Luft

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Schmelzpunkt: 0°C

Siedepunkt: 100°C

Verdampfungsenthalpie/Verdampfungswärme: 2257 kj/kg bzw. 40,8 kj/mol

Schmelzenthalpie/Schmelzwärme: 33,5 kj/kg

Molare Masse: 18,015268 g/mol

Wissenswertes:

Luft bezeichnet das Gasgemisch unserer Atmosphäre auf Meereshöhe setzt sie sich aus 78% Stickstoff (N₂ ), 21% Sauerstoff (O₂) und 1% Argon Ar zusammen. Daneben enthält Luft noch einige Spurengase wie beispielsweise Kohlenstoff (CO₂) und Neon (NE). So lässt sich die Molmasse mit 28,949 g/mol bestimmen.

Da die in Luft vorkommenden Gase das Licht der Sonne unterschiedlich stark streunen (am stärksten wird das kurzwellige blaue Licht gestreut), erscheint der Himmel tagsüber blau. Dieser Vorgang wird als Rayleigh-Streuung bezeichnet und beschreibt die Streuung elektromagnetischer Wellen an Teilchen, deren Durchmesser klein im Vergleich zur Wellenlänge λ ist. So gilt beispielsweise für das blauwellige Licht λ = 130-190 nm, während der Durchmesser eines Sticktoffatoms mit 65-155pm angegeben wird.

Luft hat am Boden die höchste Dichte (1,189 kg/m³ unter Normbedingungen, d.h. Luftdruck 1 bar und Temperatur 20°C) und den höchsten Luftdruck.

Normalerweise besitzt Lust am Boden auch die höchste Temperatur, es sei denn, es liegt eine Inversionswetterlage vor. Inversion beschreibt eine Umkehrung des vertikalen Temperaturgradienten, also wenn obere Luftschichten wärmer sind als untere. Die Änderungen von Druck und Dichte der Atmosphäre mit der Höhe lässt sich durch die hydrostatische Grundgleichung beschreiben:

Hierbei wird die Luft als ideales Gas angenommen, wodurch sich die Dichte mit

berechnen lässt. Es bezeichnet M die mittlere molare Masse des Atmosphärengase (0.02896 kg/mol), g die Erdbeschleunigung (9,81 m/s²), R die universelle Gaskonstante (8,314 J/K/mol) und T die absolute Temperatur. Unter der vereinfachten Annahme einer isothermen Atmosphäre besitzt die hydrostatische Grundgleichung eine einfache Lösung.

Unter Luftfeuchtigkeit versteht man den Anteil des Wasserdampfs in der Luft.

Abhängig von Druck und Temperatur kann es nur eine gewisse Menge Wasserdampf enthalten. Genauer beschreibt eine Angabe der relativen Luftfeuchtigkeit (in %) das Massenverhältnis des momentanen Wasserdampfgehalts zum (für aktuelle Temperatur und Druck) maximal möglichen Wasserdampfgehalt. Durch Verdunstung aus beispielsweise Flüssen, Seen oder Meeren können Wassermoleküle in die Lust gelangen. Umgekehrt können Wassermoleküle in der Luft auch wieder an der Wasseroberfläche kondensieren. So stellt sich ein von Temperatur und Druck abhängiges Gleichgewicht ein.

Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt unter Normbedingungen 331,5 m/s.

Für eine isobare Zustandsänderung ist die spezifische Wärmekapazität c_p durch 1005 J/kg/K gegeben während für eine isochore Zustandsänderung c_v = 718 J/kg/K gilt. Die Wärmeleitfähigkeit λ von Luft ist mit 0.0262 W/m/K sehr klein, weshalb es ein guter Isolator ist. Zum Vergleich ist die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium mit λ = 236 W/m/k um ein Vielfaches höher.