Повітря

Пові́тря^[1] — природна суміш газів, з якої складається атмосфера Землі. Спочатку це слово виникло для опису повітря планети Земля, тоді, коли інші планети мало цікавили людство, і тому нині воно все ще вживається саме в такому значенні.

Повітря
Теплопровідність	0,026 watt per metre kelvin
Динамічна в'язкість	18,5 мікропаскаль-секунда
Показник заломлення	1,00026825 ± 1,0E−8
Повітря у Вікісховищі

Повітря — життєво важливий компонент довкілля (навколишнього природного середовища)^[2].

Термін

Латинська назва повітря aër походить від дав.-гр. ἀήρ, що виводиться від пра-і.є. *aews- («схід», «світанок»). Похідний корінь аеро- присутній у багатьох пов'язаних термінах: аероплан, аеродром, аеродинаміка тощо.

Українська назва повітря за походженням пов'язана з вітер: схожі слова існують і в інших слов'янських мовах (біл. паветра, пол. powietrze). У більшості слов'янських мов слова зі значенням «повітря» пов'язані з прасл. *duxъ, «дух» (рос. і мак. воздух, болг. въздух, чеськ. і словац. vzduh, серб. ваздух/vazduh) і походять від староцерк.-слов. въздухъ (також має значення «великий покрив на потир і дискос»), утвореного від духъ за допомогою приставки въз-^[3]. Із слов'янських це слово було запозичене і в румунську (văzduh), де співіснує з aer. Активно вживалось слово воздух і в староукраїнській мові, трапляється воно й у І. П. Котляревського в «Енеїді»^{[Прим. 1]}, наводиться паралельно з повітря і в Словарі української мови Б. Грінченка^[4]. У XX ст. остаточно виходить з ужитку, заміняючись сучасним повітря^[5]; в СУМ-11, укладеному в 1970-х, лексема воздух наводиться лише в значенні «великий літургійний покрив»^[6], це ж визначення зберігається й у ВТССУМ^[7]. У словенській, хорватській і боснійській вживається слово zrak, пов'язане з прасл. *zorkъ («вигляд», «вид»).

Повітря в атмосфері Землі

Повітря утворює газову оболонку навколо земної кулі завтовшки понад 1000 км. Зі збільшенням висоти повітря стає все розрідженішим, а тиск зменшується. Склад повітря до висот 90—100 км залишається практично незмінним. Вище атмосфера втрачає однорідність і складається переважно з легких газів (гелій, водень)^[8].

Основними компонентами сухого повітря є азот (78,09 % за об'ємом) і кисень (20,95 %), а також невелика кількість аргону (~1 %), вуглекислого газу (~0,03 %), водню та інших газів. Вміст водяної пари в повітрі постійно змінюється (від 0,2 до 3 %) залежно від її агрегатного стану. Повітря містить також тверді й рідкі домішки (аерозолі). Від їх кількості та різновиду залежать процеси поглинання і розсіювання випромінювання, утворення окремих оптичних явищ в атмосфері тощо. Вуглекислий газ є фізіологічним регулятором дихального центру людини і тварин. Концентрація вуглекислого газу в повітрі закритих приміщень, яка зростає одночасно із збільшенням вмісту пилу, мікроорганізмів тощо, є головним показником забруднення повітря^{[джерело?]}. Переважна більшість живих організмів споживають з повітря кисень для дихання. Рослини використовують вуглекислий газ для фотосинтезу, біологічні азотфіксатори використовують азот^[9].

Склад повітря

Склад повітря

Головними складовими частинами повітря (біля земної поверхні) є азот — 78,08 % об'єму, кисень — 20,96 % об'єму та інертні гази — 0,94 % об'єму, у тому числі аргон — близько 0,9 % об'єму. Кількість цих газів у повітрі не змінюється, тому їх називають постійними складовими частинами повітря^{[джерело?]}.

До складу повітря входять також: діоксид вуглецю CO₂ (вуглекислий газ) — близько 0,04 % об'єму — і водяна пара 0,1—2,8 % об'єму. Однак їхня кількість залежно від умов може значно змінюватись, тому їх називають змінними складовими частинами повітря^{[джерело?]}.

Крім того, у повітрі можуть бути різні випадкові домішки, наприклад водень H₂, аміак NH₃, озон O₃, сірководень H₂S, метан CH₄, діоксид сірки SO₂ (сульфітний ангідрид) та інші гази, які потрапляють у повітря внаслідок гниття органічних решток, виверження вулканів, роботи хімічних заводів тощо. Серед випадкових домішок у повітрі також нерідко трапляються дрібні частинки сажі й мінеральних речовин, а також різні мікроорганізми.

Фізичні властивості

Очищене від сторонніх домішок, водяної пари й вуглекислого газу повітря зовсім безбарвне й прозоре. Воно не має ні запаху, ні смаку. Маса 1 дм³ повітря за температури 0 °C та атмосферного тиску 760 мм рт. ст. дорівнює 1,293 г. Середня молярна маса 22,4 дм³/моль• 1,293 г/дм³ = 28,96 г/моль.

