A levegő sűrűsége változó. Ahol kisebb, ott megritkult a levegő. Nézzük meg, mit jelent a ritka levegő, és milyen tulajdonságok jellemzik.
A Föld gázhéja
A levegő megfoghatatlan, de rendkívül fontos alkotóeleme bolygónknak. Részt vesz az energiacsere folyamatában, támogatja az élőlények összes létfontosságú funkcióját. Elősegíti a hangok átvitelét, megakadályozza a Földet a hipotermiától és megvédi a túlzott napsugárzástól.
A levegő a bolygó külső héja, az úgynevezett légkör. Számos gázból áll: neon, argon, hidrogén, metán, hélium, kripton stb. A fő rész az oxigén és a nitrogén, amelyek a levegő 98-99%-át teszik ki.
A gázok aránya és mennyisége változhat. Tehát az autók kipufogógázai és a gyárak károsanyag-kibocsátása miatt a városi levegő telítettebb szén-dioxiddal. Az erdőkben, azokon a területeken, ahol nincs ipar, megnő az oxigén mennyisége. De a legelőn a tehenek emésztés közben kibocsátott metán aránya növekszik.
Légsűrűség
A gázburok sűrűségét számos tényező befolyásolja, a világ különböző részein és különböző helyekenmagasságban különbözik. Az alacsony sűrűségű levegő ritka levegő (a "ritka" szóból). Minél ritkább, annál távolabb vannak egymástól a molekulái.
A sűrűség azt mutatja meg, hogy mennyi levegő van egy köbméter térfogatban. Ennek az értéknek a szabványa 1,293 kilogramm köbméterenként normál körülmények között és száraz levegőn.
A fizikai tudományban szokás különbséget tenni a fajlagos és a tömegsűrűség között. A fajlagos meghatározza, hogy mennyi levegő tömege van egy köbméterben. Ez a földrajzi szélességtől és a bolygó forgásának tehetetlenségétől függ. A tömeg meghatározása a légköri nyomás, az abszolút hőmérséklet és a fajlagos gázállandó alapján történik.
A ritkított levegő fő előfordulási mintáit és alapelveit Gay-Lussac és Boyle-Mariotte törvénye írja le. Szerintük minél magasabb a hőmérséklet és minél alacsonyabb a nyomás, annál ritkább a levegő. Ugyanakkor a páratartalma is fontos: növekedésével a sűrűség csökken.
Ritkült levegő és magasság
A Föld vonzási ereje, mint egy mágnes, magához vonzza az összes rendelkezésére álló testet. Ezért sétálunk, és nem kaotikusan lebegünk az űrben. Ezért több anyagmolekula gyűlik össze az alján, ami azt jelenti, hogy sűrűsége és nyomása is nagyobb a földfelszínen. Minél távolabb van ettől, annál kevésbé vannak ezek a mutatók.
Észrevetted, hogy amikor nagy magasságba mászik, például a hegyekben, nehezebb lesz lélegezni? Mindezt a megritkult levegő miatt. Magasság mellett a teljes oxigéntartalom egy literbenkevesebb a levegő. Nem telíti megfelelően a vért, és nehezen lélegzünk.
A Mount Everest magassága 8488 méter. A csúcson a levegő sűrűsége a tengerszinti szabványsűrűség egyharmada. Az ember már 1500-2500 méteres magasságban is észreveszi a változásokat. Ezenkívül a sűrűség és a nyomás változása élesebben érezhető, és már potenciális egészségügyi kockázatot jelent.
A legritkább levegő az exoszférára – a légkör külső rétegére – jellemző. A földfelszín felett 500-1000 kilométeres magasságból indul ki. Simán átjut a nyílt térbe, ahol a tér közel van a vákuum állapotához. A gáz nyomása és sűrűsége az űrben nagyon alacsony.
Helikopter és ritka levegő
Sok múlik a levegő sűrűségén. Például meghatároz egy "mennyezetet" a földfelszín fölé való emeléshez. Egy személynek tízezer méter. De ahhoz, hogy ezt a magasságot megmászzuk, hosszú előkészületekre van szükség.
A repülőgépeknek is megvannak a maguk határai. Helikoptereknél ez körülbelül 6 ezer méter. Sokkal kevesebbet, mint a repülők. Mindent ennek a "madárnak" a tervezési jellemzői és működési elvei magyaráznak.
A helikopter légcsavarokkal növeli az emelést. Pörögnek, két áramra osztják a levegőt: felettük és alattuk. A felső részben a levegő a csavarok irányába mozog, az alsó részben - ellen. Így a sűrűség a készülék szárnya alatt nagyobb lesz, mint fölötte. Úgy tűnik, hogy a helikopter a levegőre támaszkodikés felszáll.
A ritka levegő nem teszi lehetővé a kívánt nyomás létrehozását. Ilyen körülmények között nagymértékben növelni kell a motor teljesítményét és a légcsavarok sebességét, amit maguk az anyagok nem fognak ellenállni. A helikopterek általában sűrűbb levegőben repülnek 3-4 ezer méteres magasságban. Jean Boulet pilóta csak egyszer emelte 12,5 ezer méterre az autóját, azonban a motor kigyulladt.
