Почему СО2?
Подавляющее большинство специалистов в области вентиляции сходятся во мнении: углекислый газ является индикатором состояния воздуха (авторитетный пруф из АВОК). Много СО2 — значит, много и более вредных веществ (формальдегиды и прочая ядовитая органика, PM2.5 и т.д.). Это логично: ведь если вентиляция не справляется с воздухообменом, то в помещении накапливается и выдыхаемый нами СО2, и весь остальной «воздушный коктейль». Так что вполне резонно измерять концентрацию СО2 в воздухе, чтобы оценить качество этого самого воздуха.
Является ли углекислый газ таким же загрязнителем воздуха, как автомобильные выхлопы или промышленные выбросы? Исследования на эту тему противоречивы. Есть много статей про вред СО2 (пример раз, пример два). Меньше исследований, согласно которым углекислый газ практически безвреден, но и такие есть (пример). Если вам интересна эта тема, пишите в комментариях. В будущем мы можем сделать подробный литобзор о влиянии СО2 на здоровье человека.
Наше мнение — углекислый газ однозначно влияет на самочувствие человека (вялость, утомляемость, сонливость). Вспомните, как вы чувствуете себя в душном офисе или квартире с закрытыми окнами. Усредненное влияние СО2 на человека выглядит примерно так:
Как измерить количество СО2 в воздухе?
Уровень углекислого газа в воздухе измеряется в ppm: 1 ppm = 0.0001%, то есть одна миллионная доля. Для России 1400 ppm углекислого газа в воздухе — это уже недопустимое количество (согласно ГОСТу 30494—2011). В Америке общие стандарты ASHRAE (американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха) гласят: жалобы на головную боль начинаются с 2000 ppm.
В среднем по больнице получается такая картина:
- 300 ppm – норма на улице на природе
- 500 ppm – норма на улице в современном городе
- 700-1500 ppm – норма в помещении, причем ближе к 1500 ppm уже начинаются жалобы на духоту, головную боль, вялость и т.д.
Последнее из вступительной части — название использованного датчика СО2. Это был Testo 480.
Все, заканчиваем с введением. Приступаем непосредственно к измерением. Слово Михаилу Амелькину.
Транспорт
Трип начался с самолёта. Перелет Новосибирск-Москва, около 4 часов. Самолёт полный, аэробус А316. Весь полёт концентрация СО2 около 2000 ppm! Добавьте сюда слишком высокую температуру на борту (около 28°С) и пониженное давление (786 гПа против 1007 гПа на земле), и поймете, почему нас так «колбасит» после перелетов. Для сравнения, в аэропорту прилета около 700 ppm, то есть норма. На обратном пути летел в полупустом самолёте и ситуация была гораздо лучше – весь полёт до 1000 ppm, что приемлемо.
Далее был аэроэкспресс. Оказалось, что при полном вагоне вентиляция тоже не справляется – более 1800 ppm! А вот на пути обратно вагон был пустой и вентиляция справлялась – около 500 ppm.
В метро все гораздо лучше. На самой станции под землёй 600 ppm. В старых, «дырявых» вагонах около 700 ppm. Вот в новых вагонах метро, где кондиционеры гоняют воздух по кругу, уже хуже – при неполной загрузке 1200 ppm. В набитом вагоне следует ожидать больше 2000 ppm. Но здесь стоит иметь в виду, что обычно в таких вагонах мы проводим мало времени, 10-20 минут, так что это не очень критично.
Улица
Сделал замер прямо на Красной Площади. Уровень около 450 ppm. Это выше, чем за городом, что, скорее всего, объясняется обилием транспорта, котельных и промышленности, которые активно выделяют в воздух СО2, создавая над городом «пузырь» углекислого газа. Но это не страшно. Пока.
Дом и отель
Мне повезло, и в моём номере всю ночь концентрация СО2 была меньше 600 ppm. Отлично! Я спал не в духоте. Это потому, что попросил номер с окном во двор и смог держать окно на микропроветривании, не просыпаясь от шума машин. Но вентиляции в номере нет, поэтому плата за свежий воздух тоже не малая — московский смог. Была бы вентиляшка с профессиональными фильтрами — было бы на пятерочку!
