Steigt feuchte Luft auf (unter Vernachlässigung der Auswirkungen von Wetterturbulenzen – zum Beispiel in einer geschlossenen Umgebung wie einem versiegelten Raum)

Eine Internetsuche wird viele Leute finden, die behaupten, dass feuchte Luft (Wasserdampf) aufsteigt. Ich bin jedoch skeptisch, denn wenn dann leichtere Moleküle aufsteigen, würde die Luft nach dem Molekulargewicht geschichtet werden.

Fakten: Wasserdampf hat ein Molekulargewicht = 18 Stickstoff hat ein Molekulargewicht = 28 Sauerstoff hat ein Molekulargewicht = 32

Wasserdampf hat also die geringste Masse.

Wenn jedoch leichtere Gase steigen würden (unter Verwendung der obigen Daten), würde Stickstoff steigen, Sauerstoff würde fallen und wir würden 99% Sauerstoff atmen (wenn man die 1% anderer Gase vernachlässigt), ist dies nicht wahr. Ich glaube also, dass sich Gase nicht so verhalten wie die Tatsache zeigt, dass wir 78 % Stickstoff und 21 % Sauerstoff atmen. Daher scheint es mir, dass sich Gase (in einer geschlossenen Umgebung) zufällig vermischen, vielleicht mit einem sehr kleinen Gravitationsbeitrag.

Antworten (3)

Sie müssen sich die Boltzmann-Faktoren ansehen:

e − E k T = e − M G H k T

für M = 18 u Und M = 28 u . Ungefähr bei 300K und einheitlich G . Für 1 amu beträgt die Skalenhöhe:

H ≈ k T M G = 4 × 10 − 21 J 1.6 × 10 − 26 J / M = 250 , 000 M

Wenn Sie das durch 18 oder 28 teilen, erhalten Sie eine Skalenhöhe in der Größenordnung von 10-14 km, was der Skalenhöhe der Atmosphäre entspricht. Daher sehen Sie keine lokale Schichtung.

Sie haben recht – bei Raumtemperatur sind die verschiedenen Luftbestandteile gut durchmischt und bleiben es auch. Gase wie Butan und Kohlendioxid sind jedoch relativ zur Luft dicht genug, dass sie sich tatsächlich auf dem Boden eines Raums absetzen. Was feuchte Luft betrifft, so hat sie bei gleicher Temperatur tatsächlich eine geringere Dichte als trockene Luft. Flugzeugpiloten wissen, dass feuchte Luft aus diesem Grund etwas weniger Auftrieb erzeugt als trockene Luft.

Selbst bei Butan (Masse 58 Dalton) oder schwereren Gasen wie Schwefelhexafluorid beträgt die Boltzmann-Skalenhöhe mehrere Kilometer. Vertikale Streifen auf Raumebene sind nicht langzeitstabil und treten nicht spontan auf.
Rob, hier draußen in Oregon haben wir Marihuana-Labore, die THC aus Pflanzenmaterial verarbeiten, indem sie Butan als Lösungsmittel verwenden. Diese illegalen Operationen explodieren mit alarmierender Regelmäßigkeit aufgrund der Gasanreicherung an niedrigen Stellen im Laborraum, wie Kriechkeller und Sümpfe. Alles, was auf Bodenhöhe einen Funken erzeugt, löst einen dieser Funken aus, was bedeutet, dass die Bediener Belüftungsöffnungen und Ventilatoren auf Bodenhöhe installieren müssen, um die Leckage abzuleiten.
+1, aber ich denke, der Grund für Schwankungen in der Konzentration von Wasserdampf, Butan oder Kohlendioxid und nicht in Sauerstoff und Stickstoff hat mit den Quellen dieser Gase zu tun.
@ben, das ist eine überprüfbare Hypothese. Ich schlage vor, 10 Singlewide-Wohnmobile mit schlecht geschlossenen Carports zu kaufen, THC/Butan-Labore in den Carports einzurichten, die erforderliche Anzahl von unternehmungslustigen, aber bekifften Hippies einzustellen, um sie zu betreiben, und Daten zu nehmen ...

Es gibt keine nennenswerten Quellen oder Senken für Sauerstoff oder Stickstoff, daher gibt es auch keine nennenswerten Schwankungen in den Verhältnissen dieser Gase. Wasserdampf hingegen wird ständig zu- und abgeführt – Luft kann beispielsweise getrocknet werden, indem sie gekühlt wird, um das Wasser auszukondensieren, und dann wieder erhitzt wird. Es ist durchaus möglich, dass feuchte Luft mit trockener Luft gleicher Temperatur in Wechselwirkung tritt. In diesem Fall wird die feuchte dazu neigen, über die trockene aufzusteigen, bis sich die beiden Luftmassen vermischen.

Steigt feuchte Luft auf (unter Vernachlässigung der Auswirkungen von Wetterturbulenzen – zum Beispiel in einer geschlossenen Umgebung wie einem versiegelten Raum)
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