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Luft

Luft ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen. Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff ist für alle aeroben Lebewesen zu Lande lebensnotwendig. Ein weiterer Bestandteil der Luft ist Wasserdampf. Die Aufnahmefähigkeit von Gasen für Wasserdampf ist temperaturabhängig. Je höher die Temperatur, desto mehr Wasserdampf kann theoretisch aufgenommen werden. Wasserdampf ist leichter als Luft. Dies bedeutet, dass mit Wasserdampf angereicherte Luft nach oben steigt. Durch die Abkühlung in höheren Schichten wird der Wasserdampf auskondensiert. Das Kondensat setzt sich an Verunreinigungen bzw. Staubpartikel ab, was als Wolken wahrgenommen wird.

Als synthetische Luft gilt ein Gemisch aus den Gasen Stickstofff und Sauerstoff im Verhältnis von z.B. 77,5-80% Stickstoff und 22,5-20% Sauerstoff.

(siehe hierzu auch Mischung von synthetischer Luft)

Nach der Luftzerlegung werden die Gase wieder entsprechend den Spezifikationen gemischt. Die anderen Gasekomponenten fehlen bei der synthetischen Luft weitestgehend. Üblicherweise befinden sich nur noch Kleinstmengen anderer Gase in der synthetischen Luft (je nach Reinheitsklasse). Synthetische Luft kommt überall dort zum Einsatz, wo die in der normalen Luft enthaltenen anderen Gase für Prozesse störend sein können, ein Inertgas aber z.B. nicht geeignet ist. Beispielsweise in der Analyse oder Messtechnik findet synthetische Luft Anwendung. Weitere Anwendungen finden sich in der Medizin.

Die Zusammensetzung der Luft ist Veränderungen ausgesetzt. Insbesondere der Kohlendioxidanteil unterliegt Schwankungen.

Die Natürliche Zusammensetzung der Luft:

Gas Chemisches Zeichen Stoffmengenanteil

Mol %
Volumenanteil

Volumen %
Massenanteil

Massen %
Stickstoff N2 78,085% 78,093% 75,518%
Sauerstoff O2 20,942% 20,936% 23,135%
Argon Ar 0,938% 0,934% 1,288%
Kohlendioxid CO2 0,038% 0,038% 0,058%
Neon Ne 18,18 ppm 18,2 ppm 12,67 ppm
Helium He 5,24 ppm 5,24 ppm 0,724 ppm
Methan CH4 1,751 ppm 1,749 ppm 0,97 ppm
Krypton Kr 1,141 ppm 1,139 ppm 3,3 ppm
Wasserstoff H2 0,500 ppm 0,501 ppm 0,035 ppm
Distickstoffmonoxid N2O 0,316 ppm 0,314 ppm 0,48 ppm
Kohlenmonoxid CO 0,05 - 0,2 ppm 0,05 - 0,2 ppm 0,05 - 0,2 ppm
Xenon Xe 0,087 ppm 0,087 ppm 0,4 ppm
Gas Stoffmengen-anteil

Mol %
Volumen-anteil

Volumen %
Massen-anteil

Massen %
Stickstoff, N2 78,085% 78,093% 75,518%
Sauerstoff, O2 20,942% 20,936% 23,135%
Argon, Ar 0,938% 0,934% 1,288%
Kohlendioxid, CO2 0,038% 0,038% 0,058%
Neon, Ne 18,18 ppm 18,2 ppm 12,67 ppm
Helium, He 5,24 ppm 5,24 ppm 0,724 ppm
Methan, CH4 1,751 ppm 1,749 ppm 0,97 ppm
Krypton, Kr 1,141 ppm 1,139 ppm 3,3 ppm
Wasserstoff, H2 0,500 ppm 0,501 ppm 0,035 ppm
Distickstoffmonoxid, N2O 0,316 ppm 0,314 ppm 0,48 ppm
Kohlenmonoxid, CO 0,05 - 0,2 ppm 0,05 - 0,2 ppm 0,05 - 0,2 ppm
Xenon, Xe 0,087 ppm 0,087 ppm 0,4 ppm

 

 

 

Oftmals findet man in der Literatur identische Angaben für Stoffmengenanteile (Mol%) und Volumenanteile (Vol%). Vereinfacht wird hierbei davon ausgegangen, dass Luft ein ideales Gas ist. Tatsächlich weichen die Werte aber minimal voneinander ab. Auf Basis des Massenanteils lässt sich unmittelbar auf den Stoffmengenanteil schließen. Nimmt man als Bezugsgröße z.B. 1 Kg Luft, so kann folgende Rechnung aufgestellt werden:

1 Kg Luft = 1000 g Luft enthalten

755,18 g Stickstoff / 231,35 g Sauerstoff / 1,288 g Argon / 0,58 g KohlendioxidLuft, Mol
Stoff Berechnung Stoffmenegnanteil
N2 N2-in-Luft-Mol 78,08%
O2 O2-in-Luft-Mol 20,94%
Ar AR-in-Luft-Mol 0,938%
CO2 CO2-in-Luft-Mol 0,038%

 

Weitere Daten über Luft:

Parameter Luft
Molares Volumen bei 0°C, 1,01325bar [m3/Kmol]  22,392
Molare Masse M [Kg/Kmol]  39,948
Spezielle Gaskonstante Ri [J/KgK]  208,1
Dichte bei 0°C, 1,01325bar [Kg/m3 1,784
spezifische Wärmekapazität Cp bei 0°C idealer Zustand [KJ/KgK] 0,5203
spezifische Wärmekapazität Cv bei 0°C idealer Zustand [KJ/KgK]  0,3122
cp/cv bei 0°C, idealer Gaszustand  1,667

 

Eine Übersicht über Online Tools rund um Gase finden Sie unter Online Tools

 

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