Надо сказать, что замеры в квартирах с закрытыми окнами часто показывают очень плохие результаты, пара человек в комнате запросто могут «надышать» 2000 ppm минут за 40-60. А окна обычно закрыты, чтобы не было сквозняков и шума с улицы. Вывод тот же, что и в случае с отелем – дома вентиляция must have. При этом проще и дешевле поставить компактные бризеры, чем заморачиваться с полноценной вентиляцией.
Рестораны и кинотеатры
Тут картина сильно разная, но одно очевидно (кто-то скажет, что это ясно и без приборов) – любят наши рестораторы экономить на вентиляшке! Например, у меня была деловая встреча в кофейне «Хлеб насущный» на Никольской. Место хорошее, но вот с воздухом беда – 2000 ppm! В такой атмосфере очень сложно думать и решать деловые вопросы. В «Чайхоне №1» на Пушкинской было чуть лучше, до 1500 ppm.
Но есть и хорошие места: в «Старбакс» на Площади революции и в «Пять звёзд» на Павелецкой 700 ppm и 800 ppm соответственно. А вот в самом кинозале этого замечательного кинотеатра было «не айс» — до 1500 ppm весь сеанс. При этом администрация не поскупилась на кондиционеры – в залах было прохладно и это «скрашивало» ситуацию. Но кондеи не заменяют вентиляцию! Температура – температурой, а кислород – кислородом, должно быть и то, и другое.
Пока это вся информация по Москве. Обязуюсь сделать обзорный трип в Новосибирске. Что можно сказать по итогу?
Выводы
По полученным данным однозначно можно констатировать низкое качество воздуха в транспорте, особенно когда в нем много пассажиров. Пара советов, что делать в душном самолёте.
- Используйте обдув, он есть в каждом самолёте на потолке или «в спинке впереди стоящего кресла». Оттуда воздух идет тоже с превышением по СО2 (проверено), но он хотя бы раздувает тот «пузырь» углекислого газа, который вы вокруг себя «надышали».
- Если в салоне жарко, раздевайтесь. Пусть будет чуть прохладно. Чем ниже температура тела, тем лучше кровь насыщается кислородом и выводится углекислота.
- Сведите активность к минимуму. Лучше спать или «медитировать». Постарайтесь не нервничать, не брать в уме тройные интегралы. Помните, мозг потребляет около 20% всего кислорода в крови!
- Если курите, лучше не курить за несколько часов до полёта. Это позволит очистить кровь от угарного газа и улучшит снабжение мозга кислородом. Лучше используйте никотиновые жвачки/таблетки/пластыри.
- После прилета проведите часок на улице, продышитесь, сделайте дыхательную гимнастику, нормализуйте биохимию в крови. Дайте мозгу прийти в себя!
Что касается мест отдыха, то там самое коварство — в кондиционерах. Опыт показывает, что в прохладном воздухе создается ощущение комфорта, в то время как уровень СО2 достигает критических значений. Интерьер, комфорт, «атмосфера» есть, а настоящей здоровой атмосферы может не быть. Далеко не во всех заведениях состояние воздуха бывает удовлетворительным. Воздух не видно – значит, на нём можно сэкономить. Если бы все посетители имели портативные датчики и регулярно жаловались на превышение уровня СО2, возможно, тогда владельцы заведений внимательнее относились бы к вопросам вентиляции.
В этот раз не получилось «поохотиться» на СО2 в школах, детсадах и офисах, но есть основания считать, что и там регулярно наблюдаются превышенные концентрации углекислого газа. Немного заспойлерю: уже сделали замеры СО2 в классе одной из новосибирских школ – больше 2000 ppm! А дети же там должны учиться и работать головой. А как требовать от ребенка концентрации и успеваемости, когда голова не варит просто физиологически?
Примечание Tion: скоро будет материал про наше мини-исследование в школе.
Короче, я хочу выбирать места работы и отдыха еще и по качеству воздуха. Верю, что это существенно улучшит «среднюю температуру по палате» — самочувствие моё и моей семьи.
