Aus Wikipedia :
Trockene Luft enthält volumenmäßig 78,09 % Stickstoff, 20,95 % Sauerstoff, 0,93 % Argon, 0,039 % Kohlendioxid und geringe Mengen anderer Gase.
Wären zum Beispiel Menschen in der Lage, in diesen Atmosphären zu überleben? :
Hier gibt es drei getrennte Probleme:
Eine Atmosphäre mit 100 % Sauerstoff wird also aufgrund von Punkt 1 nicht funktionieren. Auch Ihre Atmosphäre mit 90 % CO2 wird nicht funktionieren, weil die hohe CO2-Konzentration Sie töten wird.
Ob die anderen 10% Atmosphären funktionieren, hängt vom Gesamtdruck ab. Wenn der Gesamtdruck doppelt so hoch ist wie auf der Erde, ist der Partialdruck derselbe wie auf der Erde, und da die anderen Gase inert sind (entweder Stickstoff wie hier auf der Erde oder Edelgase), sollten sie nicht zu viel Ärger machen ihre eigenen. Mit Ausnahme von Helium haben sie jedoch narkotische Wirkungen, daher wären die Stickstoff-, Argon- und Xenonatmosphären auch nicht die besten zum Leben, obwohl vorübergehende Besuche weniger problematisch sein sollten (danke an Rob Watts für den Hinweis dieses Problem). Darüber hinaus sollte auch etwas CO2 für die Atmung vorhanden sein, um zu funktionieren.
Mit der 2%-Atmosphäre benötigen Sie 10-mal so viel Druck, um den gleichen Partialdruck für Sauerstoff wie auf der Erde zu erhalten. Ich bin mir nicht sicher, ob der menschliche Körper das auf längere Zeit aushalten würde (für eine begrenzte Zeit schon, wie Taucher beweisen; es ist der Druck, den man auf der Erde unter Wasser in 90 Metern Tiefe hat). Bei diesen Konzentrationen sollten Sie jedoch wirklich Helium als Inertgas haben.
Ein weiterer Punkt: Ich bin bei all dem oben Gesagten davon ausgegangen, dass der Prozentsatz der am Boden ist (weil dort auch die Werte der Erdatmosphäre gelten). Auf der Erde nimmt der Sauerstoffanteil mit der Höhe ab, da Stickstoff etwas leichter als Sauerstoff ist. Von den anderen von Ihnen erwähnten Gasen ist nur Helium leichter als Sauerstoff; dieser ist jedoch viel leichter, so dass in der Helium-Sauerstoff-Atmosphäre der Sauerstoffanteil beim Aufsteigen schnell sinkt (beachten Sie jedoch, dass der Partialdruck nicht schneller sinkt als in unserer Atmosphäre, vorausgesetzt, die gleiche Gravitation) . In der Helium-Sauerstoff-Atmosphäre hindert Sie also bereits ein kleiner Berg am Feuermachen (aber noch nicht am Atmen).
Bei Gasen, die schwerer als Sauerstoff sind, nimmt der Sauerstoffanteil mit zunehmender Höhe zu. Der Partialdruck wird jedoch immer noch sinken. Was zu der scheinbar paradoxen Situation führt, dass die Dinge in größerer Höhe besser brennen, während Ihr Körper weniger Sauerstoff bekommt.
100 % Sauerstoff ist gefährlich – das Zeug brennt, die Sauerstoffzufuhr kann Gewebe schädigen. Apollo 1 hatte reine Sauerstoffatmosphäre, endete nicht gut. Sauerstoff ist giftig
90 % CO2 bringt dich um (nicht genügend Sauerstoffpartialdruck im Hämoglobin)
2 % Sauerstoff reichen nicht aus.
10 % Sauerstoff mit anderen Inertgasen (Stickstoff (nicht inert, aber auch nicht reaktiv), Helium) möglicherweise überlebensfähig. Siehe Trimix -Atemgas für Gerätetauchen. Unterschiedliche Mischungen für unterschiedliche Anwendungen und pro/com für Helium und Stickstoff und zur Senkung des Sauerstoffpartialdrucks.
