공기

공기(Air)는 지구를 둘러싼 대기 하층을 구성하는 무색 투명한 기체로 지구의 역사와 더불어 생성되었다. 지구상 생명체에 꼭 필요한 역할을 한다.

개요

공기(空氣)는 지구를 둘러싼 기체를 말한다. 성분은 약 78%가 질소(N₂), 약 21%가 산소(O₂), 0.93%가 아르곤(Ar), 0.04%가 이산화 탄소(CO₂), 나머지는 미량의 네온·헬륨·크립톤·제논·오존 등으로 이루어져 있다. 1960~70년대에는 교과서에도 공기 중의 이산화탄소 농도가 0.03%(300 ppm) 정도로 나와있었는데 2013년에 처음으로 0.04%(400 ppm)을 넘어섰다. 비중은 1.2 kg/m³ (1.2 g/L) 정도이다.

공기에 포함된 산소는 폭발성과 산화력이 강한 기체로 에너지 획득에 있어서 굉장히 효율적이지만 맹독성을 띠고 있다. 이 때문에 고대 생명체는 산소를 활용하지 못하다가 미토콘드리아라는 것이 생기면서 공기라는 기체속에 포함되어 현재의 농도에 맞춰짐으로써 비로소 산소를 활용할 수 있게 되었다.

역사

고대 그리스나 중세 유럽의 4대 원소에서 공기는 네 개의 원소 중 하나였다. 근대적인 원소의 개념이 정립된 이후도 공기는 일정 기간 원소 중의 하나로 여겨졌다. 공기와는 성질이 다른 다양한 기체가 발견되었지만, 그것들은 공기의 화합물이나 혼합물이라고 생각되었다. 18세기에 와서 앙투안 라부아지에는 공기가 산소와 질소의 혼합물인 것을 알아냈고, 그 후에 공기를 원소로 생각하는 사람들이 없어지게 되었다.

이용

산업용으로 압축 공기는 다양한 곳에서 사용된다. 압축 공기를 동력으로 사용하는 기계를 공압 기계라고 하지만, 압축기를 이용하거나 사용자가 수동으로 이용하는 등 몇 가지 방식이 있다. 또한 순수한 공기의 이용은 봄베 등으로 충전한 압축 공기, 저온에서 액화 시킨 액체 공기도 제조된다. 상압에서 약 -190 ℃에서 액화, 액체 산소의 영향에서 액체 공기는 옅은 푸른빛을 띠고 있다. 가스 실린더에 충전하는 공기는 일반적으로 수증기나 미립자 성분을 제거한 건조한 공기이다. 스쿠버 다이빙에 사용되는 탱크에 압축 공기가 충전되어 있으며, 50m 정도까지 잠수하는 경우 질소 멀미를 방지하기 위해 질소 성분을 헬륨으로 바꾼 공기를 이용한다. 또한 질소, 산소, 이산화탄소 외에도, 크립톤, 제논, 네온 등의 대기 중에 포함된 성분은 공기를 이용하여 냉각, 압축, 화학 흡착, 막 분리 등의 방법으로 산업용 제조된다.

화학 데이터

속성

밀도(0℃ 1atm)	1.293 kg/m³
평균분자량	28.966 g/mol。
팽창율(100℃ 1atm)	0.003671 /K

t[℃]에 있어서의 공기의 밀도ρ[kg/m³]는 대기압을 P[atm]로 하면

 으로 나타낼 수 있다.

성분

건조대기 조성을 나타내는 파이 그래프, 아래의 원은 잔존 기체의 성분

지구 대기의 성분으로 가장 변동이 심한 것은 수증기이고, 그것을 제외한 건조 공기의 성분은 장소, 계절, 시각으로는 거의 변화하지 않는다. 다만, (*)를 붙인 성분은 생물, 산업 활동, 광화학에 의한 합성, 분해에 의해 다소 변동된다.

