Наверное, вопрос, что тяжелее – воздух или углекислый газ, может возникнуть у любого человека. С одной стороны дышать воздухом приходится постоянно – без него даже натренированный человек не продержится дольше нескольких минут. С другой – каждый с детства знает, что при дыхании выделяется углекислый газ. Поэтому давайте разберемся с этим вопросом более детально.
Состав воздуха
Воздух, в отличие от углекислого газа, является не одним веществом, а сложнейшей смесью, в состав которой входят больше десяти веществ. И это только нормальный воздух, а не городской, в который входит еще несколько десятков опасных для человека ингредиентов.
Итак, самая большая доля приходится на азот – воздух состоит из него на 76%. Он не поддерживает горение, не используется при дыхании.
А вот следующий компонент жизненно важен всему живому – кислород. Его в составе воздуха значительно меньше, лишь 23%. Но именно он позволяет человеку, животным, птицам, рыбам и растениям жить. Да-да, растения тоже дышат, хотя это и известно не всем.
Третий газ в составе воздуха – аргон. Его уже совсем немного, лишь 1,3 процента. В живой природе он также почти не применяется, зато активно используется людьми в разных сферах деятельности.
Четвертое же место занимает именно углекислый газ. Правда, количество очень невелико – только 0,046%. Представьте себе, все заводы, автомобили и живые существа на планете почти не могут повысить этот показатель. Хотя, по прогнозам экологов, вредное производство и вырубка лесов приводят к тому, что этот показатель все-таки увеличивается.
Также воздух состоит из неона, криптона, метана, гелия, водорода и ксенона. Последний занимает всего 0,00004% от общей массы. Другие примеси настолько незначительны, что о них можно и не говорить.
Из чего состоит углекислый газ?
Углекислый газ же представляет собой отдельное вещество. Его формула – СО2. Что интересно, в отличие от большинства химических смесей, в природе он совершенно не существует в жидком состоянии. Встречается только в газообразном и твердом, постепенно переходя из одного состояния в другое при определенных условиях.
Он легко пропускает ультрафиолетовые лучи, позволяя Солнцу обогревать Землю. А вот инфракрасное тепло, исходящее от поверхности планеты, не пропускает. Из-за этого оно накапливается, и постепенно температура во всем мире повышается. Это и называется парниковым эффектом, из-за которого экологи всего мира бьют тревогу.
Сравнение плотности
Ученые любят все взвешивать, сравнивать и анализировать. Разумеется, этой участи не избежали и воздух с углекислым газом. Путем сложнейших вычислений с использованием современного оборудования удалось предельно точно установить плотность обоих веществ. Зная их, можно определить, что тяжелее – воздух или углекислый газ, а что – легче.
Для углекислого газа этот показатель составляет 1,977 килограмма на кубический метр. У обычного воздуха же меньше – всего 1,204 кг/м3. Однако стоит учитывать, что столь чистый воздух в природе редко встречается – обычно в нем присутствует также пыль, влага и различные примеси.
Но с научной точки зрения рассматривать следует именно эталонные показатели. Поэтому можно с уверенностью сказать, во сколько раз углекислый газ тяжелее воздуха – почти в 1,64 раза.
Почему они важны?
О важности воздуха уже говорилось выше. Но любой образованный человек и так прекрасно знает, что без него ничто живое на планете Земля не смогло бы выжить в принципе.
А вот что можно сказать про углекислый газ? Парадоксально, но если он внезапно исчезнет с Земли, то и человечество вымрет удивительно быстро. Дело даже не в том, что углекислый газ активно применяется в различных сферах промышленности. Просто он необходим растениям.
Как говорилось выше, любые живые организмы дышат кислородом. И растения – не исключение. Однако им также необходим углекислый газ. Ведь на свету в зеленых клетках активно идет процесс фотосинтеза. Он заключается в расщеплении клеток CO2 на углерод и кислород. Последний выделяется в атмосферу (или в воду, если речь идет о зеленых водорослях, в которых также идет фотосинтез), а углерод используется для построения новых клеток и роста растений. Если весь углекислый газ исчезнет, то и процесс фотосинтеза замрет. А значит, растения перестанут расти, животные и люди останутся без еды, что очень быстро приведет к голоду и вымиранию всего человечества.
Где используется разница массы?
Зная, что тяжелее – воздух или углекислый газ, можно предположить, что последний всегда стремится вниз. И это можно использовать на практике. Например, применяется данный эффект водолазами при погружении с колпаком. Запас воздуха здесь ограничен, и, если бы углекислый газ смешивался с ним равномерно, дыхание было бы затруднено. Но его избыток преимущественно выделяется и опускается ниже, позволяя человеку легко дышать.
Применяется этот эффект и при пожаротушении. Углекислым газом заправляют специальные огнетушители – углекислотные. Когда сжиженный газ вырывается из раструба, он тут же расширяется примерно в 400-500 раз, заодно охлаждаясь на 72 градуса. Уже этого достаточно, чтобы многие горящие предметы потухли. Но тяжелый газ расползается по полу и горящим предметам, вытесняя воздух. Так как СО2 не поддерживает горение, то пламя, оставшись без подпитки кислородом, просто гаснет.
Заключение
На этом можно закончить статью. Теперь вам известно, что тяжелее – воздух или углекислый газ, и во сколько раз. Заодно вы узнали об основных свойствах обоих веществ, их важности в природе, а также использовании разницы плотности в человеческой жизни. Будем надеяться, что эта информация окажется для вас полезной.