Anscheinend wird Xenon zur Anästhesie verwendet, also wird es Ihnen nicht gut tun, es in einer solchen Konzentration zu haben. Danke @Twelfth
Argon verbessert die Veränderung der Gasembolie, aber es wurde verwendet, um Stickstoff zu ersetzen, um die Dekompression zu beschleunigen, also scheint es NICHT sofort giftig zu sein.
Anscheinend können gut trainierte und angepasste Menschen (mit mehr Hämoglobin im Blut) 12 % Sauerstoff überleben
Das Bild auf dieser Seite über die Grenzen des menschlichen Überlebens zeigt gefährliche Werte von Hypoxie (wenig Sauerstoff) und Hyperoxie (zu viel Sauerstoff).
Der zwölfte in seiner Antwort angesprochene interessante Aspekt: relative Dichte verschiedener Gase und Möglichkeit getrennter Schichten. Betrachtet man die Gasdichtetabelle , liegt die Luftdichte (1,2 kg/m3) nahe an der von Sauerstoff (1,3) und Stickstoff (1,16) – keine Überraschung.
Die Heliumdichte (0,16) beträgt 10 % Sauerstoff, daher würde wahrscheinlich eine Atmosphäre mit einer Mischung aus Sauerstoff und Helium nach kurzer Zeit Schichten bilden, mit mehr Sauerstoff in den unteren Schichten – was zu einer Sauerstoffvergiftung führt. Nicht gut. Noch schlimmer: @Marky Mark hat recht , dass Helium aus der Erdatmosphäre entweicht .
Argon ist etwas schwerer als Sauerstoff (1,66), aber nicht viel. Aber wenn eine solche Argonschicht möglich und stabil wäre, wären alle Tiefländer unbewohnbar. Sie müssten also etwas Wind und Turbulenzen hinzufügen, um die Dinge zu vermischen. Bergwerke und Keller wären auch dann ohne aktive Belüftung nicht möglich, weil sich dort schwereres Argon ansammeln und Ersticken verursachen würde.
Bei normalem atmosphärischem Druck ( 101,325 kPa ) haben Sie, wenn Ihr einziges Gas O 2 ist, einen Partialdruck von 101,325 kPa von O 2 ... tödlich, tödlich und schmerzhaft.
Reden wir über Konsequenzen!
In Wikipedia you can find another gr/mol values. This is because O2 and N2 are <2> atoms per molecule, so I multiply the value per atom by 2.
Werte:
Folgen:
Argon is only ONE atom, it doesn't have any Ar<2>.
Werte:
Konsequenzen:
There are several atoms, you can find the value in wikipedia or calculate by yourself (sum of all atoms * quantity values).
Werte:
Konsequenzen:
Sie können diese interessante Tabelle sehen , die ich gefunden habe:
%CO2 in air Duration Major limitation
0.04 % lifetime normal atmosphere
0.5 % lifetime no detectable limitations
1.0 % lifetime "
1.5 % > 1 month mild respiratory stimulation
2.0 % > 1 month "
2.5 % > 1 month "
3.0 % > 1 month moderate respiratory stimulation
3.5 % > 1 week "
4.0 % > 1 week moderate respiratory stimulation, exaggerated respiratory response to exercise
4.5 % > 8 hours "
5.0 % > 4 hours prominent respiratory stimulus, exaggerated respiratory response to exercise
5.5 % > 1 hours "
6.0 % > 0.5 hours prominent respiratory stimulus, exaggerated respiratory response to exercise, beginnings of mental confusion
6.5 % > 0.25 hours "
7.0 % > 0.1 hours limitation by dyspnea and mental confusion
Nun, 6 Minuten bei 7 % CO 2 , denken Sie an 90 % ...
Werte:
Konsequenzen:
Werte:
Folgen:
Nun, leider kann ich Berechnungen anstellen, weil ich die Molekülmasse anderer Elemente nicht kenne, aber zumindest kann ich mit Sicherheit sagen, dass Sie offensichtlich an Hypoxie sterben würden .
