A mindennapi életben kevés ember gondolkodik ezenmi a levegő sűrűsége és milyen jelentőséget tulajdonít ez a mutató a bolygó minden dolgának létezésében. Eközben minden nap repülő repülőgépeket látunk, szárnyaló madarakkal, felfelé repülõ és lefelé esõ tárgyakkal, és egyáltalán nem gondoljuk, hogy a jelenség jelenlétét a levegõ sûrûségének paramétere határozza meg.
Gyakran töltenek ünnepeket különböző helyeken, miAzt mondjuk, hogy az egyik helyen nedves volt a levegő, a másikban pedig száraz. Ugyanakkor hozzátesszük, hogy az első esetben könnyű volt mozogni, lélegezni, a második esetben mozogva nehéznek érezte magát, olyan kellemetlenséget, amelyet nem tapasztalt meg, amikor az Ön számára szokásos éghajlati környezetben voltál. Ebben az időben elfelejtjük, amit a tanárok mondtak nekünk, miközben az iskolában fizikaórákon tanultak - a nedves levegő sűrűsége alacsonyabb, mint a száraz levegő, ezért tömege kevesebb, mint száraz.
Első pillantásra ez paradoxnak tűnik,ha figyelembe vesszük a fentiekben tárgyalt érzékszervi szenzációinkat. Valóban, hogyan lehet a levegő, amelyhez még vizet adnak gőz formájában, könnyebb, mint amely nem tartalmaz vizet?
De ez valóban így van, és a válasz e paradox, első pillantásra kérdésre, amelyet a tudósok már jó ideje tudtak.
Ez az első alkalom, hogy a nedves sűrűsége áll fenna levegő alacsonyabb, mint a száraz levegőnél - magyarázta nagyszerű Isaac Newton híres optika könyvében, amelyet 1717-ben adtak ki Londonban. A nagy angol feltevése azonban nem tudta, hogyan lehet sikerrel járni - a tizennyolcadik századig a tudósok nemcsak nem fogadták el, de általában nem is érdekeltek erre a problémára.
Annak érdekében, hogy közelebb kerüljünk a probléma megértéséhez - miért függ a levegő sűrűsége a páratartalmától -, emlékeztetnünk kell számos ismert természetvédelmi törvényre.
Például, a múlt század elején, AmadeoAvogadro, a híres olasz fizikus megállapította, hogy függetlenül a gáz típusától, ha rögzített térfogatát veszi fel, akkor ugyanazon a hőmérsékleten és nyomáson a molekula száma ebben a gázban állandó lesz. Ezt az értéket később Avogadro-állandónak nevezték, és a gázokra felfedezett törvényt is elkezdték hívni.
Meglehetősen egyszerű példában látható, hogy ez a törvény hogyan nyilvánul meg, hogyan függ a levegő sűrűsége a hőmérséklettől, nyomástól és páratartalomtól.
Általában vegytisztítás (kémiai értelemben)a levegő összetételében körülbelül 78% nitrogénmolekulát tartalmaz, míg ezen molekulák atomtömege 28. A levegő összetételében további 21% tartozik az oxigénmolekulákhoz, amelyek atomtömege 32. A levegő összetételének egy százaléka más benne lévő gázok, de a számításokhoz ezt a mutatót jelentéktelennek tekintjük.
A gázmolekulákról ismert, hogy rendelkeznek ezzel a tulajdonsággalszabad kilépés a tartályból, amelyben a gáz található. Így az Avogadro létrehozta a következő mintát: ha hozzáadunk vízmolekulákat száraz gázmennyiségünknek, amely megegyezésünk szerint nitrogén- és oxigénmolekulákat tartalmaz, akkor azok levegőnk kevésbé sűrűvé válnak. Ez nagyon egyszerűen magyarázható - a vízmolekulák atomtömege kisebb, mint a nitrogén- és hidrogénmolekuláké, tehát 18. És mivel egy adott gázmennyiségben a molekulák számának állandónak kell lennie, a vízmolekulák egyszerűen helyettesítik a levegőben lévő nitrogén- és oxigénmolekulákat, helyettesítve magukat. Ily módon a nedves levegő sűrűsége alacsonyabb lesz, mint a száraz levegő sűrűsége.
Ebben a példában azonban van egy ellentmondás.Ez abban áll, hogy minden lakos felkiálthat, hogyan lehet ez, ha a víz sűrűsége meghaladja a levegő sűrűségét. A válasz itt is egyszerű: a víz gőz formájában van jelen a levegőben, amely könnyebb, mint a nitrogén és az oxigén, ezért a briliáns Avogadro által megállapított minták vonatkoznak erre a „vízre”.
Fontos figyelembe venni, hogy ez jobban függa levegő sűrűsége a hőmérséklettől és a nyomástól, mint a páratartalomtól. Ezért a nedves levegő sűrűsége alacsonyabb, mint a száraz levegőnél, ha a hőmérséklet és a nyomás azonos.
