เนื้อหา
- การดำรงอยู่ของอากาศ
- บรรยากาศแรกของโลก
- บรรยากาศชั้นสองของโลก
- บรรยากาศในโลกที่สาม (และปัจจุบัน)
- อาศัยอยู่ในมหาสมุทรแห่งอากาศ
- อากาศ (เกือบ) ทุกที่
ชีวิตบนโลกแหวกว่ายที่ก้นมหาสมุทร ผู้เข้าชมจากที่อื่นในระบบสุริยะจะไม่พบชั้นบรรยากาศของโลกที่เชื้อเชิญ แม้แต่รูปแบบชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดของโลกก็ยังพบว่ามวลอากาศโลกเป็นพิษในปัจจุบัน แต่ชาวโลกก็เจริญเติบโตได้ในส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจนที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมนุษย์เรียกว่าอากาศ
การดำรงอยู่ของอากาศ
การมีอยู่ของอากาศบนโลกเช่นเดียวกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่นเริ่มต้นก่อนที่ดาวเคราะห์จะก่อตัวขึ้น บรรยากาศปัจจุบันของโลกได้รับการพัฒนาผ่านลำดับเหตุการณ์ที่เริ่มต้นด้วย รวมระบบสุริยะ
บรรยากาศแรกของโลก
ชั้นบรรยากาศของโลกเช่นฝุ่นและหินที่ก่อตัวเป็นโลกยุคแรกเกิดขึ้นพร้อมกันเมื่อระบบสุริยะก่อตัวขึ้น บรรยากาศแรกนั้นเป็นชั้นบาง ๆ ไฮโดรเจนและฮีเลียม ที่พัดจากความโกลาหลของหินร้อนที่ในที่สุดจะกลายเป็นโลก บรรยากาศไฮโดรเจนและฮีเลียมชั่วคราวนี้มาจากเศษก๊าซที่กลายเป็นดวงอาทิตย์
บรรยากาศชั้นสองของโลก
ก้อนหินร้อนที่กลายเป็นโลกใช้เวลานานในการทำให้เย็นลง ภูเขาไฟระเบิดและปล่อยก๊าซจากภายในโลกมาหลายล้านปี ก๊าซที่ปล่อยออกมาประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ไอน้ำไฮโดรเจนซัลไฟด์และแอมโมเนีย เมื่อเวลาผ่านไปก๊าซเหล่านี้สะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกที่สอง หลังจากนั้นประมาณ 500 ล้านปี โลกเย็นลงพอที่น้ำจะเริ่มสะสมตัวทำให้โลกเย็นลงและในที่สุดก็ก่อตัวเป็นมหาสมุทรแห่งแรกของโลก
บรรยากาศในโลกที่สาม (และปัจจุบัน)
ซากดึกดำบรรพ์ที่รู้จักกันดีครั้งแรกของโลกคือแบคทีเรียด้วยกล้องจุลทรรศน์มีอายุประมาณ 3.8 พันล้านปี ประมาณ 2.7 พันล้านปีก่อนไซยาโนแบคทีเรียอาศัยอยู่ในมหาสมุทรโลก ไซยาโนแบคทีเรีย ปล่อยออกซิเจน สู่บรรยากาศผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง เมื่อออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงบริโภคโดยไซยาโนแบคทีเรียที่สังเคราะห์แสง
ในเวลาเดียวกันแสงแดดทำให้แอมโมเนียในชั้นบรรยากาศแตกตัวเป็นไนโตรเจนและไฮโดรเจน ไฮโดรเจนที่เบากว่าอากาศส่วนใหญ่ลอยขึ้นและหนีออกสู่อวกาศในที่สุด อย่างไรก็ตามไนโตรเจนค่อยๆสร้างขึ้นในชั้นบรรยากาศ
เมื่อประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อนการเพิ่มขึ้นของไนโตรเจนและออกซิเจนในบรรยากาศนำไปสู่การเปลี่ยนจากบรรยากาศลดต้นไปสู่ยุคใหม่ บรรยากาศออกซิไดซ์. บรรยากาศปัจจุบันของไนโตรเจนร้อยละ 78, ออกซิเจนร้อยละ 21, อาร์กอนร้อยละ 0.9, คาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 0.03 และก๊าซอื่น ๆ ในปริมาณเล็กน้อยยังคงค่อนข้างคงที่เนื่องจากการสังเคราะห์แสงของพืชและแบคทีเรียที่สมดุลโดยการหายใจของสัตว์
