L'aria rappresenta una miscela di sostanze allo stato gassoso presente nell'atmosfera terrestre. Da un punto di vista biologico, attraverso l'aria è veicolata parte della vita poiché essa rappresenta il mezzo attraverso il quale l'ossigeno (O2) e l'anidride carbonica (CO2) raggiungono animali e piante.
La presenza dell'ossigeno, in particolare, permette la respirazione che è alla base di molte delle forme di vita presenti sulla terra.
Composizione dell'aria
L'aria è un miscuglio di sostanze che può variare in base ad alcuni fattori, tra i quali l'altitudine sul livello del mare e la presenza di inquinanti o contaminanti. Normalmente, l'aria è così composta:
- Azoto presente al 73%.
- Ossigeno presente al 21%.
- Argon presente all'1%.
- Altri gas (compresa l'anidride carbonica e il monossido di carbonio) presenti in percentuale variabile.
Composizione in percentuale dell'aria.
All'aumentare dell'altitudine diminuisce la quantità di ossigeno disponibile. Questo fenomeno, a partire dai 3000m sul livello del mare, può provocare nelle persone poco abituate alle altitudini diversi disagi tra i quali la nausea, la fatica e un senso generale di confusione.
Caratteristiche fisiche
L'aria è una miscela inodore ed incolore. Al pari degli altri gas, le molecole presenti in miscela tendono ad occupare il massimo spazio disponibile. Per questo motivo, l'unico modo per circoscrivere un determinato volume d'aria è rappresentato dall'immissione della stessa in un recipiente chiuso.
Una caratteristica fisica dell'aria e, in generale, di tutte le altre miscele gassose è relativa alla scarsa capacità di condurre il calore e, per questa ragione, rappresenta un isolante termico. Per questa ragione, la maggior parte degli isolanti termici presenti in commercio sono formati da materiali che inglobano minuscole particelle di aria al proprio interno, limitando di conseguenza la trasmissione del calore da una sezione all'altra.
Trasmissione di patogeni
L'aria è un vettore attraverso il quale alcuni patogeni (virus oppure batteri) possono transitare da zona a zona e, potenzialmente, raggiungere molti ospiti. Ad esempio, il comune virus dell'influenza è capace di trasmettersi, sebbene per breve distanza e per breve tempo, anche attraverso l'aria(1).
Purificazione dell'aria
I sistemi di purificazione dell'aria si basano sulla capacità di alcuni materiali di filtrare particelle con un diametro superiore a una specifica dimensione. In questo modo è possibile trattenere all'interno del filtro la maggior parte dei patogeni, delle tossine e - in generale - del pulviscolo che è veicolato per via aerea.
Utilizzo industriale
L'aria è utilizzata anche in contesti industriali. A causa della sua facile comprimibilità è possibile comprimerla all'interno di un recipiente, formando un sistema chiuso al cui interno permane l'aria compressa. La formazione di aria compressa rappresenta un tipico esempio di trasformazione di energia poiché si trasforma un tipo di energia (meccanica) in energia potenziale. L'espansione dell'aria può generare un lavoro utile, ad esempio per la trasformazione dell'energia in meccanica.
L'atomo e la sua struttura: Nucleo (protone, neutrone) e guscio esterno (elettrone).
Proprietà dell'atomo: Numero atomico, numero di massa, peso atomico, raggio atomico.
Specie chimiche: Ossidi.
Meccanica quantistica dell'elettrone: Ipotesi di De Broglie, orbitale atomico, numero quantico principale, numero quantico secondario, spin, salto quantico.
Configurazione elettronica: ibridizzazione sp3, ibridizzazione sp2, ibridizzazione sp, struttura di Lewis.
Legame chimico: Legame debole, legame ionico, legame metallico. Regola dell'ottetto, legame covalente, legame covalente dativo, energia di legame.
Stato della materia: Solido, liquido, aeriforme (gas).
Chimica delle soluzioni: Soluzione (solvente e soluto), concentrazione (molarità , normalità , frazione molare). Idrolisi, prodotto ionico dell'acqua.
Equilibrio chimico: Legge di azione di massa, costante di equilibrio.
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