Ich hoffe, das hilft dir, entschuldige den langen Beitrag, ich hasse lange Beiträge, aber du fragst zu viel Atmosphäre. Wenn Sie weitere Informationen wünschen, überprüfen Sie meine anderen Antworten: this and this .
100 % Sauerstoff, sonst nichts – nein, der menschliche Körper würde hochgehen wie eine Gallone Benzin mit einem Funken statischer Elektrizität, obendrein noch giftig.
10 % Sauerstoff, 90 % - Kohlendioxid Kohlendioxid von %7 kann tödlich sein, eine Langzeitbelastung von %,5 kann gesundheitliche Probleme verursachen.
Für den Rest benötigen Menschen, um gut zu funktionieren, ~20 Sauerstoff . Weniger als 19,5% und Sie spüren ernsthafte Auswirkungen und im Allgemeinen führt %10 wahrscheinlich zu schweren Gesundheitsproblemen, einschließlich des Todes.
10% ist zu wenig und würde nicht funktionieren. Wenn Sie es auf 20 % erhöhen:
100 % Sauerstoff:
20 % Sauerstoff, 80 % Stickstoff
20 % Sauerstoff, 80 % Argon
20 % Sauerstoff, 80 % Kohlendioxid
- Kohlendioxid ist auf diesem Niveau giftig, wir würden sterben.
20 % Sauerstoff, 80 % Helium
20 % Sauerstoff, 80 % Xenon
Bearbeiten Sie unter Vorbehalt - Ich bin mir nicht sicher, wie sich Wasser (Luftfeuchtigkeit) in diesen Umgebungen ändert. Zum Beispiel diffundiert Wasser viel schneller in Helium, was bedeuten sollte, dass sich Feuchtigkeit schneller ausbreitet und die Bildung von Wolken weiter erschwert wird.
Grundsätzlich braucht man Sauerstoff zum Atmen. Alles andere ist nicht zwingend erforderlich. Die Grenzen, die du bereit bist zu nehmen, hängen davon ab, wie sehr du ein Bergsteiger und wie sehr ein Taucher bist.
Diese beiden Artikel erläutern die Ober- und Untergrenzen für den Sauerstoffpartialdruck beim Menschen: https://en.wikipedia.org/wiki/High-altitude_adaptation_in_humans https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_operating_depth
Dort, wo die tibetischen Hochländer leben, beträgt der Sauerstoffgehalt nur etwa 60 % des Meeresspiegels. Die meisten Menschen werden dieses Niveau als Minimum tolerieren, sodass Sie ~ 100 mbar / 10 kpa reinen Sauerstoffs als "Mindestatmosphäre" haben. Das Atmen von reinem Sauerstoff funktioniert gut, wie Ihnen jeder Tech-Taucher bestätigen wird. Trotzdem brennt alles, was nicht nass oder anderweitig brennbar ist, SEHR leicht. Ein wenig Öl und ein Funke und Sie haben ein GROSSES Feuer.
Dann müssen Sie darauf achten, dass die Menge vieler mehr oder weniger giftiger Gase nicht zu hoch ist. Für jedes Gas gibt es einen Partialdruck, den Sie unter einem Schwellenwert halten müssen.
Maximale Partialdrücke für einige Gase
Sauerstoff wurde oben behandelt, z. B. 1,6 bar - siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_operating_depth
Stickstoff - zB 6 bar - siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_narcosis
Wasserstoff - zB 50 bar - siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_narcosis
Argon und ähnliches - zB 1 bar - siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Argox
CO2 - zB 100 mbar - siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide#Toxicity
Einige Effekte können additiv sein. Man könnte zB eine Atmosphäre bestehend aus 1 Teil O2, 40 Teilen H2, 5 Teilen He und 5 Teilen N2 bei einem Gesamtdruck von 50 mal dem Erddruck aufbauen und atmen, obwohl man die Luft als sehr " denken" und Sie müssen sich daran gewöhnen. Sie könnten auch in einer 500-mal dünneren Atmosphäre aus reinem Sauerstoff leben. Das ist ungefähr die Grenze für den Menschen.
Tim B
Serban Tanasa
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trlkly
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Loren Pechtel
Serban Tanasa
Luan
Loren Pechtel