§ 12. Воздух и его состав

В составе воздуха преобладают азот и кислород. В школьных расчётах для сухого воздуха обычно принимают примерно 78% азота и 21% кислорода по объёму. На остальные газы приходится около одного процента: это главным образом аргон, а также углекислый газ и другие компоненты. Содержание водяного пара меняется, поэтому влажный воздух может отличаться от принятой расчётной модели.

Смесь не имеет единой химической формулы. Выражение «молекула воздуха» неправильно: в воздухе находятся молекулы разных веществ и отдельные атомы благородных газов. Компоненты сохраняют характерные свойства. Опыт Лавуазье с нагреванием ртути показал, что часть воздуха связывается веществом, а оставшаяся часть не поддерживает дыхание. Это помогло установить неоднородный химический состав внешне однородного воздуха.

Объёмная доля газа равна отношению его объёма к общему объёму смеси при одинаковых условиях. Её обозначают буквой φ и выражают долей единицы либо процентами. Например, если в 100 л смеси содержится 21 л кислорода, его доля равна 0,21, или 21%. Сумма долей всех компонентов должна составлять единицу, то есть сто процентов.

По известной доле легко найти объём нужного газа: объём смеси умножают на долю, записанную десятичной дробью. В 200 л воздуха при принятой доле кислорода 0,21 получится 42 л кислорода. Обратная задача требует деления объёма компонента на его долю. Перед вычислением все объёмы переводят в одинаковые единицы. Числа для малых примесей в учебных задачах используют как данные условия, а не как неизменные характеристики атмосферы.