© Михаил Амелькин
Комментарии (62)
uSasha
14.01.2016 16:23+2Подскажите, есть ли на рынке относительно бюджетные измерители CO2?
Как выбирать, чтобы не купить бесполезную игрушку, в чем основные подвохи?tbl
14.01.2016 16:29+3нашел на хабре описание с разборкой одного из таких приборов, надеюсь поможет: habrahabr.ru/company/masterkit/blog/248403
Rumlin
14.01.2016 16:47На Aliexpress датчики для CO2 от 30$. А что-то с хорошей точностью еще дороже.
Duti_Fruti
14.01.2016 18:01сами сенсоры за эти деньги вполне точны для бытовых нужд. Есть выходом на UART, можно легко подключить к компу и смотреть показания на нем + графики стоить
Rumlin
14.01.2016 19:13Посмотрел модель с UART, заметил в описании что реагирует на алкоголь.
Danov
14.01.2016 22:50Любопытно, это же сколько алкоголя в воздухе должно быть, чтобы датчик заметил? ))))
Duti_Fruti
15.01.2016 09:50Они реагируют на метан
Rumlin
15.01.2016 10:28Некая слабая чувствительность к алкоголю и CO указана:
The MG-811 is highly sensitive to CO2 and less sensitive to alcohol and CO.
MG-811 CO2 Gas Sensor Module
Duti_Fruti
15.01.2016 10:07Вот ссылка на некоторые из них gas-sensor.ru/ndir-gas-sensor.html
Rumlin
15.01.2016 10:14Т.е. те что стоят в сигнализациях утечки природного газа будут сигналить и от углекислого? Например дешевые китайские «gas alarm». Из описания на Aliexpress
the sensor is mounted on the wall. for propane to determine the down, and for natural gas under the ceiling, depending on the type of gas lighter or heavier than air.
Т.е. вместо пропана среагирует на углекислый — оба газа тяжелее воздуха.Duti_Fruti
15.01.2016 10:56Не уверен но думаю не сработает. Немного разные принципы детектирования. Датчики на горючие газы работают по другому.
gasdetection.ru/publ/tekhnologii/termokataliticheskie_datchiki_gazoanalizatorov_konstrukcija_i_princip_raboty/2-1-0-5
qbertych
14.01.2016 18:05Вот такой не покупайте, датчик CO2 отваливался через несколько часов работы. То ли батарейки сажал моментально, то ли еще что. А еще он пищит долго и противно =).
yupic
14.01.2016 19:06У меня такой, работает нормально, покупал где-то за $80-90. Максимальное расхождение с показаниями МастерКита — 50 ppm, что в пределах досустимой прогрешности. Но температуру завышает на 2 градуса по сравнению с МастерКитом (другие тоже жалуются на это).
Фото
qbertych
15.01.2016 01:25Да, температуру тоже врал маленько. А с компьютером я его не проверял — не успел =).
mtp
18.01.2016 18:59Какой он огромный!
А бывают компактные, как мастеркит, бюджетные, и чтобы умели работать от внутренней батарейки и накапливать данные?yupic
18.01.2016 19:45Он ещё и толстый. Но зато показания видно с нескольких метров.
Здесь фотографии со всех сторон, а вот фото внутренностей.
Как уже писал, с накоплением данных у моего экземпляра есть проблемы. И ещё за 2 недели моего отсутствия у него почему-то сбилась калибровка, теперь очень сильно завышает CO2. Либо ему кто-то любопытный помог, либо в нём что-то сломалось без вмешательства. Теперь не знаю как его откалибровать.
Здесь пишут, что можно выбирать любой, например, есть такой вариант с сохранением данных (он же на Aliexpress), но судя по фотографиям он тоже большой и толстый. Правда, не знаю, работает ли от батареек.qbertych
19.01.2016 11:55Очень сомнительно, что у ИК датчика может сбиться калибровка. Я бы скорее на софт грешил. Хотя датчик, похоже, разработки дядюшки Ляо, поэтому черт его знает что там внутри.