อาศัยอยู่ในมหาสมุทรแห่งอากาศ
สภาพอากาศและชีวิตของโลกส่วนใหญ่เกิดขึ้นในโทรโพสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศใกล้กับพื้นผิวโลก ที่ระดับน้ำทะเลแรงของความดันอากาศจะเท่ากับ 14.70 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI) แรงนี้มาจากมวลของคอลัมน์ทั้งหมดของอากาศเหนือแต่ละตารางนิ้วของพื้นผิว แล้วอากาศมาจากไหนในรถ? เนื่องจากรถยนต์ไม่ได้บรรจุหีบห่อจนเต็มแรงกองกำลังของอากาศด้านบนและรอบ ๆ ตัวรถจึงดันอากาศเข้าไปในรถ
แต่อากาศมาจากไหนในเครื่องบิน? เครื่องบินนั้นมีสุญญากาศมากกว่ารถยนต์ แต่ก็ไม่ได้เป็นสุญญากาศอย่างสมบูรณ์ แรงของอากาศด้านบนและรอบ ๆ ระนาบทำให้เครื่องบินเต็มไปด้วยอากาศ น่าเสียดายที่เครื่องบินสมัยใหม่ล่องไปที่หรือสูงกว่า 30,000 ฟุตซึ่งอากาศบางเกินไปสำหรับมนุษย์ที่จะหายใจ
การเพิ่มความดันอากาศในห้องโดยสารเป็นความดันที่อยู่รอดต้องมีการเปลี่ยนเส้นทางอากาศบางส่วนจากเครื่องยนต์ของเครื่องบิน อากาศที่ถูกอัดและให้ความร้อนด้วยเครื่องยนต์จะเคลื่อนที่ผ่านชุดเครื่องทำความเย็นพัดลมและท่อร่วมก่อนที่จะถูกเติมลงในอากาศในห้องโดยสารของเครื่องบิน เซ็นเซอร์ความดันเปิดและปิดวาล์วระบายเพื่อรักษาความดันอากาศในห้องโดยสารระหว่าง 5,000 ถึง 8,000 ฟุตเหนือระดับน้ำทะเล
การรักษาความกดอากาศให้สูงขึ้นที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นนั้นจำเป็นต้องเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างของเปลือกเครื่องบิน ยิ่งความแตกต่างระหว่างความกดอากาศภายในและแรงดันอากาศภายนอกมากเท่าไร ในขณะที่ความกดอากาศระดับน้ำทะเลเป็นไปได้ความดันจะเทียบเท่ากับ 7,000 ฟุตเหนือระดับน้ำทะเลประมาณ 11 ปอนด์ต่อตารางนิ้วมักใช้ในห้องโดยสารเครื่องบิน ความกดดันนี้สะดวกสบายสำหรับคนส่วนใหญ่ในขณะที่ลดมวลของเครื่องบิน
อากาศ (เกือบ) ทุกที่
แล้วอากาศมาจากไหนในน้ำเดือด คำตอบก็คือ อากาศละลาย ปริมาณของอากาศที่ละลายในน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นปริมาณของอากาศที่สามารถละลายในน้ำจะลดลง เมื่อน้ำมีอุณหภูมิเดือดถึง 212 ° F (100 ° C) อากาศที่ละลายจะออกมาจากสารละลาย เนื่องจากอากาศมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำฟองอากาศจึงลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ
ในทางกลับกันปริมาณอากาศที่สามารถละลายในน้ำเพิ่มขึ้นเมื่อความดันเพิ่มขึ้น จุดเดือดของน้ำลดลงตามระดับความสูงเนื่องจากความดันอากาศลดลง การใช้ฝาปิดช่วยเพิ่มแรงดันบนพื้นผิวของน้ำเพิ่มอุณหภูมิการเดือด ผลกระทบของความดันที่ลดลงต่ออุณหภูมิการเดือดจำเป็นต้องปรับสูตรเมื่อปรุงอาหารที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น