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空气的基本介绍

空气（Air，kōng qì），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气体混合，为此，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年最新数据），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。

从地面到10~12千米以内的这一层空气，它是大气层最底下的一层，叫做对流层。主要的天气现象，如云、雨、雪、雹等都发生在这一层里。 在对流层的上面，直到大约50千米高的这一层，叫做平流层。平流层里的空气比对流层稀薄得多了，那里的水汽和尘埃的含量非常少，所以很少有天气现象了。从平流层以上到80千米这一层，有人称它为中间层，这一层内温度随高度降低。 在80千米以上，到500千米左右这一层的空间，叫做热层，这一层内温度很高，昼夜变化很大。

从地面以上大约50千米开始，到大约1000千米高的这一层，叫做电离层。美丽的极光就出现在电离层中。

在离地面500千米以上的叫外大气层，也叫磁力层，它是大气层的最外层，是大气层向星际空间过渡的区域，外面没有什么明显的边界。在通常情况下，上部界限在地磁极附近较低，近磁赤道上空在向太阳一侧，约有9~10个地球半径高，换句话说，大约有65000千米高。在这里空气极其稀薄。

物理性质

空气无色无味，气态。

在0℃及一个标准大气压下（1.013×10^5 Pa）空气密度为1.293g/L 。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)

空气的相对分子质量是29。

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黄色液体。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*10**6erg g**(-1) K**(-1)，平均分子量=28.966g mol**(-1) ，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)。