空气

空气

空气（Air），我们每天都呼吸着的“生命气体”，它分层覆盖在地球表面，透明且无色无味，它主要由氮气和氧气组成，对人类的生存和生产有重要影响。

空气是指地球大气层中的混合气体，因此空气属于混合物，它主要由氮气、氧气、稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡），二氧化碳以及其他物质（如水蒸气、杂质等）组合而成。其中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）的体积分数约为0.934%，二氧化碳的体积分数约为0.04%（2017年数据），其他物质（如水蒸气、杂质等）的体积分数约为0.002%。空气的成分不是固定的，随着高度的改变、气压的改变，空气的组成比例也会改变。但是长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质，直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。19世纪末，科学家们又通过大量的实验发现，空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。

在自然状态下空气是无色无味的。

空气中的氧气对于所有需氧生物来说是必须的。所有动物都需要呼吸氧气，绿色植物的呼吸作用也需要氧气。此外绿色植物利用空气中的二氧化碳进行光合作用，空气几乎是所有植物所需二氧化碳的唯一来源。

物理性质

空气无色无味，气态。

在0℃及一个标准大气压下（1.013×105 Pa）空气密度为1.29 kg/m³ 。把气体在0℃和一个标准大气压下的状态称为标准状态，空气在标准状态下可视为理想气体，其摩尔体积为22.4L/ mol。

空气的比热容与温度有关，温度为250K时,空气的定压比热容cp=1.003kJ/(kg·K)，300K时，空气的定压比热容cp=1.005kJ/(kg·K)。

空气的阻抗约为377欧姆。

常温下的空气是无色无味的气体，液态空气则是一种易流动的浅蓝色液体。一般当空气被液化时二氧化碳已经清除掉，因而液态空气的组成是20.95%氧，78.12%氮和0.93%氩，其它组分含量甚微，可以略而不计。

在标准状态下在空气的声速为331.5m/s。

干燥空气的摩尔质量为28.9634g/mol。

在标准状态下空气对可见光的折射率约为1.00029。它随气压、气温和空气成分变化。尤其湿度对于折射率的影响比较大，相应地光速在空气中也随之改变。

比热容：

• = 1.005 kJ/(kg·K) = 0.279 kWh/(Tonne K)（等压过程）

• = 0.718 kJ/(kg·K) = 0.199 kWh/(Tonne K)（等容过程）

不含水蒸气的空气被称为干空气。干空气的气体常数为2.8704×106，平均分子量=28.966，定压比热=7R/2=0.240 cal·g-1·K-1，干空气定容比热=5R/2=0.171 cal·g-1·K-1。

组成成分

体积含量

氮气：78.09%    氧气：20.95%    稀有气体：0.932%     二氧化碳：0.034%  水蒸汽和杂质：0.02%

空气是多种气体的混合物。它的恒定组成部分为氧气、氮气、稀有气体，可变组成部分为二氧化碳和水蒸气，它们在空气中的含量随地理位置和温度不同在很小限度的范围内会微有变动。至于空气中的不定组成部分，则随不同地区变化而有不同，例如，靠近冶金工厂的地方会含有二氧化硫，靠近氯碱工厂的地方会含有氯等等。此外空气中还有微量的氢气、臭氧、氧化二氮、甲烷以及或多或少的尘埃。

实验证明，空气中恒定组成部分的含量百分比，在离地面100km高度以内几乎是不变的。以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，稀有气体约占0.934%。

一般说来，空气的成分是比较固定的。这对于人类和其它动植物的生存是非常重要的。但随着现代化工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘，改变了空气的成分，造成了对空气的污染。被污染了的空气会严重地损害人体的健康，影响作物的生长，造成对自然资源以及建筑物等的破坏。

排放到空气中的有害物质，大致可分为粉尘和气体两大类。从世界范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。这些气体主要来自矿物燃料（煤和石油）的燃烧和工厂的废气。