zuurstof in de atmosfeer
Jasper stelde deze vraag op 30 juni 2007 om 09:57.Hallo,
Naar aanleiding van mijn eerdere vraag(soortelijke massa van gassen) toch nog een nieuwe vraag:
Als gassen volledig mengen, hoe komt het dat het zuurstofpercentage in de lucht kleiner wordt in de hogere luchtlagen.
Groetjes, Jasper
Reacties
Beste Jasper,
Is dat wel zo? De zuurstofconcentratie neemt wel af op grote hoogte, maar dat komt doordat de luchtdruk lager wordt. De concentratie van alle gassen neemt dan af. Maar ik weet niet anders dan dat de relative concentraties gelijk blijven.
Groet. Oscar.
Dag Jasper,
Dan moet je al wel behoorlijk hoog gaan. Ergens wordt die volledige menging minder volledig natuurlijk, maar tot zo'n 80 km hoogte vind je geen significante daling van het PERCENTAGE zuurstof. Wel van de ABSOLUTE hoeveelheid (gram of mol) per kubieke meter lucht, want de druk neemt wel duidelijk af met de hoogte.
Groet, Jan
Beste Jasper, Oscar en Jan,
in een eenvoudige benadering wordt de luchtdruk als functie van de hoogte beschreven met de zogenaamde barometrische formule (die overigens alleen geldt als de temperatuur constant is). De formule voorspelt een exponentiele afname van de luchtdruk, waarbij in de exponent de moleculaire massa van het gas voorkomt. Gassen met een grote mol-massa hebben daardoor in verhouding een grotere concentratie bij kleine hoogtes.
Door middel van het rekenmenu op Hyperphysics kun je eenvoudig zelf nagaan hoe groot deze effecten zijn.
(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/kinetic/barfor.html)
Uitgaand van een verhouding O2/N2 = 20/80 vind ik op 10 km hoogte: O2/N2 = 18/82.
Mvg, Bert Metz
Dag Bert en anderen,
Ik wil hyperphysics niet persé tegenspreken. Alle bronnen die ik tot dusver hierover gezien heb spreken echter van een nauwelijks meetbaar verschil, en ik vraag me dan ook af of de theorie van hyperphysics wel een significante praktische waarde heeft in onze turbulente atmosfeer.
Een ander betekent dat we dan toch naar serieuze cijfers/metingen op zoek moeten. Morgen dan.
Groet, Jan
Bedankt allemaal voor jullie bijdrage. Ik hou toch maar de beredenering aan dat alleen de absolute hoeveelheid verandert en niet het percentage, omdat de barometrische hoogteformule toch meer een theoretisch is.
Groetjes Jasper
Beste allemaal,
Het is waar. Bij thermisch evenwicht, en als je aanneemt dat de gassen ideaal (onafhankelijk van elkaar) zijn, neemt de O2/N2 verhouding af op grote hoogte. Maar inderdaad: hoeveel blijft er vanover in onze turbulente atmosfeer. We hebben in ieder geval een maximum aan de verandering.
Ik zat even te denken aan CO2. Dat is zwaarder dan lucht en je kunt het in een beker laten zitten. Toch zit het hoog in de atmosfeer. Maar ik denk dat dit geen goed voorbeeld is.
Groet. Oscar.
Dag allen,
Ik heb eens een uurtje door zitten googlen, met namen met:
composition atmosphere oxygen nitrogen altitude
Ik vind nergens gegevens die een mooie tabel of grafiek presenteren voor de samenstelling uit individuele gassen per 5 km of zo voor de onderste 100 km van de atmosfeer (en dat is voor ons toch wel het belangrijkste deel lijkt me zo) Dat soort grafieken vind je wel regelmatig voor de atmosfeer bóven de 100 km. Verder vind ik overal de stelling dat de samenstelling van de atmosfeer tot ca 80 km (sommige bronnen 90, een enkele 100 km) een niet variërende verhouding aan gassen kent, waarbij alleen de gehalten aan water en ozon variabel worden genoemd (waarbij de grenzen worden aangegeven) en voor de overige gassen getallen in procenten worden gegeven tot 2 of meer cijfers achter de komma. Deze laag van de atmosfeer wordt de homosfeer genoemd, omdat ze homogeen van samenstelling is. Indien zoals volgens de hyperphysiscs-berekeningen op 10 km hoogte al 2-3 % minder zuurstofgas aanwezig zou moeten zijn had ik dat, dunkt me, ergens toch wel vernoemd moeten zien.
Wel vind ik redeneringen à la hyperphysics voor de hogere lagen van de atmosfeer (de heterosfeer).
Conclusie (totdat andere betrouwbare bronnen voor het tegendeel gevonden worden):
De hyperphysics-berekeningen zouden gelden in een stabiele atmosfeer met alleen diffusie, maar zonder stroming e.d. Stroming en turbulentie doet dit verschijnsel echter in de eerste 80 km van de atmosfeer geheel teniet, en zorgt daar voor een homogene samenstelling van de lucht.
Groet, Jan