건조공기의 주요성분

성분	화학식	체적비/%	중량비/%
질소	N₂	78.084	75.51
산소	O₂	20.946	23.01
아르곤	Ar	0.934	1.286
이산화탄소	CO₂	0.036	0.040*

공기의 미량 성분

성분	화학식	체적비/ppm
네온	Ne	18.18
헬륨	He	5.24
메탄	CH₄	1.60*
크립톤	Kr	1.14
수소	H₂	0.50
일산화이질소	N₂O	0.3*
일산화탄소	CO	0.1*
제논	Xe	0.087
오존	O₃	0.03*
이산화질소	NO₂	0.02*
암모니아	NH₃	0.01*
이산화 유황	SO₂	0.0019999999

공기전지

공기전지는 전지 내에서 반대 방향의 기전력이 일어나는 것을 방지하기 위하여 복극제(復極劑)로 공기를 사용한 전지이다. 대표적인 것은 알루미늄 공기전지로, 값이 싸고 기전력도 일정한 장점이 있다. 이를 지속적으로 사용하려면 물과 알루미늄을 보충해주면서 수산화알루미늄을 제거해주어야 한다. 다공질(多孔質)의 탄소를 양극(陽極)으로 하며, 이 속에 녹아 있는 산소가 일부 분해해서 유리(遊離) 산소로서 작용하기 때문에 복극작용이 일어난다. C│NH₄Cl 또는 NaOH│Zn의 구조를 가진다. 알루미늄 공기전지 외에도 아연공기전지, 리튬 공기전지가 있다. 특히 리튬공기전지는 리튬과 산소의 화학반응을 이용해 에너지 효율을 높인 배터리이다. 충전과 방전 과정에서 산화물의 결합, 분해로 에너지를 생성하는 신기술이다. 스마트폰이나 전기차에 탑재되는 리튬이온 배터리보다 성능이 좋아 '차세대 꿈의 배터리'라고도 불린다.

