空气定义

2025年03月17日 | 阅读 9 分钟

空气是一种包围着地球的无形气体混合物,其中一些主要气体包括氮气和氧气。氮气的成分为78%,氧气为21%。其他气体包括氢气、氦气、氩气和二氧化碳。空气是地球上生物生存所必需的。它在调节地球气候系统和天气模式方面起着重要作用。它也是声音的传播介质,并且是燃烧过程所必需的。其成分可能因人类活动、海拔和人为活动而异。

空气的成分

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空气的成分主要由氮气和氧气组成。其他气体含量很少。下面列出了各种气体的名称及其成分:

气体组合 (Composition)
氧气21%
O氮气78%
O氪气0.0001%
O氦气0.0005%
O氢气0.00005%
O氙气0.000009%
O氩气0.93%
O氖气0.0018%

空气中也存在水蒸气,但其浓度会根据湿度和地理位置而变化。

空气的属性

空气具有一些重要的属性,使得生物能够生存。其中一些属性是:

  • 质量:空气含有质量,这意味着它有重量并占据空间。
  • 透明:它是透明的,这意味着它不反射也不吸收光。
  • 导电性:空气是热和电的不良导体。
  • 密度:随着海拔升高,由于压力减小,空气的密度会降低。海平面上的空气密度约为1.2千克/空气的定义
  • 温度:其温度会根据时间、地理位置和高度的不同而有很大差异。
  • 成分:空气主要由氮气和氧气组成,其他气体含量很少。
  • 粘度:它具有低粘度,这意味着它容易流动,因此可以被压缩和膨胀。

空气的应用

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  • 燃烧:空气对于燃烧的发生至关重要。空气中的氧气与燃料源反应产生热和光。这种应用随处可见,例如在供暖系统和发电中。
  • 呼吸:人类和动物需要呼吸。氧气的存在对于身体正常运作是必需的。
  • 农业:农业对于植物生长是必需的。植物从空气中吸收二氧化碳,通过光合作用产生能量,并将氧气作为副产品释放到大气中。空气流通对于防止植物病害和维持健康生长也很重要。
  • 工业过程:空气广泛用于工业过程中,例如气动输送带。压缩空气有广泛的应用,例如作为动力源来驱动机器和设备。
  • 交通运输:热气球、火箭推进剂以及飞机中的升力是交通运输应用的主要例子。
  • 作物授粉:植物在花粉粒中产生雄性配子。花粉粒从雄花转移到雌花并与雌性配子结合的过程称为授粉。借助空气,这个过程可以在很远的地方发生。
  • 风能(电力):风可以通过安装涡轮机来发电。风力帮助叶片旋转,进而产生电力。产生的电力无污染,可以在地球上的任何地方使用。
  • 声音的介质:声音通过空气介质传播。在没有空气的情况下,我们听不到振动。声音振动通过介质传播,而空气就充当了这种介质。
  • 空气在水循环中的作用:水循环是一种现象,其中来自地球、海洋的水因太阳热量蒸发形成云。空气冷却陆地上形成的云,并以降雨的形式沉降。落在地球上的雨水返回到海洋。因此,空气有助于云的移动,并使其以降雨的形式沉降。

空气循环

“空气循环”这个词可以有不同的解释,但一些常见的方式是:

空气循环(自然过程):就地球的自然运动而言,空气循环一词指的是空气在地球周围的持续交换和运动。它还涉及一些过程,包括:

  1. 蒸发
  2. 冷凝
  3. 降水
  4. 风型
  5. 大气环流

它构建了一个复杂的空气运动和水模式系统。热空气在赤道上升,转向两极,冷却下沉,然后以一个连续的循环返回赤道,这个循环称为哈德里环流。它有助于调节全球天气模式。

空气循环(航空):在航空领域,“空气循环”一词指的是控制机舱空气质量、温度和湿度的飞机环境控制系统。这个空气控制系统使用压缩机来压缩外部空气。冷却后,通过膨胀涡轮机使其膨胀,并使用热交换器对其进行加热。然后将除湿和冷却的空气循环到机舱中,以在飞行期间为机组人员和乘客维持一个舒适的环境。

问题:空气如何帮助水循环过程?

答案:空气在水循环的形成中起着关键作用,并贯穿整个过程。水循环,也称为水文循环,负责为地球维持不间断的水供应。空气通过多种方式促进水文循环过程:

  • 蒸发:它将液态水转化为水蒸气进入地球大气层,空气在此过程中起着至关重要的作用。地球表面从太阳的光能中获取热量,导致湖泊、海洋和其他水体的水蒸发。水蒸气在空气运动的帮助下上升到大气中,在那里冷却并凝结成云。
  • 凝结:将水蒸气转变为液态水的过程称为凝结。湿润的空气上升并在大气中冷却,它失去热量,水分子彼此非常靠近,导致它们形成小水滴,这些水滴合并形成云。云通常被看作是释放到空气中的凝结水蒸气。
  • 降水:这是凝结的水蒸气以冰晶、雨、雪或冰雹的形式落到地球表面的过程。空气通过允许凝结的冰晶或水滴因地球引力而落回地表,从而帮助降水的形成。