Вот такой вроде получше, во всяком случае автор Белого куба о нем хорошо отзывался.yupic
19.01.2016 12:48Не знаю что с ним случилось. Он работает, то есть показания увеличиваются при отсутствии проветривания. Но минимум рядом с открытым окном теперь около 1100 ppm вместо примерно 400 ppm, то есть прибор почему-то завышает показания на 700 ppm. При микропроветривании показания около 1300 ppm с чем-то, если вычесть 700, то получится 600 ppm с чем-то, именно столько у меня раньше и было при микропроветриваниях.
То есть очень похоже, что показания просто завышены на 700 ppm.
Понаблюдаю за ним ещё несколько дней, может быть сработает автокалибровка (ручной калибровки нет). Если не поможет, буду искать другие решения и напишу продавцу.
yupic
18.01.2016 20:34+1Почитал тему, если бы нашёл её, когда выбирал анализатор, то купил бы AZ Instrument 7798 CO2 datalogger, так как для него есть такая библиотечка: github.com/merlokk/CO2Meter
k_sashka
14.01.2016 21:19+3Подвох один — тип датчика.
Дешевые используют нагревательный элемент в своем составе. Работают 1-2 года с посредственной точностью.
Датчики подороже используют лазер или светодиоды. Точность повыше и ресурс работы больше.
Самый дешевый с последним типом датчика в нерезиновой нынче около 5000р — вот такой
Tigrik
19.01.2016 10:37Как раз сегодня выложил обзор одного из датчиков, которые решают похожую задачу:
geektimes.ru/company/dadget/blog/268230
Ценник у монитора качества воздуха от Даджет тоже довольно высокий, но цена всё-таки ощутимо ниже, чем у того прибора, который использовался в этой статье от Тион.
Gorthauer87
14.01.2016 16:43+1А как быть в офисе то? Тут приходится жить с тем, что есть, но последнее время через час два нахождения там чувствуется легкая сонливость, которая проходит быстро, когда домой возвращаешься — явный признак избытка CO2, в летнее время я вполне могу просить открывать окно, а вот зимой не особо получается.
tbl
14.01.2016 17:01+1Если работодатель не идет навстречу, то можно либо проголосовать ногами, либо пожаловаться в роструд, пусть проверят, что в твоем офисе соблюдается норма по воздухообмену не менее 60 кубометров в час на человека.
impetus
15.01.2016 14:24+160 кубов на человека в час. Считаем — в комнате пять человек. 300 кубов в час закачать с улицы через форточку 25*30см. = ~4км/час ветерок из форточки постоянно. На улице 0, теплоёмкость куба воздуха примерно килоджоуль/кубометр*град 300 кДж* 20 град /час = где-то полтора киловатта только на его подогрев.
В принципе для офиса обе цифры неприятны, но терпимы. Для вагона электрички зимой (100рыл 30градусов «дельта-тэ») — уже не очень. Эти наши нормы (+ на скорость сквозняков, потребление тепла, освещённость и проч) сами с собой не очень стыкуются — примерно как охранные и пожарные требования. Проще с соседями по комнате договориться, чем пытаться наши законы соблюдатьMad__Max
16.01.2016 01:35+1Для офиса вообще не проблема — 5 человек находящихся в помещении и соответствующее кол-во орг. техники (мы же про офис) сами не меньше 1 кВт тепла постоянно выделяют, которое нужно куда-то девать.
Ну и любая нормальная система вентиляции это совсем не то же что «открытая форточка». Хотя бы минимальная пассивная рекуперация тепла присутствуют — удаляемый воздух и свежий с улицы на встречу друг другу проходят обмениваясь теплом.
roces
14.01.2016 17:08+7300 ppm – норма на улице на природе
У вас данные устарели лет эдак на 30.
Danov
14.01.2016 22:54Тоже вспомнил про этот график прочитав про 300ppm.
Справедливости ради, посмотрите амплитуду колебаний. Это очень осредненные данные. Наверное, в лесу в солнечный день в безветренную погоду на уровне крон можно найти 300 ))))Mad__Max
16.01.2016 01:41+1Ну она и небольшая совсем — всего-то 5-7 ppm и это колебания за целый год. И эти показания собираются вдали от транспорта и какой-либо промышленной деятельности.
