Aria
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
L'aria è la miscela di aeriformi (gas e vapori) costituenti l'atmosfera terrestre.
In un contesto non scientifico, l'aria è uno dei quattro elementi "classici" (aria, acqua, terra, fuoco).
Indice |
[modifica] Composizione dell'aria
L'aria secca al suolo è composta all'incirca per il 78% V/V di azoto, per il 21% V/V di ossigeno e per l'0.03% V/V di anidride carbonica, più altri componenti in quantità minori.
L'aria cosiddetta aria umida può contenere fino a un 7% di vapore acqueo; tale percentuale dipende dal tasso di umidità relativa dell'aria e dalla temperatura ed è limitata dalla pressione di vapore saturo dell'acqua. La massima percentuale contenibile dipende dalla temperatura, varia da valori prossimi allo 0% a -40°, a circa 0,5% a 0°, al 5-7% intorno ai 40°.
Il tasso di diossido di carbonio risulta molto variabile negli ultimi tempi. In particolare le attività umane (industria, inquinamento, combustione, deforestazione, ecc...) hanno prodotto un grosso incremento di questa percentuale nell'ultimo secolo, passata da circa 280 ppm nel 1900 a 315 ppm nel 1970 fino a 350 ppm (0.035%) negli ultimi anni. La concentrazione di tale componente sembra essere (insieme a quella del metano ed altri gas) uno dei responsabili principali dell'effetto serra.
Infine, mentre la pressione dell'aria cambia fortemente con l'altitudine (si riduce a 1/2 a circa 5.500 m, a 1/10 a 16.000 m e a 1/100 a 32.000 m), la composizione percentuale dei principali costituenti (azoto, ossigeno e gas rari) non subisce variazioni fino a 80-100 km. Questo perché esistono turbolenze su larga scala che ne provocano un continuo rimescolamento. Al di sopra di tale quota la radiazione solare provoca una dissociazione dei gas, che passano dallo stato molecolare a quello atomico, e varie reazioni chimiche fanno variare considerevolmente la sua composizione. [1]
| Composizione dell'aria secca | |||
| Nome | Formula | Proporzione o frazione molecolare | % (m/m) |
|---|---|---|---|
| Azoto | N2 | 78,08 % | 75,37 % |
| Ossigeno | O2 | 20,95 % | 23,1 % |
| Argon | Ar | 0,934 % | 1,41 % |
| Diossido di carbonio | CO2 | da 330 a 350 ppm | |
| Neon | Ne | 18,18 ppm | |
| Elio | He | 5,24 ppm | |
| Monossido di azoto | NO | 5 ppm | |
| Kripton | Kr | 1,14 ppm | |
| Metano | CH4 | 1 / 2 ppm | |
| Idrogeno | H2 | 0,5 ppm | |
| Ossido di diazoto | N2O | 0,5 ppm | |
| Xeno | Xe | 0,087 ppm | |
| Diossido di azoto | NO2 | 0,02 ppm | |
| Ozono | O3 | da 0 a 0,01 ppm | |
| Radon | Rn | 6,0×10-14 ppm | |
Nota: 1 ppm (parte per milione) = 0,0001 %
[modifica] La pressione atmosferica
La pressione atmosferica misura l'effetto che la spinta dell'aria ha sulla superficie con cui è a contatto. A parità di superficie, la pressione è tanto più grande quanto più grande è la spinta.
[modifica] Indice di rifrazione dell'aria
L'espressione per l'indice di rifrazione dell'aria alle condizioni standard è:
dove sigma è il reciproco della lunghezza d'onda in nanometri, ed è valida per aria secca con 0.03% di anidride carbonica ad una pressione di 101325 Pa e temperatura di 15 °C.
Esistono delle formule di correzione per ottenere l'indice di rifrazione a diverse temperature o pressioni.
[modifica] Caratteristiche e proprietà fisiche dell'aria
Rapporto tra i calori specifici cp/cv = 1,4
Calore specifico a pressione costante cp= 1005 J / (kg × K)
Costante specifica dell'aria secca 
Peso molecolare medio = 28,9644
Temperatura critica = -140,6 °C
Pressione critica = 3769,290 kPa
| Temperatura (°C) | Densità ρ (kg/m³) | Viscosità dinamica μ (Pa·s) | Viscosità cinematica  (m2/s) |
|---|---|---|---|
| 0 | 1.293 | 1.71×10−5 | 1.32×10−5 |
| 10 | 1.247 | 1.76×10−5 | 1.41×10−5 |
| 15 | 1.225 | 1.78×10−5 | 1.45×10−5 |
| 20 | 1.205 | 1.81×10−5 | 1.50×10−5 |
| 30 | 1.165 | 1.86×10−5 | 1.60×10−5 |
