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  • 空氣的密度是多少g/cm3(氧氣的密度是多少kgm3)

    引用:

    空氣體中的氧含量基本相同還是有顯著差異?今天,我們一起來了解一下。

    空氣的密度是多少g/cm3(氧氣的密度是多少kgm3)

    一、空氣中的含氧量,到底是多少?

    根據常識和基礎數據,正??諝怏w成分計算如下:氮氣(N2)約占78.1%,氧氣(O2)約占20.9%,稀有氣體(He He、Ne、Ar、氪、Kr、Xe、氡、Rn)約占0.939%,二氧化碳約占78.1%。簡單來說,氮氣約占78%,氧氣約占21%,其他氣體如稀有氣體約占1%。

    但不同地區(如東部上海/青島,中部鄭州/武漢,西部成都/烏魯木齊,北部哈爾濱/呼和浩特,南部廣州/???,高海拔地區如西藏日喀則/拉薩,云南香格里拉/麗江,青海西寧等。),不同季節(春夏秋冬,特別是還是會有顯著變化?

    這樣,在上述三種不同變量下,氧含量是否不同,確實是一個值得思考的問題,讓我們對空氣體中的氧含量有更深入的了解。

    二、區分兩個概念:相對含量和絕對含量

    相對含量:(體積比)

    從長時間空來看空氣體的成分變化可以分為兩個階段,一個是原始大氣,一個是現代大氣。原始大氣以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨為主,這意味著在原始綠色植物出現之前;綠色植物出現后,植物在光合作用中釋放的游離氧將原來大氣中的一氧化碳氧化成二氧化碳,甲烷氧化成水蒸氣和二氧化碳,氨氧化成水蒸氣和氮氣。植物光合作用過程中吸收了大部分二氧化碳,在空氣體中發現了越來越多的氧氣,最終形成了以氮氣和氧氣為主的現代空氣體。

    現代空氣體成分復雜,但氮氣、氧氣、稀有氣體等主要成分的比例一般是固定的??梢哉f在很短的歷史時期內空氣體中氧的相對含量是基本穩定的。至少現在的事實是,自從人類可以測量大氣中的氧氣含量以來,氧氣的比例至今變化不大,體積比例一直保持在21%左右。

    這是相對內容。從這個角度來看,在海拔不同的地區,在不同的季節,空氣體和氧氣含量的比例基本相同。一個測量范圍為0~25%的普通便攜式氧氣檢測儀就可以勝任日常檢測。

    絕對含量:(質量濃度或氧氣密度)

    一個很少使用的表達式是空氣體中氧的絕對含量,可以描述為單位空氣體中氧的質量含量或密度,即空氣體中氧的濃度是多少mg/L或g/m3。

    其實這個內容對我們的日常生活也有很大的影響。比如我們經常提到的缺氧、富氧、高空空氣體稀薄等類似說法。,也表達了對空氣體中氧的絕對值的一些關注。

    如前所述,氧氣在空氣體中的體積比例是長期平衡的結果,相對穩定。那么它的質量濃度會不會隨著不同地區的海拔高度、季節氣候等條件而有明顯的差異呢?這個比較復雜。下面我們先來看一些相關的觀察和研究。

    三、空氣中的含氧質量,會隨各地區海拔、季節變化嗎?

    通過梳理相關資料,參考2020年發表在《物理與工程學報》上的邵云和吳欣怡的一項研究(以杭、拉薩為例),總結空氣體中氧含量與海拔和季節的關系,可以得到以下基本信息和結論。

    第一,氧氣在空氣體中的相對體積比是相對固定的(約21%),不會隨海拔和季節發生明顯變化,但空氣體單位體積的氧氣質量會發生變化;

    二、海拔高度對空氣體單位體積絕對氧含量的影響非常明顯,主要是隨著海拔高度的增加,氣壓和氧分壓降低,所以空氣體的密度和其中的氧密度也會降低,氧含量明顯低于低海拔地區(即隨著海拔高度的增加影響很大)。同理,空。

    第三,一些數據給出了氧含量隨海拔變化的一些理論值。這個理論值會受到不同季節、氣候、地理環境的影響,所以這個理論中的數據和一些區域研究數據并不一樣,甚至差別很大。

    雖然海拔越高空氣體中的氧含量越低,但這并不像海拔和溫度那樣呈線性關系(海拔每升高1000米,溫度下降6攝氏度)。上圖和實際情況相差很大。原因很多,比如空氣體中的氧含量受近地面影響很大,在高空氣體中找不到固定的測量值??偟膩碚f,這種對氣象環境的研究是相當復雜的,并沒有特別準確和大體一致的結果。

    第四,季節對空氣體中的絕對氧含量也有明顯的影響。在杭州海平面,夏季7月的平均大氣壓比冬季1月低2%左右,氧分壓低5%左右,氧的分子密度低12.5%左右。拉薩(3650米)冬季1月地表平均大氣壓和氧分壓與夏季7月基本相同,相差不到1%,而氧的分子密度高7%左右。

    第五,如果要計算大氣中的氧氣含量,首先要去除大氣中的水分(主要是水蒸氣)。這些水汽對含氧量也有一定影響(如晴天和雨天),但沒有海拔和季節影響大。

    四、總結

    以上討論表明空氣體中氧的相對體積比是相對固定的,在短歷史中不會在短時間內發生明顯變化,也不會隨著海拔高度的天氣而發生明顯變化。

    但單位空 空氣體中的絕對氧含量(氧質量或密度)本質上受大氣中氣壓、溫度、水汽含量等因素的影響,所以會隨著海拔高度、季節變化、天氣變化而變化。其中,海拔和季節對氧密度的影響比較明顯,而天氣的影響較小,這一點只有通過廣泛而詳細的實際測試來驗證。

    在數據整理和分析的過程中,作者引用了一些來自互聯網的基本資料。如有不當之處,請指出。

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