Ниже 400ppm сейчас реально встретить только рядом с чем-то активно поглощающим СО2. Например действительно в лесу летом.
Просто «на улице» (даже загородом) меньше 400 уже и не найти сейчас.
ganzmavag
14.01.2016 19:58-1После прочтения текста резко почувствовал нехватку воздуха и ощутил желание проветрить помещение. Вот она — сила внушения.
ИМХО, немного нагнетаете. Проветривать нужно и полезно, но настолько сильно заморачиваться не стоит.
ganzmavag
15.01.2016 10:39+3Кстати, интересно, газовая плита насколько уровень CO2 повышает?
Mad__Max
16.01.2016 02:20+1Ну можно прикинуть. Немного
уличной магиишкольной физики:
1 «обычная комфорка в вакууме» имеет тепловую мощность порядка 2 кВт (глянул в спеки своей плиты — миниатюрная 1.25 кВт, средние по 2 кВт, 1 самая большая «турбо» 3 кВт, это максимальные мощности т.е. при полном открытии соответствующего регулятора).
за 1 час горения имеем 2 кВт*ч = 7,2 МДж тепла, для чего сжигается 7,2 / 46 = 0,156 кг газа (метана если про трубопроводный газ — CH4)
Из них 75% углерод(который и даст СО2 на выходе), 25% водород (его можно не учитывать — на выходе простая вода = просто увлажнение воздуха), т.е. 0,156*0,75 = 0.117 кг
С другой стороны в СО2 на углерод приходится 27% по массе: 12/(12+16*2), т.е. при его сгорании будет образовываться 0.117/0.27 = 0.43 кг СО2
Плотность СО2 при н.у. 1.98 кг на куб, значит у нас за час выделяется 0,43/1,98 = 0,22 куб.м СО2 в час на 1 горящую комфорку
Ну а уже дальше каждый сам может прикинуть исходя из кол-ва комфорок, времени горения и объемов помещений.
Скажем на кухне 8 кв.м. с потолками 2.5м горела такая течении часа на максимуме регулятора. Окно закрыто, дверь закрыта, вытяжка выключена, в общем рассмотрим самый жесткач
объем помещения 20 куб.м.
в который добавилось +0,22 куб.м СО2 (и выбыло аналогичное кол-во кислорода)
Это порядка +1% по объему или +10000 ppm относительно фонового уровня (500-700 ppm)
В общем лучше так не делать. Это все еще не опасный уровень, но будет явно выраженная духота и разные неприятные ощущения если там задержаться.
В прочем так никто никогда и не делает на практике — либо работает вытяжка(удаляющая практически весь выделяющийся СО2 сразу помимо запахов и копоти), либо приоткрыто окно/форточка ну или хотя бы дверь оставлена открытой в остальную квартиру, что увеличивает объем по которому распределяется газ в 5-10 раз с соответствующим снижением концентраций СО2.
leshabirukov
15.01.2016 15:12А от поглотителей СО2 (для бытовых целей) пока ждать нечего? Интересно, как будет ощущаться воздух с полностью убранным углекислым газом.
Rumlin
15.01.2016 15:31+1Смотря где воздух нюхать:
Уровень углекислого газа в воздухе измеряется в ppm: 1 ppm = 0.0001%, то есть одна миллионная доля.
•300 ppm – норма на улице на природе
•500 ppm – норма на улице в современном городе
•700-1500 ppm – норма в помещении, причем ближе к 1500 ppm уже начинаются жалобы на духоту, головную боль, вялость и т.д.
Т.е.
0,03% – норма на улице на природе
0,05% – норма на улице в современном городе
0,07%-0,15%
Не так уж много и заметно.
