V každodennom živote málokto premýšľaaká hustota vzduchu je a aký význam má tento ukazovateľ vo všeobecnosti pre existenciu všetkých vecí na planéte. Medzitým každý deň vidíme lietajúce lietadlá, prudko rastúce vtáky, predmety, ktoré lietajú smerom hore a dole, a vôbec si nemyslia, že prítomnosť týchto javov určuje parameter hustoty vzduchu.
Často trávime dovolenku na rôznych miestachHovoríme, že na jednom mieste bol vlhký vzduch a na inom - suchý. Zároveň dodávame, že v prvom prípade bolo pre vás ľahké pohybovať sa, dýchať a v druhom ste sa pri pohybe cítili ťažko, nepohodlie, ktoré ste nezažili, keď ste pre vás boli v obvyklom klimatickom prostredí. V tejto chvíli zabudneme, čo nám učitelia povedali pri štúdiu na hodinách fyziky - vlhký vzduch má hustotu nižšiu ako suchý vzduch, a preto je jeho hmotnosť menšia ako suchosť.
Na prvý pohľad sa to javí paradoxne,ak vezmeme do úvahy naše zmyslové pocity, ktoré boli diskutované vyššie. Ako môže byť vzduch, do ktorého sa voda stále pridáva vo forme pary, ľahší ako vzduch, ktorý neobsahuje vodu?
Je to skutočne tak a vedci vedeli už nejaký čas odpoveď na túto paradoxnú otázku na prvý pohľad.
Prvýkrát hypotéza, že hustota za mokravzduch je nižší ako vzduch suchého, vyjadril veľký Izák Newton vo svojej slávnej knihe Optics, ktorá vyšla v Londýne v roku 1717. Hypotéza veľkého Angličana však nevedela, ako uspieť - vedci ju až do osemnásteho storočia nielen akceptovali, ale všeobecne sa o tento problém príliš nezaujímali.
Aby sme sa nejako priblížili k problému - prečo hustota vzduchu závisí od jeho vlhkosti - mali by sme si pripomenúť niekoľko známych prírodných zákonov.
Napríklad na samom začiatku minulého storočia, AmadeoAvogadro, slávny taliansky fyzik, zistil, že bez ohľadu na druh plynu, ak vezmete jeho pevný objem, potom pri rovnakej teplote a tlaku, počet molekúl v tomto plyne bude konštantný. Táto hodnota sa neskôr nazývala Avogadrovou konštantou a začal sa nazývať aj zákon, ktorý objavil pre plyny.
Ako sa tento zákon prejavuje, ako hustota vzduchu závisí od teploty, tlaku a vlhkosti, je možné vidieť na pomerne jednoduchom príklade.
Как правило, сухой чистый (в химическом смысле) vzduch obsahuje vo svojom zložení asi 78% molekúl dusíka, zatiaľ čo atómová hmotnosť každej z týchto molekúl je 28. V zložení vzduchu ďalších 21% patrí do molekúl kyslíka, ktorých atómová hmotnosť je 32. Jedno percento zloženia vzduchu je v niektorých ďalších plyny, ktoré sú v ňom prítomné, ale pri našom výpočte sa tento ukazovateľ bude považovať za zanedbateľný.
Je známe, že molekuly plynu majú túto vlastnosťvoľný výstup z nádrže, v ktorej sa nachádza plyn. Avogadro teda stanovilo nasledujúci vzorec: ak k nášmu objemu suchého plynu, ktorý obsahuje, podľa dohody, molekuly dusíka a kyslíka, pridáme molekuly vody, zníži tak hustotu vzduchu. Toto je vysvetlené veľmi jednoducho - molekuly vody majú atómovú hmotnosť menšiu ako je hmotnosť molekúl dusíka a vodíka, je 18. A keďže počet molekúl v danom objeme plynu musí byť konštantný, molekuly vody jednoducho nahradia molekuly dusíka a kyslíka vo vzduchu a nahradia tak molekuly vzduchu sami sebou. Týmto spôsobom je hustota vlhkého vzduchu nižšia ako hustota suchého vzduchu.
В этом примере, правда, есть одно противоречие.Spočíva v tom, že každý obyvateľ môže zvolať, ako je to možné, ak je hustota vody vyššia ako hustota vzduchu. Odpoveď je tiež jednoduchá: vo vzduchu je prítomná voda vo forme pary, ktorá je ľahšia ako dusík a kyslík, a preto sa na takúto „vodu“ vzťahujú všetky vzorce odvodené brilantným Avogadrom.
Je dôležité vziať do úvahy, že je viac závislýhustota vzduchu z teploty a tlaku ako z vlhkosti. Vlhký vzduch má preto nižšiu hustotu ako suchý vzduch, iba ak je rovnaká teplota a tlak.
