Nella vita di tutti i giorni, poche persone ci pensanoche densità di aria è e che significato ha questo indicatore in generale nell'esistenza di tutte le cose sul pianeta. Nel frattempo, ogni giorno vediamo aerei volanti, uccelli in volo, oggetti che volano verso l'alto e che cadono verso il basso e non pensiamo affatto che sia il parametro della densità dell'aria che determina la presenza di questi fenomeni.
Spesso, trascorrendo le vacanze in vari luoghi, noiDiciamo che in un posto c'era aria umida, e in un altro - secco. Allo stesso tempo, aggiungiamo che nel primo caso è stato facile per te muoversi, respirare e nel secondo ti sentivi pesante quando ti muovevi, disagio che non hai provato quando eri nel solito ambiente climatico per te. In questo momento, dimentichiamo ciò che gli insegnanti ci hanno detto mentre studiavano a scuola durante le lezioni di fisica: l'aria umida ha una densità inferiore all'aria secca e, di conseguenza, la sua massa è inferiore a quella secca.
На первый взгляд, это кажется парадоксальным, se prendiamo in considerazione le nostre sensazioni sensoriali, che sono state discusse sopra. In effetti, come può l'aria, alla quale viene ancora aggiunta acqua sotto forma di vapore, essere più leggera di quella che non contiene acqua?
Ma è proprio così, e la risposta a questa paradossale, a prima vista, domanda, gli scienziati lo sanno da tempo.
Per la prima volta l'ipotesi che la densità del bagnatol'aria è inferiore a quella dell'aria secca, il grande Isaac Newton espresse nel suo famoso libro Optics, pubblicato a Londra nel 1717. Tuttavia, l'ipotesi del grande inglese non sapeva come riuscire - fino al diciottesimo secolo, gli scienziati non solo non lo accettarono, ma in generale non avevano molto interesse per questo problema.
Per avvicinarci in qualche modo alla comprensione del problema - perché la densità dell'aria dipende dalla sua umidità - dovremmo ricordare diverse leggi naturali ben note.
Ad esempio, all'inizio del secolo scorso, AmadeoAvogadro, il famoso fisico italiano, ha scoperto che indipendentemente dal tipo di gas, se si prende il suo volume fisso, alla stessa temperatura e pressione, il numero di molecole in questo gas sarà costante. Questo valore fu in seguito chiamato costante di Avogadro e cominciò anche a essere chiamata la legge che scoprì per i gas.
Come questa legge si manifesta, come la densità dell'aria dipende dalla temperatura, dalla pressione e dall'umidità può essere vista in un esempio abbastanza semplice.
Lavaggio a secco generalmente (in senso chimico)l'aria contiene circa il 78% delle molecole di azoto nella sua composizione, mentre il peso atomico di ciascuna di queste molecole è 28. Nella composizione dell'aria, il 21% appartiene a molecole di ossigeno, il cui peso atomico è 32. L'uno percento della composizione dell'aria è in qualche altro gas che sono presenti in esso, ma per il nostro calcolo questo indicatore sarà considerato insignificante.
È noto che le molecole di gas possiedono la proprietàuscita libera dal serbatoio in cui si trova il gas. Quindi, Avogadro ha stabilito il seguente schema: se aggiungiamo molecole d'acqua al nostro volume di gas secco contenente, come concordato, molecole di azoto e ossigeno, allora renderebbero la nostra aria meno densa. Questo è spiegato molto semplicemente: le molecole d'acqua hanno un peso atomico inferiore a quello delle molecole di azoto e idrogeno, è uguale a 18. E poiché il numero di molecole in un dato volume di gas deve essere costante, le molecole d'acqua hanno semplicemente sostituito le molecole di azoto e ossigeno nell'aria, sostituendo loro stessi. In questo modo, la densità dell'aria umida diventa inferiore a quella dell'aria secca.
In questo esempio, tuttavia, esiste una contraddizione.Consiste nel fatto che qualsiasi abitante può esclamare, come può essere se la densità dell'acqua è superiore alla densità dell'aria. La risposta qui è anche semplice: l'acqua è presente nell'aria sotto forma di vapore, che è più leggero dell'azoto e dell'ossigeno, e quindi tutti gli schemi dedotti dal brillante Avogadro si applicano a tale “acqua”.
Важно учитывать, что в большей степени зависит densità dell'aria dalla temperatura e dalla pressione che dall'umidità. Pertanto, l'aria umida ha una densità inferiore rispetto all'aria secca solo se la temperatura e la pressione sono uguali.