А вот попробуйте при случае кислородный концентратор. Эффект очень заметен. Друг купил просто для хорошего самочувствия. Действительно помогает. Проверил на себе — просто «прочищает мозги», появляется такая необычная «четкость мысли». Жаль аппарат габаритный, а то бы взял бы себе.leshabirukov
15.01.2016 21:49+2к 1500 ppm уже начинаются жалобы на духоту
Говорит о том, что уровень СО2 значим сам по себе, поскольку -0.15% кислорода существенного значения не имеют. Кажется читал, что у южного полюса концентрация СО2 очень низка и это даже вызывает некоторые проблемы с дыханием, (хотя звучит странно).Mad__Max
16.01.2016 01:48+2Да, дело именно в СО2. Правда не столько в его физических или даже физиологических свойствах (человек вполне может и в 10 раз большую концентрацию переносить без существенного вреда для здоровья), а в регуляции и нервной системе. Она очень чутко на довольно узкий диапазон концентраций углекислого газа «настроена» и начинает «шалить» при заметных отклонения от нормы. Причем в обе стороны. Т.е. все эти описываемые эффекты организм устраивает себе сам, а не прямое вредной воздействие от СО2.
Чувствительность к концентрации кислорода в воздухе у человека почти на 2 порядка ниже чем к углекислому газу.
mvs3d
20.01.2016 14:28+1Я уже давно понял, что свежий воздух — одно из главных условий хорошей работоспособности. Совсем недавно узнал про приборы измерения уровня CO2 и собираюсь обзавестись таким для более точной оценки работоспособности вентиляции.
Что касается вентиляции в квартире, я планирую организовать приток свежего воздуха через лоджию, на которую выходят окна обоих комнат. Лоджию утеплил. Теперь окна-дверь на нее из квартиры постоянно открыты, а на лоджии одна или несколько створок стоят на микропроветривании. В квартире стало ощутимо свежее, — сейчас зима и раньше это время года было для меня постоянным кошмаром в этом плане, а теперь очень даже неплохо.
Далее, я планирую организовать принудительный приток воздуха. Изначально хотел приобрести для этого Бризер, но меня остановил вопрос экономичности. Зимой (а именно в это время года вентиляции особо важна ибо окна закрыты), на подогрев морозного воздуха будут уходить киловат-часы электроэнергии. Т.к. прибор работает круглосуточно, то мы попадаем за значительную сумму доп. расходов. К сожалению, производитель скромно умалчивает об этом вопросе, и я не нашел на их сайте способа произвести расчет этих расходов. Но если тупо умножить мощность прибора на время, то у меня получилось около 3тыс.руб в месяц будет обходиться такая вентиляция зимой. Конечно здоровье важнее, и в общем, можно раскошелиться на эту сумму… но мы же живем в век экономичных решений :)
Решение вопроса — использование приточно-вытяжной системы с рекурператором, но они очень дороги (на порядок чет тот-же бризер), и в ряде случаев непригодны для установки в наших малогабаритных квартирах.
Однако, я вроде-бы нашел промежуточное решение. Не сочтите за рекламу, и да извинит меня создатель важного топика, просто хочется поделиться своей находкой среди людей, которые озабочены качеством воздуха в своих квартирах. Я предполагаю что именно такие тут собрались :) В общем, я приобрел вот это: "приточно-вытяжная вентиляция марлей". Стоимость процентов на 30 выше бризера, но потребление энергии всего 3вт. Про опыт использования пока сказать ничего не могу — не дошли работы до его установки. Если у кого есть что сказать по этому поводу, буду рад услышать.
Принцип работы этой установки прост — он работает 70 секунд на приток, и 70 секунд на вытяжку. Т.к. воздух проходит через рекурператор, внутрь помещения поступает уже подогретый (зимой) или охлажденный (летом). Произодитель заявляет о допольно высоком КПД (85%), это конечно значительно меньше чем в серьезных установках, но тут и сумма другая. В общем, похоже на золотую середину. Кому интересно пишите (можно в личку), как запущу систему обязательно расшарю свой опыт.yupic
20.01.2016 14:34Посмотрите комментарии lenz1986 под обзором Бризер TION O2: опыт эксплуатации, у него вроде бы точно такая же приточка. Например, этот комментарий и ниже.