참고자료

• 〈공기〉, 《위키백과》
• 〈공기〉, 《나무위키》

같이 보기

• 질소
• 이산화탄소
• 공기전지
• 리튬 공기전지
• 알루미늄 공기전지
• 아연공기전지

이 공기 문서는 자연에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

일반 : 자연 □■⊕, 생물, 동물, 식물, 정치, 군사, 경제, 사회, 교육, 문화, 예술, 스포츠, 역사, 역사인물, 인간, 인체, 건강, 정신, 성격, 행동, 언어, 수학, 위키 도움말 우주 1차원 • 2차원 • 3차원 • 4차원 • 5차원 • 11차원 • 공전 • 광년 • 광속 • 금성 • 다중우주 • 달 • 목성 • 별 • 보이드 • 블랙홀 • 빅뱅 • 빛 • 세계 • 세상 • 소행성 • 수성 • 안드로메다 은하 • 암흑물질 • 암흑에너지 • 우주 • 우주배경복사 • 위성 • 은하 • 은하계 • 은하단 • 자전 • 중력파 • 중성자별 • 지구 • 지축 • 진공 • 진공에너지 • 차원 • 천문 • 천문학 • 천왕성 • 천체 • 초신성 • 초은하단 • 카오스 • 코스모스 • 태양 • 태양계 • 테라포밍 • 토성 • 펄사 • 편광 • 평행우주 • 항성 • 해왕성 • 행성 • 혜성 • 화성 • 흑점 물리 가속도 • 관성 • 구심력 • 나노 • 대상 • 막 • 물리 • 물리량 • 물리학 • 물체 • 반응 • 반작용 • 법칙 • 벡터 • 보손 • 상호작용 • 생성 • 소멸 • 속도 • 수직항력 • 스칼라 • 스핀 • 양자 • 양자역학 • 엔트로피 • 역학 • 운동 • 원심력 • 위치 • 유속 • 유체 • 이동 • 일 • 작용 • 정지 • 존재 • 중력 • 중첩 • 초끈 • 초끈이론 • 파동 • 페르미온 • 현상 • 힘 물질 가스 • 개체 • 고체 • 기체 • 기화 • 농도 • 대상 • 무기물 • 물질 • 밀도 • 반물질 • 부피 • 분자 • 사물 • 상태 • 속성 • 수분 • 습기 • 습도 • 승화 • 압력 • 액체 • 액화 • 온도 • 용융 • 용해 • 원자 • 유기물 • 응고 • 입자 • 전자 • 점도 • 점성 • 증발 • 질량 • 플라즈마 • 플로케 • 함량 • 혼합물 자연 가뭄 • 가을 • 강 • 강수 • 강우 • 건기 • 겨울 • 계절 • 고기압 • 공기 • 구름 • 그림자 • 기압 • 기온 • 기후 • 날씨 • 낮 • 눈 • 대기 • 대기권 • 더위 • 돌 • 땅 • 모래 • 무지개 • 물 • 물결 • 밀물 • 바다 • 바람 • 바위 • 밤 • 번개 • 봄 • 불 • 비 • 빗물 • 사막 • 산 • 새벽 • 서리 • 소나기 • 소리 • 썰물 • 아침 • 안개 • 암석 • 어둠 • 얼음 • 여름 • 우기 • 우박 • 월식 • 일식 • 자갈 • 자연 • 자연계 • 자연환경 • 장마 • 저기압 • 저녁 • 점심 • 조류 • 조수 • 지진 • 천둥 • 추위 • 태풍 • 토양 • 파도 • 폭우 • 폭풍 • 하늘 • 해 • 햇빛 • 홍수 • 흙 시간 과거 • 광속 • 그제(그저께) • 글피 • 날 • 내년 • 내일 • 내후년 • 년 • 뉴턴역학 • 다음달 • 달 • 달력 • 때 • 모래시계 • 모레 • 물시계 • 미래 • 분 • 불시계 • 빅뱅 • 상대성이론 • 생체시계 • 세기 • 세슘 • 세월 • 손목시계 • 스마트워치 • 시 • 시각 • 시간 • 시간여행 • 시계 • 시공간 • 시기 • 시절 • 시점 • 아침 • 야간 • 어제 • 엊그제 • 엔트로피 • 연간 • 오늘 • 올해(금년) • 요일 • 원자시계 • 월 • 월간 • 월말 • 월중 • 월초 • 이번달 • 일 • 일간 • 작년 • 재작년 • 저녁 • 점심 • 주 • 주간 (1주일) • 주간 (낮) • 주말 • 주중 • 주초 • 지금 • 지난달 • 진자시계 • 초 • 해 • 해시계 • 핵시계 • 현재 공간 가로 • 거기 • 거리 • 곡선 • 공간 • 구 • 그곳 • 길이 • 깊이 • 남동 • 남북 • 남서 • 남쪽 • 넓이 • 높이 • 동그라미 • 동남 • 동북 • 동서 • 동서남북 • 동쪽 • 뒤 • 뒷쪽 • 면 • 면적 • 무게 • 반시계방향 • 방향 • 부피 • 북동 • 북서 • 북쪽 • 사방 • 사선 • 상하 • 서남 • 서북 • 서쪽 • 선 • 세로 • 수직 • 수평 • 시계방향 • 쌍곡선 • 아래 • 아래쪽 • 아랫면 • 앞 • 앞쪽 • 여기 • 여기저기 • 옆 • 옆면 • 옆쪽 • 오른쪽(우측) • 왼쪽(좌측) • 원 • 위 • 윗면 • 위쪽 • 이곳 • 이곳저곳 • 입체 • 저곳 • 저기 • 전후 • 점 • 좌우 • 좌우측 • 좌표 • 중간 • 중심 • 중앙 • 직선 • 쪽 • 크기 • 타원 • 팔방 • 평면 • 포물선 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반

