Inhoud
- Bestaan van lucht
- Aardse eerste sfeer
- Aardse tweede atmosfeer
- Aardes derde (en huidige) atmosfeer
- Wonen in een oceaan van lucht
- Lucht, (bijna) overal
Het leven op aarde zwemt op de bodem van een oceaan van lucht. Bezoekers van elders in het zonnestelsel zouden de aardatmosfeer niet uitnodigend vinden. Zelfs de eerste levensvormen van de aarde zouden de huidige luchtmassa van de aarde giftig vinden. Toch gedijen bewoners van de aarde in dit unieke stikstof-zuurstofmengsel dat mensen lucht noemen.
Bestaan van lucht
Het bestaan van lucht op aarde, net als de atmosferen van andere planeten, begon voordat de planeet zelfs werd gevormd. De huidige atmosfeer van de aarde ontwikkelde zich door een reeks gebeurtenissen die begon met de coalescerende zonnestelsel.
Aardse eerste sfeer
De eerste atmosfeer van de aarde, zoals het stof en de rotsen die de vroege aarde vormden, kwamen samen toen het zonnestelsel werd gevormd. Die eerste sfeer was een dunne laag waterstof en helium die wegblies van de chaos van hete rotsen die uiteindelijk de aarde zouden worden. Deze tijdelijke waterstof- en heliumatmosfeer kwam van de overblijfselen van de gasvormige bal die de zon werd.
Aardse tweede atmosfeer
De hete rotsmassa die de aarde werd, duurde lang om af te koelen. Vulkanen borrelden en lieten gedurende miljoenen jaren gassen uit het aardse interieur vrij. De dominante vrijgekomen gassen bestonden uit kooldioxide, waterdamp, waterstofsulfide en ammoniak. Na verloop van tijd stapelden deze gassen zich op om de tweede atmosfeer van de aarde te vormen. Na ongeveer 500 miljoen jaar, de aarde is voldoende afgekoeld om water te laten opstapelen, waardoor de aarde verder wordt gekoeld en uiteindelijk de eerste oceaan van de aarde wordt gevormd.
Aardes derde (en huidige) atmosfeer
De eerste herkenbare fossielen op aarde, microscopische bacteriën, dateren van ongeveer 3,8 miljard jaar. 2,7 miljard jaar geleden bevolkten cyanobacteriën de oceanen van de wereld. cyanobacteriën vrijgekomen zuurstof in de atmosfeer door het proces van fotosynthese. Naarmate de zuurstof in de atmosfeer toenam, nam de kooldioxide af, verbruikt door de fotosynthetische cyanobacteriën.
Tegelijkertijd zorgde zonlicht ervoor dat atmosferische ammoniak in stikstof en waterstof breekt. Het grootste deel van de lichtere waterstof dan lucht dreef naar boven en ontsnapte uiteindelijk in de ruimte. Stikstof bouwde zich echter geleidelijk op in de atmosfeer.
Ongeveer 2,4 miljard jaar geleden leidde de toenemende stikstof en zuurstof in de atmosfeer tot een verschuiving van de vroeg reducerende atmosfeer naar de moderne oxiderende atmosfeer. De huidige atmosfeer van 78 procent stikstof, 21 procent zuurstof, 0,9 procent argon, 0,03 procent koolstofdioxide en kleine hoeveelheden andere gassen blijft relatief stabiel als gevolg van fotosynthese van planten en bacteriën in balans door ademhaling van dieren.
Wonen in een oceaan van lucht
Het meeste aardse weer en leven vinden plaats in de troposfeer, de atmosferische laag die zich het dichtst bij het aardoppervlak bevindt. Op zeeniveau is de luchtdruk gelijk 14,70 pond per vierkante inch (Psi). Deze kracht komt van de massa van de gehele luchtkolom boven elke vierkante inch van een oppervlak. Dus waar komt lucht vandaan in een auto? Omdat auto's geen luchtdichte containers zijn, duwt de kracht van de lucht boven en rondom de auto lucht in de auto.
Maar waar komt lucht vandaan in een vliegtuig? Vliegtuigen zijn luchtdichter dan auto's, maar niet volledig luchtdicht. De kracht van de lucht boven en rondom het vliegtuig vult het vliegtuig met lucht. Helaas vliegen moderne vliegtuigen op of boven 30.000 voet waar de lucht te dun is om te ademen.
Het verhogen van de luchtdruk in de cabine tot een overleefbare druk vereist een deel van de lucht van de vliegtuigmotoren. Lucht gecomprimeerd en verwarmd door de motoren beweegt door een reeks koelers, ventilatoren en spruitstukken voordat deze aan de lucht in de vliegtuigcabine wordt toegevoegd. Druksensoren openen en sluiten een uitstroomklep om de luchtdruk in de cabine tussen 5.000 en 8.000 voet boven zeeniveau te houden.
Het handhaven van een grotere luchtdruk op grotere hoogten vereist het vergroten van de structurele sterkte van de schaal van het vliegtuig. Hoe groter het verschil tussen de binnenluchtdruk en de buitenluchtdruk, hoe sterker de vereiste buitenschaal. Terwijl druk op zeeniveau mogelijk is, is de druk equivalent aan 7000 voet boven zeeniveau, ongeveer 11 psi, wordt vaak gebruikt in vliegtuigcabines. Deze druk is comfortabel voor de meeste mensen terwijl de massa van het vliegtuig wordt verminderd.
Lucht, (bijna) overal
Dus waar komt lucht vandaan in kokend water? Het antwoord is simpel gezegd opgeloste lucht. De hoeveelheid lucht opgelost in water is afhankelijk van temperatuur en druk. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de hoeveelheid lucht die in water kan worden opgelost af. Wanneer water de kooktemperatuur bereikt, 100 ° C (212 ° F), komt de opgeloste lucht uit de oplossing. Omdat lucht minder dicht is dan water, stijgen de luchtbellen naar de oppervlakte.
Omgekeerd neemt de hoeveelheid lucht die in water kan worden opgelost toe naarmate de druk toeneemt. Het kookpunt van water neemt af met de hoogte omdat de luchtdruk afneemt. Het gebruik van een deksel verhoogt de druk op het wateroppervlak en verhoogt de kooktemperatuur. Het effect van lagere druk op kooktemperaturen vereist receptaanpassingen bij het koken op grotere hoogtes.