За температури —140,7°С і тиску близько 40 атм повітря скраплюється в безбарвну легкорухливу рідину з густиною 0,9 г/см³. Попри дуже низьку температуру кипіння (близько —192°С за звичайного тиску) рідке повітря можна тривалий час зберігати у відкритих посудинах Дьюара. У таких посудинах рідке повітря випаровується дуже повільно.

При обережному кип'ятінні зрідженого повітря його складові частини випаровуються нерівномірно. Спершу випаровується майже чистий азот (t_кип −196 °C), потім — аргон (t_кип −186 °C). Залишається майже чистий кисень (t_кип −183 °C). На цьому ґрунтується використання рідкого повітря в техніці для отримання азоту, кисню і аргону.

Фізичні властивості повітря:

Параметр	Значення
Середня молярна маса	28,96 г/моль
Густина сухого повітря за нормального атмосферного тиску (101325 Па) Температура, °С Значення густини, кг/м³ −25 1,424 0 1,2929 2 1,284 4 1,275 6 1,266 8 1,257 10 1,247 12 1,239 14 1,230 16 1,221 18 1,213 20 1,2047 22 1,197 24 1,189 26 1,181 28 1,173 30 1,165 100 0,946 225 0,7083
Густина зрідженого повітря при −192°С	960 кг/м³
Температура кипіння зрідженого повітря	−192,0°С
Середня питома теплоємність за постійного тиску cp	1,006 кДж/(кг·К)
Середня питома теплоємність за постійного об'єму cv	0,717 кДж/(кг·К)
Показник адіабати	1,40
Швидкість звуку (за нормальних умов)	331,46 м/с (1193 км/год)
Середній коефіцієнт теплового розширення в інтервалі температур 0—100°С	3,67× 10−3 1/К
Коефіцієнт динамічної в'язкості повітря (за нормальних умов)	17,2 мкПа·с
Розчинність у воді	29,18 см3/л
Коефіцієнт теплопровідності повітря за нормального атмосферного тиску (101325 Па) Температура, °С Значення теплопровідності, Вт/(м·К) –173 0,00922 –143 0,01204 –113 0,01404 –83 0,01741 –53 0,01983 –23 0,02207 –3 0,02348 0,1 0,02370 7 0,02417 17 0,02485 27 0,02553 37 0,02621 67 0,02836 97 0,03026
Показник заломлення (за нормальних умов)	1,0002926
Коефіцієнт зміни показника заломлення	2,8× 10−9 1/Pa
Середня поляризованість молекули	2× 10−29

Якість повітря

В Україні

Атмосферне повітря в населених пунктах, на територіях підприємств, установ, організацій та інших об'єктів, повітря у виробничих та інших приміщеннях тривалого чи тимчасового перебування людей повинно відповідати санітарним нормам^[10].

Основними показниками, які визначають якість повітря у виробничих приміщеннях є його температура, відносна вологість та швидкість руху^[11].

Гранично допустимі норми вмісту вуглекислого газу в повітрі житлових, офісних та громадських споруд на 2014 рік не було затверджено^[12].

У Європі

Для оцінки якості повітря у Європі використовують загальний Індекс якості повітря (англ. — Air quality index, AQI). Три різні показники дозволяють зіставляти різні часові масштаби:^[13][14]

• Погодинний індекс описує якість повітря, виходячи з погодинних значень та оновлюється кожну годину;
• Щоденний індекс відповідає за загальні якості повітря попереднього дня, базується на основі щоденних значень і оновлюється раз в день;
• Щорічний індекс демонструє індекс якості повітря протягом всього року і порівнюється з європейськими нормами якості повітря.

В даний час, у всьому світі добова концентрація дрібнодисперсних частинок у повітрі більшу частину часу перевищує рекомендовані межі. Згідно з результатами рецензованого дослідження, опублікованого 6 березня 2023 року в журналі "Lancet Planetary Health", близько 99,82 % території земної кулі схильне до впливу концентрації найдрібніших твердих частинок у повітрі РМ_2.5, що перевищує межу безпеки, рекомендовану ВООЗ. І лише 0,001 % населення земної кулі дихає повітрям, яке вважається прийнятним, йдеться у документі. В ході дослідження вчені з Австралії та Китаю вивчили, як змінилося забруднення повітря за два десятиліття до 2019 року. Було встановлено, що щорічні концентрації РМ_2.5 та кількість днів з високим вмістом РМ_2.5 у Європі та Північній Америці — знизилися, завдяки посиленню норм, що є досить обнадійливим результатом^[15].

Див. також

• Забруднення повітря
  • Забруднення атмосферного повітря в Україні
  • Конвенція про транскордонне забруднення повітря
• Очищення повітря
• Дихальна суміш
• Азотна станція

Примітки

1. Наприклад, у п'ятій частині: «І воздух грімом наповняєть; На всіх напав великий страх!»