Aria
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L'aria è il miscuglio di gas costituenti l'atmosfera terrestre.
In un contesto non scientifico, l'aria è uno dei quattro elementi 'classici' (aria, acqua, terra, fuoco).
Composizione dell'aria
L'aria secca al suolo è composta all'incirca per il 78% di azoto, per il 21% di ossigeno e per l'1% di argon, più altri componenti in quantità minori.
L'aria cosiddetta umida può contenere fino a un 7% di vapore acqueo; tale percentuale dipende dal tasso di umidità relativa dell'aria e dalla temperatura ed è limitata dalla pressione di vapore saturo dell'acqua.
Il tasso di diossido di carbonio risulta molto variabile negli ultimi tempi. In particolare le attività umane (industria, inquinamento, combustione, deforestazione, ecc...) hanno prodotto un grosso incremento di questa percentuale nell'ultimo secolo, passata da circa 280 ppm nel 1900 a 315 ppm nel 1970 fino a 350 ppm (0.035%) negli ultimi anni. La concentrazione di tale componente sembra essere (insieme a quella del metano ed altri gas) uno dei responsabili principali dell'effetto serra.
Infine, la composizione e la pressione dell'aria cambiano fortemente con l'altitudine.
| Composizione dell'aria secca | ||
| Nome | Formula | Proporzione |
|---|---|---|
| Azoto | N2 | 78,08 % |
| Ossigeno | O2 | 20,95 % |
| Argon | Ar | 0,934 % |
| Diossido di carbonio | CO2 | da 330 a 350 ppm |
| Neon | Ne | 18,18 ppm |
| Elio | He | 5,24 ppm |
| Monossido di azoto | NO | 5 ppm |
| Kripton | Kr | 1,14 ppm |
| Metano | CH4 | 1 / 2 ppm |
| Idrogeno | H2 | 0,5 ppm |
| Ossido di diazoto | N2O | 0,5 ppm |
| Xeno | Xe | 0,087 ppm |
| Diossido di azoto | NO2 | 0,02 ppm |
| Ozono | O3 | da 0 a 0,01 ppm |
| Radon | Rn | 6,0×10-14 ppm |
Nota: 1 ppm (parte per milione) = 0,0001 %
Indice di rifrazione dell'aria
L'espressione per l'indice di rifrazione dell'aria alle condizioni standard è:
ns = 1 + 643.28e-7 + 294981.e-7 / (146. - sigma^2) + 2554.e-7 / (41. - sigma^2)
dove sigma è il reciproco della lunghezza d'onda in nanometri, ed è valida per aria secca con 0.03% di anidride carbonica ad una pressione di 101325 Pa e temperatura di 15°C.
Esistono delle formule di correzione per ottenere l'indice di rifrazione a diverse temperature o pressioni.
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