Comparto Aria Comparto ARIA.

L'aria è la miscela di aeriformi (gas e vapori) costituente l'atmosfera terrestre. E' definibile, in un contesto non scientifico, come uno degli elementi "classici" (aria, acqua, suolo) dell'ambiente che dà origine e vita all'umanità e alle altre specie viventi sul nostro pianeta terra. Il termine "aria" deriva dal latino aer e dal greco ἀήρ, probabilmente correlato da una radice awer. La parola è associata nelle varie lingue indoeuropee al vento, alla luce e al cielo.               

Composizione dell'aria

L'aria secca al suolo è composta all'incirca per il 78% V/V di azoto, per il 21% V/V di ossigeno e per l'0.03% V/V di anidride carbonica, più altri componenti in quantità minori. La cosiddetta aria umida può contenere fino a un 7% di vapore acqueo; tale percentuale dipende dal tasso di umidità relativa dell'aria e dalla temperatura ed è limitata dalla pressione di vapore saturo dell'acqua. La massima percentuale contenibile dipende dalla temperatura, varia da valori prossimi allo 0% a -40°, a circa 0,5% a 0°, al 5-7% intorno ai 40°. Il tasso di diossido di carbonio risulta molto variabile negli ultimi tempi. In particolare le attività umane (industria, inquinamento, combustione, deforestazione, ecc...) hanno prodotto nell'ultimo secolo un grosso incremento di questa percentuale, passata da circa 280 ppm nel 1900 a 315 ppm nel 1970 e a 350 ppm (0.035%) negli ultimi anni. La concentrazione di tale componente sembra essere (insieme a quella del metano ed altri gas) uno dei responsabili principali dell'effetto serra. Infine, mentre la pressione dell'aria cambia fortemente con l'altitudine (si riduce a 1/2 a circa 5.500 m, a 1/10 a 16.000 m e a 1/100 a 32.000 m), la composizione percentuale dei principali costituenti (azoto, ossigeno e gas rari) non subisce variazioni fino a 80-100 km. Questo perché esistono turbolenze su larga scala che ne provocano un continuo rimescolamento. Al di sopra di tale quota la radiazione solare provoca una dissociazione dei gas, che passano dallo stato molecolare a quello atomico, e varie reazioni chimiche fanno variare considerevolmente la sua composizione. 

Composizione dell'atmosfera terrestre

Composizione dell'Aria Secca
Nome Formula Proporzione o frazione molecolare % (m/m)
Azoto N2 78,08 % 75,37
Ossigeno O2 20,95 % 23,1
Argon Ar 0,934 % 1,41
Diossido di carbonio CO2 387 ppm (fine 2009)  
Neon Ne 18,18 ppm  
Elio He 5,24 ppm  
Monossido di azoto NO 5 ppm  
Kripton Kr 1,14 ppm  
Metano CH4 1/2 ppm  
Idrogeno H2 0,5 ppm  
Ossido di azoto N2O 0,5 ppm  
Xeno Xe 0,087 ppm  
Diossido di azoto NO2 0,02 ppm  
Ozono O3 da 0 a 0,01 ppm  
Radon Rn 6,0x10-14 ppm

 

Nota : 1 ppm (parte per milione) = 0,0001 %

La pressione atmosferica

La pressione atmosferica misura l'effetto che la spinta dell'aria ha sulla superficie con cui è a contatto. A parità di superficie, la pressione è tanto più grande quanto più grande è la spinta.

Caratteristiche e proprietà fisiche dell'aria

Rapporto tra i calori specifici cp/cv = 1,4

  • Calore specifico a pressione costante cp = 1005 J / (kg × K)
  • Costante specifica dell'aria secca
  • Peso molecolare medio = 28,9644
  • Temperatura critica = -140,6 °C
  • Pressione critica = 3769,290 kPa

Proprietà fisiche dell'aria in funzione della temperatura

Temperatura (°C)  Densità ρ (kg/m³)  Viscosità dinamica μ (Pa·s) Viscosità cinematica V = μ /p (m2/s )
 0 1.293 1.71×10−5  1.32×10−5
 10 1.247 1.76×10−5  1.41×10−5
 15  1.225 1.78×10−5 1.45×10−5
 20  1.205  1.81×10−5  1.50×10−5
 30  1.165 1.86×10−5  1.60×10−5