在标准状态,即零摄氏度和一个标准大气压(1.013×10^5帕)下,空气的密度为1.29千克每立方米。在这种状态下,空气可以被视为理想气体,其摩尔体积为22.4升每摩尔。空气的相对分子质量为28.959。
要了解空气的组成,我们首先需要关注其主要的组成部分——氧气和氮气。氧气的相对分子质量为32,占空气总体积的约21%;而氮气的相对分子质量为28,占空气总体积的约78%。计算空气的相对分子质量,大约是32%×21 + 28%×78 ≈ 29。
空气是地球大气层中的混合气体,它的成分相当复杂。主要的构成部分是氮气、氧气以及一些稀有气体(如氦、氖、氩、氪、氙、氡)。还有二氧化碳以及其他物质,如水蒸气、杂质等。
具体来说,氮气的体积分数占据了大约78%的空气,是空气中占比最高的气体。氧气的体积分数约为21%,是维持生命所必需的气体。稀有气体的体积分数约为0.934%,虽然占比不高,但在自然界中却有着重要的角色。二氧化碳的体积分数约为0.04%(这是根据2017年的数据),它对于地球的气候变化起着至关重要的作用。其他物质(如水蒸气、杂质等)的体积分数约为0.002%,虽然含量微小,却也让空气的成分更加复杂多样。
这样的混合气体,我们称之为空气,它无处不在,是我们生活中不可或缺的一部分。