвне й прозоре. Воно не має ні запаху, ні смаку. Маса 1 дм3 повітря за температури 0 °C та атмосферного тиску 760 мм рт. ст. дорівнює 1,293 г. Середня молярна маса 22,4 дм3/моль• 1,293 г/дм3 = 28,96 г/моль.

За температури —140,7°С і тиску близько 40 атм повітря скраплюється в безбарвну легкорухливу рідину з густиною 0,9 г/см³. Попри дуже низьку температуру кипіння (близько —192°С за звичайного тиску) рідке повітря можна тривалий час зберігати у відкритих посудинах Дьюара. У таких посудинах рідке повітря випаровується дуже повільно.

При обережному кип'ятінні зрідженого повітря його складові частини випаровуються нерівномірно. Спершу випаровується майже чистий азот (tкип −196 °C), потім — аргон (tкип −186 °C). Залишається майже чистий кисень (tкип −183 °C). На цьому ґрунтується використання рідкого повітря в техніці для отримання азоту, кисню і аргону.

Фізичні властивості повітря:
Параметр Значення
Середня молярна маса 28,96 г/моль
Густина зрідженого повітря при −192°С 960 кг/м³
Температура кипіння зрідженого повітря −192,0°С
Середня питома теплоємність за постійного тиску cp 1,006 кДж/(кг·К)
Середня питома теплоємність за постійного об'єму cv 0,717 кДж/(кг·К)
Показник адіабати 1,40
Швидкість звуку (за нормальних умов) 331,46 м/с (1193 км/год)
Середній коефіцієнт теплового розширення в інтервалі температур 0—100°С 3,67× 10−3 1/К
Коефіцієнт динамічної в'язкості повітря (за нормальних умов) 17,2 мкПа·с
Розчинність у воді 29,18 см3
Показник заломлення (за нормальних умов) 1,0002926
Коефіцієнт зміни показника заломлення 2,8× 10−9 1/Pa
Середня поляризованість молекули 2× 10−29

Якість повітря

ред.

В Україні

ред.

Атмосферне повітря в населених пунктах, на територіях підприємств, установ, організацій та інших об'єктів, повітря у виробничих та інших приміщеннях тривалого чи тимчасового перебування людей повинно відповідати санітарним нормам[10].

Основними показниками, які визначають якість повітря у виробничих приміщеннях є його температура, відносна вологість та швидкість руху[11].

Гранично допустимі норми вмісту вуглекислого газу в повітрі житлових, офісних та громадських споруд на 2014 рік не було затверджено[12].

У Європі

ред.

Для оцінки якості повітря у Європі використовують загальний Індекс якості повітря (англ. — Air quality index, AQI). Три різні показники дозволяють зіставляти різні часові масштаби:[13][14]

  • Погодинний індекс описує якість повітря, виходячи з погодинних значень та оновлюється кожну годину;
  • Щоденний індекс відповідає за загальні якості повітря попереднього дня, базується на основі щоденних значень і оновлюється раз в день;
  • Щорічний індекс демонструє індекс якості повітря протягом всього року і порівнюється з європейськими нормами якості повітря.

В даний час, у всьому світі добова концентрація дрібнодисперсних частинок у повітрі більшу частину часу перевищує рекомендовані межі. Згідно з результатами рецензованого дослідження, опублікованого 6 березня 2023 року в журналі "Lancet Planetary Health", близько 99,82 % території земної кулі схильне до впливу концентрації найдрібніших твердих частинок у повітрі РМ2.5, що перевищує межу безпеки, рекомендовану ВООЗ. І лише 0,001 % населення земної кулі дихає повітрям, яке вважається прийнятним, йдеться у документі. В ході дослідження вчені з Австралії та Китаю вивчили, як змінилося забруднення повітря за два десятиліття до 2019 року. Було встановлено, що щорічні концентрації РМ2.5 та кількість днів з високим вмістом РМ2.5 у Європі та Північній Америці — знизилися, завдяки посиленню норм, що є досить обнадійливим результатом[15].

Див. також

ред.

Примітки

ред.
  1. Наприклад, у п'ятій частині: «І воздух грімом наповняєть; На всіх напав великий страх!»

Джерела

ред.
  1. Повітря // Словник української мови : в 11 т. — Київ : Наукова думка, 1970—1980.
  2. Закон України від 16 жовтня 1992 року № 2707-12 «Про охорону атмосферного повітря». Стаття 1. Визначення термінів
  3. Етимологічний словник української мови : в 7 т. / редкол.: О. С. Мельничук (гол. ред.) та ін. — К. : Наукова думка, 1982. — Т. 1 : А — Г / Ін-т мовознавства ім. О. О. Потебні АН УРСР ; укл.: Р. В. Болдирєв та ін. — 632 с.
  4. Воздух // Словарь української мови : в 4 т. / за ред. Бориса Грінченка. — К. : Кіевская старина, 1907—1909.
  5. Лариса Соколовська (09 листопада 2011). «Врем'я», «воздух», «жолудок» — чи говорила моя бабуся росіянізмами?. old.kray.ck.ua. Черкаський край. Архів оригіналу за 4 липня 2018. Процитовано 7 липня 2018.
  6. Воздух // Словник української мови : в 11 т. — Київ : Наукова думка, 1970—1980.
  7. Воздух // Великий тлумачний словник сучасної української мови (з дод. і допов.) / уклад. і гол. ред. В. Т. Бусел. — 5-те вид. — К. ; Ірпінь : Перун, 2005. — ISBN 966-569-013-2.
  8. Гомопауза // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 115. — ISBN 966-613-263-X.
  9. Повітря // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 140.
  10. Закон України від 24.02.1994 року № 4004-12 «Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення». Стаття 19. Гігієнічні вимоги до атмосферного повітря в населених пунктах, повітря у виробничих та інших приміщеннях
  11. Наказ МОЗ України від 1 грудня 1999 року № 42 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень ДСН 3.3.6.042-99 ». 1. Вимоги до параметрів мікроклімату
  12. Група компаній «Крестон Геренті Груп Юкрейн» (07.07.2014). Охорона праці офісних працівників: організація та обладнання робочого місця. ЛІГА:ЗАКОН. Процитовано 10 жовтня 2019.
  13. Garcia, Javier; Colosio, Joëlle (2002). Air-quality indices : elaboration, uses and international comparisons. Presses des MINES. ISBN 2-911762-36-3.
  14. Indices definition. Air quality. Архів оригіналу за 14 серпня 2012. Процитовано 9 серпня 2012.
  15. На Землі залишився лише один відсоток території з чистим повітрям. 07.03.2023, 18:37
  • Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968

Посилання

ред.
  • Середньомісячна концентрація домішок у атмосфері // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 159.
  • Середньорічна коцентрація домішок у атмосфері // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 159.