空气是如何形成的？ 如何制造比空气轻的气体

空气是指地球大气中气体的混合物，所以空气属于混合物，主要由氮气、氧气、惰性气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气）、二氧化碳和其他物质（如水蒸气、杂质等）组成。 其中，氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，惰性气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气）的体积分数约为，二氧化碳的体积分数约为最新数据），其他物质（如水蒸气、杂质等）的体积分数约为。空气的成分不是固定的，随着海拔高度的变化，气压也会发生变化，空气成分的比例也会发生变化。

空气是由原始大气中的一系列复杂变化形成的。

原始大气的形成与星系的形成密切相关。 恒星内部存在复杂的核反应，在耗氢过程中，较重元素的丰度逐渐增加，并形成一些更重要的元素，光谱分析结果表明，原子的丰度随着原子序数的增加而降低。

地球的次生大气是由地球形成之初在世界各地排气的过程形成的（一种称为“排气”的现象，即在地球形成时吸积并限制在地球内部的气体，并通过造山运动和火山活动从地表排出）。

当二次大气形成时，大量的水蒸气被排放到大气中，当地表温度较高时，大气不稳定和对流的发展非常强烈，强对流导致水蒸气上升和凝结，风雨雷频发，河流， 湖泊、海洋和其他水体出现在地表。这对生命的出现和当前大气的形成具有很大的意义。

例如，空气中的氧气主要来自植物的光合作用，但由于人类活动排放的二氧化氮大幅增加，高层大气中的臭氧层正在受到破坏，对太阳紫外线的吸收减弱，导致地球表面大气温度缓慢上升， 严重影响人类的生存空间。

空气能是指空气中所含的低品位热能。 但是，根据热力学第二定律，热量不可能在不引起其他变化的情况下从低温热源传递到高温热源。 因此，在不消耗外界能量的基础上，不能利用空气。

热泵可以从空气中吸收热量并将其传递到热物体或环境中，这种技术称为空气源热泵。 使用热泵需要消耗电力或热量。 例如，您家中的空调在冬季用于取暖时是典型的空气源热泵，但如果没有电或热，它就无法加热。

因此，空气源热泵不是由空气能驱动的，而是由电能或热能驱动的。 空气源热泵可用于供暖、供暖、干燥等多个领域。

空气不是制造出来的，它是自然形成的

我们呼吸的空气？ 它是如何形成的，了解空气形成的历史。

有许多气体比空气轻，例如氢气、氨气、甲烷。

1.制备氢气：实验室中通常采用活性较多的金属与非氧化性酸反应生成氢气。 在氧化性酸的情况下，如稀硝酸、浓硝酸或浓纯硫酸，这些酸不能与金属反应生成氢气。

2.氨的制备：将氢氧化钙和氯化铵混合加热。

3.甲烷：与无水醋酸钠和氢氧化钙混合加热。 这些气体的收集可用于采用向下排气法，除氨外的其他两种类型均可采用排水法。

空气是一种混合物，其成分很复杂。 空气的恒定成分是氮气、氧气和惰性气体，它们几乎不变，主要是由于自然界各种变化的相互补偿。 空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。

空气的不定成分因地区而异。 例如，根据生产项目的不同，工厂附近的空气中可能含有氨和酸蒸气。 此外，空气中含有极少量的氢气、臭氧、氮氧化物、甲烷和其他气体。

灰尘或多或少是悬浮在空气中的杂质。 一般来说，空气的成分一般是相对固定的。 由于地球的强烈吸引力，百分之八的空气集中在离地面十五公里以内。

这层空气对人类的生活和生产活动有很大的影响。 人们通常所说的空气污染是指这个范围内的空气污染。 工业的发展向空气中排放了有害物质，污染了空气，增加了空气中的有害成分。

当空气中的有害物质达到一定浓度时，会严重损害人体健康和农作物的生长，破坏某些物质，降低人们的能见度，影响交通安全等。 因此，必须大力防止空气污染。 排放到空气中的有害物质可分为以下几类：

粉尘（如碳颗粒等）、金属粉尘（如铁、铝等）、湿雾（如油雾、酸雾等）、有害气体（如一氧化碳、硫化氢、氮氧化物等）。 从世界范围来看，排放更多、危害更大的有害气体是二氧化硫和一氧化碳。 二氧化硫是由煤和石油燃烧产生的。

一氧化碳主要在汽车行驶时排放。 据估计，在全球范围内，一氧化碳排放量超过了二氧化硫排放量。

产生氧气。 1.工业制氧。

1.空气制冷分离法。

空气中的主要成分是氧气和氮气。 利用氧和氮的不同沸点从空气中制备氧气称为空气分离法。 首先，对空气进行预冷和净化（去除空气中的少量水分和二氧化碳。

乙炔，碳氢化合物。

和其他杂质如气体和灰尘），然后压缩和冷却，使其成为液态空气。然后，利用蒸馏塔中氧气和氮气沸点的差异。

液态空气经过多次蒸发和冷凝，分离氧气和氮气，得到纯氧（可达到的纯度）和纯氮气（可达到的纯度）。 如果添加一些额外的装置，还可以提取氩气、氖气、氦气、氪气、氙气和其他空气中含量很少的稀有惰性气体。