空气污染

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“空气污染”指的是地球大气中存在污染物或有害物质,这可能对人类、经济和环境造成损害。世界卫生组织也使用这个定义。

空气污染的原因

下面列出了一些空气污染的原因:

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  • 燃烧化石燃料:使用天然气、石油和煤炭进行能源生产、烹饪和供暖会排放污染物,如氮氧化物、一氧化碳和颗粒物。
  • 工业排放:发电厂和工厂中使用的原始机器会向大气中排放大量空气污染物,如挥发性有机化合物、二氧化硫、二氧化氮等。
  • 交通排放:使用汽油、柴油运行的汽车会排放污染物,如氮氧化物、悬浮颗粒物、一氧化碳等。
  • 砍伐森林和森林火灾:不计后果的大规模砍伐树木和频繁的森林火灾会向大气中排放大量的烟雾、温室气体(GHGs)和悬浮颗粒物。
  • 家庭垃圾焚烧活动:在露天区域焚烧家庭垃圾,例如焚烧城市固体或农业废弃物,会将有害气体排放到大气中。
  • 自然过程:自然活动,如野火、火山喷发和风暴,也成为导致空气污染的主要因素。
  • 拆除和建筑活动:建筑和拆除活动(例如油漆、打磨和挖掘)释放的灰尘和排放物会加剧空气污染。
  • 恶劣天气模式:静止空气和逆温等天气模式可以将空气污染物困在地表附近,从而加剧空气污染水平。

空气污染的影响

  • 人类健康:空气污染对人类健康的影响是严重且具破坏性的,特别是对包括老年人、儿童和患有合并症的脆弱人群。由空气污染引起的呼吸系统疾病包括哮喘、慢性支气管炎和其他呼吸问题。心血管疾病(如心脏病发作和中风)的风险也会增加。
  • 环境影响:空气污染可能对环境产生决定性影响。它会影响作物、森林和植被,导致生物多样性丧失和产量下降。它还会导致土壤、水体和生态系统的酸化,造成失衡并影响水生生物。它通过增加大气中的温室气体排放来加速气候变化过程。它还会改变该地区的天气模式和温度。
  • 经济损失:它会破坏基础设施,增加医疗保健费用,并损坏财产。它对纪念碑、建筑物和结构有破坏性影响,导致维护和维修成本增加。企业可能面临环境合规问题,这将影响其盈利能力和竞争力。
  • 社会和生活质量影响:它限制了户外活动,降低了自然建成环境的美感,并减少了能见度。它将不成比例地影响边缘化社区,并加速社会不平等的过程,因为这些社区将更多地暴露于污染,并且无法获得医疗资源和缓解措施。
  • 气候变化:空气污染通过向大气中排放二氧化碳、黑碳和甲烷等气体,极大地促进了气候变化。这些气体会将热量困在大气中,可能导致全球变暖和天气模式、生态系统及海平面的变化。它将严重影响人类住区、农业、自然生态系统、水资源和粮食安全、水资源可用性、人类迁徙等。

空气污染的影响是无限的,而且是无边界的。它影响着人们的日常生活,并具有深远的后果。

遏制空气污染

以下是为遏制空气污染而提出的一些方法:

  • 节约能源:由化石燃料产生的能源是空气污染的主要贡献者之一关掉不用的灯和电子设备,改用节能电器,以及降低整体能源消耗,可以通过减少化石燃料的需求来减少空气污染。
  • 减少交通排放:使用化石燃料的汽车是空气污染的主要来源。采用公共交通、步行、骑自行车或拼车技术。像保持轮胎适当充气定期汽车维护等方法将有助于减少排放并提高燃油效率。
  • 大规模推广可再生能源:推广太阳能、水能和风能等可再生能源可以显著减少对化石燃料的能源需求依赖,并有助于平稳的绿色转型。安装太阳能电池板将促进采用可再生能源的倡议,并在社会中为清洁能源发声。
  • 支持清洁空气政策、计划和倡议:支持和倡导诸如车辆排放测试、排放标准和空气质量监测等计划将加强对抗空气污染的斗争。
  • 开展宣传和教育计划:应就空气污染的潜在危险及其对公众健康的影响开展宣传计划。
  • 遵守适当的废物管理:在露天区域无节制地焚烧废物,如农业废弃物和垃圾,是空气污染的一个主要原因。废物管理技术,如受控的废物处理方法、堆肥和回收,将减少空气污染并最大限度地减少有害污染物向空气中的排放。
  • 减少工业排放:工业被认为是空气污染的主要来源。遵守更严格的排放法规,推广和支持清洁能源技术,并鼓励工业采用更清洁的生产方法,将有助于减少工业排放和空气污染。
  • 注意个人行为:意识到可能影响空气质量的行为,避免像在露天焚烧木材或垃圾等行为,并采用环保的家居用品。所有这些行动都将有助于遏制空气污染。

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