Lucht
is het
homogene
mengsel
van
gassen
in de onderste lagen van de
aardatmosfeer
.
Lucht bestaat voor ongeveer 78
vol.-%
uit
stikstofgas
, 21 vol.-% uit
zuurstofgas
en bijna 1%
argon
. Daarnaast bevat lucht sporen van andere
edelgassen
, en sterk wisselende hoeveelheden
waterdamp
(0,7 vol.-%), en
koolstofdioxide
(CO₂, ook wel koolzuurgas genoemd).
In de buitenlucht bedraagt de hoeveelheid koolstofdioxide ongeveer 0,04 vol.-%; binnen een woning kan dit, als er gestookt of gekookt wordt, veel hoger zijn. Uitgeademde lucht bevat 14?16 vol.-% zuurstof en 4?5 vol.-% CO
2
.
Door hogere mondiale concentraties versterkt koolstofdioxide het
broeikaseffect
op aarde. Sinds de
industriele revolutie
is de concentratie koolstofdioxide in de atmosfeer toegenomen van ongeveer 0,03 vol.-% naar inmiddels meer dan 0,04 vol.-% (ongeveer 400
ppmv
).
De samenstelling van de lucht varieert met de
hoogte
. Omdat stikstof (atoommassa 14) minder weegt dan zuurstof (met atoommassa 16) is er op grotere hoogte verhoudingsgewijs minder zuurstof aanwezig.
Droge lucht, die dus weinig waterdamp bevat, is een zeer goede
warmte-isolator
en heeft ook een lage
warmtecapaciteit
. Daarom wordt droge lucht gebruikt in
dubbel glas
voor het isoleren van gebouwen.
In droge lucht, zoals in een
sauna
, kan een mens goed hoge temperaturen verdragen: door het sterke
zweten
, waarbij het zweet in de droge, hete lucht snel
verdampt
, koelt de huid af en treedt er niet snel
oververhitting
op.
De
druk van de lucht
is op
zeeniveau
het hoogst: gemiddeld 1013
hPa
. Op grote hoogte is de luchtdruk zodanig laag dat
hemoglobine
in het
bloed
minder goed zuurstof aan zich kan binden. Om dit te verhelpen beschikken
vliegtuigen
over een
drukcabine
.
Gecomprimeerde lucht
in
persluchtflessen
wordt als
ademlucht
gebruikt door
duikers
en de
brandweer
. Met een
reduceerventiel
wordt de hoge luchtdruk uit de fles, voorafgaand aan het inademen, teruggebracht naar de heersende druk onder water: de absolute druk, die de optelsom vormt van de
atmosferische druk
en de
hydrostatische druk
.
De
luchtdichtheid
van droge lucht op zeeniveau (bij een
luchtdruk
van 1
atmosfeer
= 101.300
Pa
) bedraagt 1,293 kg/m
3
bij een temperatuur van 0 °C, en 1,205 kg/m
3
bij 20 °C. De
dichtheid
van de lucht neemt af met toenemende hoogte. Op 32 km hoogte bedraagt zij minder dan 1% van de dichtheid op zeeniveau; de dichtheid van lucht op de top van de
Mount Everest
(8848 meter) bedraagt circa 0,425 kg/m
3
.
Met afnemende luchtdruk neemt ook het
kookpunt
van water navenant af. Op de top van de Mount Everest kookt water al bij 69° Celsius.
De dichtheid van lucht is bij verschillende drukken te berekenen door benaderend de
algemene gaswet
te gebruiken, die uitgaat van een
ideaal gas
:
Met:
- ρ
=
luchtdichtheid
in
kg
/m³
- R
= 8,314472
J
mol
?1
K
?1
de
gasconstante
- p
= de luchtdruk in
pascal
- M
= de
molaire massa
in kg/mol
- T
= de absolute temperatuur in
kelvin
.
Gevoelstemperatuur, hitte-index en chillfactor
[
bewerken
|
brontekst bewerken
]
De met een
thermometer
gemeten
luchttemperatuur
kan sterk afwijken van de door de mens ervaren temperatuur, de
gevoelstemperatuur
. Bij gelijke temperatuur stijgt de gevoelstemperatuur met toenemende
luchtvochtigheid
, de gevoelstemperatuur bij warm weer is de hitte-index. Bij gelijke temperatuur daalt de gevoelstemperatuur met toenemende
windsterkte
, de ervaren temperatuur bij koud winderig weer is de
chillfactor
.
Het
fysiologische
mechanisme hierachter is dat bij hoge luchtvochtigheid de
huid
weinig lichaamsvocht aan de reeds met vocht verzadigde lucht kan afstaan via
transpiratie
, wat afkoeling bemoeilijkt. Bij een hoge omgevingstemperatuur bestaat dan met name bij zware lichamelijke inspanning het gevaar van
oververhitting
.
[1]
Bij koud, winderig weer wordt daarentegen de lichaamswarmte juist heel snel afgevoerd en bestaat het gevaar van
onderkoeling
.
[2]
Gevoelstemperatuur is dus geen psychologisch effect, maar een meetbaar fenomeen dat vastgesteld kan worden met een thermometer in een vochtige lap. Onder windstille omstandigheden neemt de thermometer de omgevingstemperatuur aan, maar een luchtstroom over de vochtige lap leidt tot meetbare afkoeling door verdamping. Als dit op de juiste manier wordt uitgevoerd, kan zo de
natteboltemperatuur
gemeten worden.
Als boven een, door intensieve
zonnestraling
verwarmde,
bodem
de luchttemperatuur in opeenvolgende luchtlagen sterk varieert, kan er een
luchtspiegeling
of
fata morgana
ontstaan.
Poollicht
ontstaat doordat energierijke geladen deeltjes, afkomstig van de zon (de
zonnewind
), in botsing komen met losse
zuurstof
- en
stikstofatomen
hoog in de atmosfeer, die daardoor
geioniseerd
worden. Als de gevormde stikstof- en zuurstofionen vervolgens weer worden teruggevormd tot atomen komt er energie vrij in de vorm van licht, het poollicht.
Lucht heeft een theoretische
molaire massa
van 28,97 g/mol.
[3]
De
geluidssnelheid
is afhankelijk van de luchtdichtheid. Omdat de luchtdichtheid afneemt met toenemende hoogte, hangt de geluidssnelheid af van de hoogte. Op zeeniveau bedraagt de geluidssnelheid 340 m/s, op 10 km hoogte nog slechts 300 m/s.
[4]
In de
klassieke filosofie
was lucht een van de
vier 'elementen'
: aarde, water, vuur en lucht. Pas in 1770 werd door
Carl Wilhelm Scheele
ontdekt dat lucht wordt gevormd door een
mengsel
van verschillende gassen.
Henry Cavendish
heeft het aandeel van ieder van deze in lucht aanwezige gassen
kwantitatief
zeer nauwkeurig bepaald.
[3]
Tot aan de zeventiende eeuw werd verondersteld dat er lucht door de
slagaderen
van het
lichaam
stroomde. Als iemand overleden is, zijn de slagaders namelijk leeg. De ontdekking van de
bloedsomloop
door
William Harvey
in 1628
weerlegde
deze theorie.
Lucht komt in verschillende
idiomatische
Nederlandse uitdrukkingen voor.
Bronnen, noten en/of referenties
|