空分机组产生的氧气经压缩机压缩，最后将压缩后的氧气装入高压钢瓶储存，或通过管道直接输送到厂区和车间。 采用这种方法生产氧气，虽然需要大型成套设备和严格的安全操作技术，但产量高，可以生产数干，每小时可生产10000立方米的氧气，而消耗的原料只是无需购买，无需运输，不使用储存在仓库中的空气， 于是从1903年开始研制出第一台低温空分制氧机。

从那时起，这种制氧方法得到了最广泛的应用。

2.分子筛。

制氧法（吸附法）。

利用氮分子大于氧分子的事实，使用特殊的分子筛将氧气从空气中分离出来。 首先，利用压缩机迫使干燥空气通过分子筛进入真空的吸附器，空气中的氮分子被分子筛吸附，氧气进入吸附器，当吸附器中的氧气达到一定量（压力达到一定水平）时， 可以打开氧气阀以释放氧气。一段时间后，分子筛吸附的氮气逐渐增加，吸附能力减弱，产生的氧气纯度降低，因此需要真空泵。

提取吸附在分子筛上的氮气并重复该过程。 这种产生氧气的方法也称为吸附。 最近，已经开发出使用吸附制氧的小型制氧机，使其易于在家中使用。

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有许多气体比空气轻，例如氢气、氨气和甲烷。 氢气可以通过与活性金属较多的非氧化性酸反应来生产，实验室制氢通常使用锌颗粒和稀硫酸反应。 在氧化性酸的情况下，例如稀硝酸（非常稀的酸除外）、浓硝酸或浓硫酸，这些酸不能与金属反应生成氢气。

氨可以用氢氧化钙和氯化铵的混合物加热。

甲烷可以通过混合无水醋酸钠和氢氧化钙来制成。

这些气体可以通过向下排气法收集，除氨外，其他两种气体可以排出。 （氨易溶于水，所以不溶）。

向上排风法、排水法。

铁与硫酸或盐酸反应。

人们普遍认为，当地球最初凝结成一团松散的星际物质时，大气层不仅散布在地球表面，而且还渗入地球。 当时，空气中含量最丰富的是氢气，约占气体成分的90%。

还有水蒸气、甲烷、氨气、氦气和一些惰性气体，几乎没有发现氮气、氧气和二氧化碳。

后来，由于重力作用，地球的这个松散质量收缩并变小。 在收缩过程中，地球中的空气被压缩，导致地球温度剧烈上升，地球内部的空气大量分散到太空中。 但是，当地球收缩到一定程度时，速度减慢，强烈收缩时产生的热量逐渐消散，地球逐渐冷却，地壳凝固。

这时，最后从地壳中挤出的部分空气被重力拉扯，包围了地球表面，形成了淀粉气层。 这时，水蒸气凝结成水，水体开始在地壳上生长。 当时大气非常稀薄，大气成分与现在的大气有很大不同，静止的水蒸气、氢气、氦气、氨气、惰性气体等。

地壳凝固后，在很长一段时间内，由于放射性元素的作用，地球内部不断升温，导致地层发生重大调整，造成地壳部分断层和位置偏移，许多岩石和地壳中的水在高温下不断释放， 增加河流、湖泊和海洋中的水量。一些被困在岩石或地层中的气体，包括二氧化碳，也会大量出来，充满稀薄的大气。

此时，大气上层已经有大量的水蒸气，被阳光照射，一部分分解成氢气和氧气。 这种分解的氧气的一部分与氨中的氢气结合，分离出氨中的氮气; 它的一部分与甲烷中的氢结合，甲烷分离甲烷中的碳，而甲烷又与氧气结合形成二氧化碳。

这样，大气中空气的主要成分就变成了水蒸气、氮气、二氧化碳和氧气。 然而，二氧化碳和氧气比现在多。

根据最近的同位素测量，地球已经形成了50多亿年。 大约18.19亿年前，水中有很多生命。 7.8亿年前，陆地上开始出现植物，而当时的大气中含有较多的二氧化碳，因此非常有利于植物的光合作用，使植物得以繁衍生息。

大量植物进行光合作用时，吸收大气中丰富的二氧化碳并释放氧气，大大增加了大气中的氧气含量。 所以大约在5亿年前，地球上的动物数量迅速增加，动物的呼吸作用将大气中的一些氧气转化为二氧化碳。

大约46亿年前，地球刚形成的时候，空气中有氮气和二氧化碳，还有二氧化硫、一氧化碳等有毒气体，但没有氧气。 直到大约35亿年前，海洋中才出现了一种可以光合作用的细菌，大气中开始出现氧气，后来又出现了植物，产生的氧气越来越多，二氧化碳慢慢减少。