空气中氧气含量是多少 空气中氧气的含量有多少

各地的空气中氧气含量,是否基本相同,还是有明显区别?今天,我们就来一起了解一下 。

空气中氧气含量是多少 空气中氧气的含量有多少

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一、空气中的含氧量,到底是多少?按照通常的认识和基础数据来看,正常的空气成分按体积分数计算结果是:氮气(N2)约占78.1%,氧气(O2)约占20.9%,稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳约占0.04%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03% 。简单讲就是,氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体等其他气体约占将近1% 。
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但是,不同地区(比如东部的上海/青岛市、中部的郑州/武汉市、西部的成都/乌鲁木齐市、北部的哈尔滨/呼和浩特市、南部的广州/海口市、高海拔地区如西藏的日喀则/拉萨市、云南的香格里拉/丽江市、青海的西宁市等),不同季节(春、夏、秋、冬,尤其是夏季和冬季),不同天气(冷暖阴晴等),情形下,空气中的含氧量是否相同呢?还是会发生明显变化?
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这样,上述这种细化出来的三大类不同变量情形下,氧气含量是否区别,确实也是一个值得思考的问题,让我们对空气中的氧气含量的认识更加深入一些 。
二、区分两个概念:相对含量和绝对含量相对含量:(体积比)
从漫长的时空角度来看地球大气层成分,可以将空气的组成成分变化划分为两个阶段,一是原始大气,二是现代大气 。原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的,是指原始的绿色植物出现以前;在绿色植物出现以后,植物在光合作用中放出的游离氧,使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳,甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳,氨氧化成为水蒸气和氮气,二氧化碳在植物的光合作用过程中大部分被吸收,并使空气里的氧气越来越多,终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气 。
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现代空气的成分是复杂的,但氮气、氧气、稀有气体等主要成分比例一般是比较固定的 。可以讲,在较短的历史短期内,空气中氧气的相对含量基本稳定 。至少目前的事实是,自从人类能测量大气中氧气含量以来,氧气所占比例至今变化不大,体积占比保持在21%附近 。
这就是相对含量,从这个角度讲,各地区海拔、各季节气候条件下的空气氧含量比例是基本相同的,一个普通的便携式氧气检测仪量程0~25%,就可以胜任日常测试了 。
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绝对含量:(质量浓度或氧气密度)
一个很少使用的表达量是,空气中的氧气绝对含量,可以描述为单位空间大小的空气中氧气的质量含量或者密度,即空气中氧气浓度是多少mg/L或多少g/m3 。
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实际上,这个含量对于我们人类日常生活来讲,也有很大的影响,比如,我们常常提到缺氧、富氧、高海拔空气稀薄等类似的说法,也是在表达某种对空气中氧气绝对值的关切 。
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前面提到空气中氧气体积占比是长期形成的平衡结果、比较稳定的,那么,其质量浓度是否会随各地区海拔、季节气候等条件而有明显不同呢?这就比较复杂了,我们先来看下面的一些相关观测与研究 。
三、空气中的含氧质量,会随各地区海拔、季节变化吗?通过梳理相关资料,并参考2020年《物理与工程》学报刊登的邵云、吴昕仪等专家老师所做的一份研究(以杭州、拉萨为例)等资料,对于空气中含氧量与海拔、季节之间的关系,总结下来,可以得到以下几点基本信息与结论 。
一是,空气中氧气相对体积比是比较固定的(约21%),不会随海拔、季节而明显变化,但单位体积空气内的氧气质量,是会变化的;
二是,海拔对单位体积空气中的氧气绝对含量的影响非常明显,主要是由于海拔升高、气压降低、氧气分压降低,因而空气密度和其中的氧气密度也会降低,氧气含量相对于低海拔地区明显要低一些(即随着海拔增高影响很大),同理,空气中的氮气、稀有气体含量同样都会有这个类似的规律;