지역 : 지역, 지형, 기후 □■⊕, 날씨, 한국지리, 세계지리, 세계의 강, 세계의 바다, 세계의 섬, 국가, 도시, 아시아 도시, 유럽 도시, 북아메리카 도시, 세계의 도시, 신도시, 한국 행정구역, 북한 행정구역, 중국 행정구역, 일본 행정구역, 인도네시아 행정구역, 동남아시아 행정구역, 아시아 행정구역, 유럽 행정구역, 러시아 행정구역, 북아메리카 행정구역, 남아메리카 행정구역, 세계 행정구역, 한국 지역, 아시아 지역, 유럽 지역, 북아메리카 지역, 남아메리카 지역, 아프리카 지역, 세계 지역 기후 건기 • 건조기후 • 건조지역 • 고산기후 • 고지지중해성기후 • 극권 • 극지방 • 기후 • 기후구 • 기후대 • 기후변화 • 기후위기 • 기후협정 • 남방한계선 • 냉대 • 냉대겨울건조기후 • 냉대기후 • 냉대습윤기후 • 냉대지방 • 대륙성 기후 • 몬순기후 • 몬순지방 • 북방한계선 • 빙설기후 • 사막기후 • 사바나기후 • 삼림한계선 • 서안 해양성 기후 • 수목한계선 • 스텝기후 • 습윤기후 • 아열대 • 아열대기후 • 아열대지방 • 아한대 • 연교차 • 열대 • 열대고산기후 • 열대기후 • 열대몬순 • 열대몬순기후 • 열대몬순지방 • 열대야 • 열대우림 • 열대우림기후 • 열대우림지방 • 열대지방 • 오로라 • 온난습윤 • 온난습윤기후 • 온난화 • 온대 • 온대겨울건조기후 • 온대고산기후 • 온대기후 • 온대습윤 • 온대습윤기후 • 온대우림 • 온대지방 • 우기 • 이상기후 • 자연재해 • 자연환경 • 지중해성 기후 • 쾨펜 기후구분 • 타이가 • 툰드라 • 툰드라기후 • 한계선 • 한대 • 한대기후 • 한대지방 • 해양성 기후 계절 가을 • 겨울 • 경칩 • 계절 • 곡우 • 기간 • 늦가을 • 늦겨울 • 늦봄 • 늦여름 • 단오 • 대서 • 대설 • 대한 • 동절기 • 동지 • 말복 • 망종 • 백로 • 복날 • 봄 • 사계절 • 삼복 • 상강 • 설날 • 소만 • 소서 • 소설 • 소한 • 시기 • 식목일 • 여름 • 연평균기온 • 우수 • 월평균기온 • 일평균기온 • 입동 • 입추 • 입춘 • 입하 • 절기 • 중복 • 처서 • 철 • 청명 • 초가을 • 초겨울 • 초복 • 초봄 • 초여름 • 최난월 • 최한월 • 추분 • 추석(한가위, 중추절) • 춘분 • 춘삼월 • 춘추 • 춘하추동 • 평균기온 • 하절기 • 하지 • 한겨울 • 한로 • 한식 • 한여름 • 환절기 • 황사철 천문 경도 • 경선 • 고위도 • 공전 • 공전궤도 • 공전면 • 구면좌표계 • 궤도 • 궤도면 • 극야 • 남북회귀선 • 남중고도 • 남회귀선 • 낮 • 노을 • 동경 • 만유인력 • 박명 • 밤 • 밤하늘 • 백야 • 별 • 별자리 • 북극성 • 북두칠성 • 북회귀선 • 새벽 • 서경 • 서광 • 성간물질 • 성단 • 성운 • 세차운동 • 소행성 • 수평선 • 심야 • 여명 • 왜행성 • 월식 • 위도 • 위선 • 은하 • 은하계 • 은하좌표계 • 일몰 • 일식 • 일출 • 자오선 • 자전 • 자전축 • 저위도 • 적도 • 적도면 • 적도좌표계 • 좌표계 • 중위도 • 지구 • 지축 • 지평선 • 지평좌표계 • 천구 • 천구적도 • 천구좌표 • 천구좌표계 • 천문 • 천문학 • 천문학자 • 천정 • 천체 • 천체력 • 추분점 • 춘분점 • 태양 • 태양계 • 하늘 • 항성 • 행성 • 혜성 • 황경 • 황도 • 황도면 • 황도좌표 • 황도좌표계 • 황위 • 황혼 • 회귀선 역법 1월 • 2월 • 3월 • 4월 • 5월 • 6월 • 7월 • 8월 • 9월 • 10월 • 11월 • 12월 • AD • BC • 개력운동 • 경일 • 공휴일 • 궁월력 • 그레고리력 • 그믐 • 금요일 • 기념일 • 기원 • 기원전 • 기원후 • 날짜 • 단기 • 달 • 달력 • 만세력 • 명절 • 목요일 • 바빌로니아력 • 보름 • 불기 • 서기 • 세계력 • 세기 • 수요일 • 순태음력 • 양력 • 역법 • 역서 • 연도 • 연말 • 연말연시 • 연초 • 연호 • 연휴 • 요일 • 월요일 • 윤년 • 윤달 • 윤일 • 윤휴일 • 율리우스력 • 음력 • 이집트력 • 일요일 • 일주일 • 절월 • 절월력 • 절일 • 정월 대보름 • 주 • 중국력 • 천세력 • 초하루 • 치윤법 • 칠정산외편 • 크리스마스 • 태양력 • 태음력 • 태음태양력 • 토요일 • 평년 • 평일 • 할로윈 • 화요일 • 회회력(이슬람력) • 휴일 • 히브리력(유대력) 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반