Aleksey_M
20.01.2016 14:59+1Для меня критичным было наличие нормальных фильтров (окна выходят на оживленную дорогу, под окнами ходят/стоят курящие), в тионе их 3 (F7, H11 и угольный), у рекуператора только G3/4. Нагуглил таблицу, там G3/4 проходят как фильтры грубой очистки, от пыли.
mvs3d
20.01.2016 15:32Важное замечание! Да, мне в этом плане повезло — дом стоит вдали от оживленных улиц.
de1m
У меня вопрос. СО2 который я выдыхаю, он тяжелее или легче воздуха? Я имею ввиду, то что я выдыхаю оно правда вокруг носа болтается(если не считать циркуляции воздуха) или всётаки оседает?
dron41k
По-идее тяжелее. Почитайте про озеро Ниос, там в 80х около 2000 человек задохнулось углекислым газом, который поднялся из-под дна озера и просто вытеснил собой весь остальной воздух.
chieftain_yu
Но выдыхаемый CO2 теплее окружающего воздуха (обычно) — и поэтому может оседать не особенно и быстро.
tbl
Предположим, что температура выдыхаемого газа 37 градусов по цельсию (или 310K), температуру окружающего воздуха примем за 20 градусов по цельсию (или 293K), таким образом, если бы мы вдыхали и выдыхали один и тот же газ, но с разной температурой и при одном и том же давлении, то выдыхаемый газ был бы в 310 / 293 = 1,06 раз легче. Но ранее мы уже посчитали, то углекислый газ в 1,4 раза тяжелее. Так что если вы вдыхаете чистый кислород при температуре 20C и выдыхаете чистый углекислый газ при температуре 37C, то он все-равно будет осаждаться вниз (пусть и на 5% медленнее, чем если бы был при той же температуре, что и на вдохе).
mtp
Спасибо за расчеты — как-то в голову не приходило, что вот так всё просто.
tbl
На самом деле там всё немного сложнее. Всё-таки вдыхаем и выдыхаем смесь газов, и надо работать с парциальными давлениями газов в этой смеси. Но суть остаётся та же.
tbl
Я так подумал, что в выдыхаемой смеси будет большое количество водяного пара, (молярная масса H2O — 18 г/моль). Из-за этого (да ещё и из-за того, что и остальные газы (кислород, азот) теплые) выдыхаемая смесь будет легче, что можно наблюдать на морозном воздухе.
ganzmavag
На морозном воздухе можно наблюдать, что она не зависает на одном месте, а рассеивается.
Мне кажется немного нелогичным обсуждение того, куда углекислый газ спустится или поднимется. Если бы он реально вниз опускался, у нас бы уровень углекислого газа ближе к полу был бы вообще высокий.
tbl
Конечно, сюда можно и рассеяние пучка молекул в газе приплести. А если вообще строго подходить, то надо решить систему из уравнения Навье-Стокса (как для несжимаемых сред (сконденсированная вода), так и сжимаемых (газы)), уравнения неразрывности, уравнения сохранения энергии, наложить граничные условия. Причем решать численными методами, т.к. общего алгебраического решения до сих пор не существует, кроме некоторых вырожденных случаев.
Но по моим ощущениям, прежде чем диффундировать, выдыхаемый воздух стремится уйти наверх, если выдыхать его горизонтально.
Mad__Max
Дело скорее больше не в парах воды, а в том что собственно углекислого газа в выдыхаемом воздухе не более нескольких % от общего объема если специально надолго дыхание не задерживать.
В результате имеем замещение нескольких % кислорода на аналогичный % углекислого газа, который тяжелее на ~40%.
И одновременный нагрев ВСЕГО объема воздуха, что снижает плотность остальных 9х% газов на 5-7%
В результате средняя плотность выдыхаемой смеси оказывается немного ниже чем у исходного воздуха несмотря на появившийся более тяжелый СО2.
AxisPod
Если вы будете вдыхать чистый кислород, то жизнь ваша будет очень коротка и очень болезнена, легкие убьете за пару вдохов.
tbl
Я рассматривал «модель сферического коня в вакууме».
isden
Не за пару вдохов, а чуть дольше. Заметные эффекты начинаются через несколько минут вдыхания.
dcoder_mm
Жаль, вас не было рядом, когда разрабатывали систему жизнеобеспечения экипажа Аполлонов. Эти бесчеловечные американцы заставляли астронавтов дышать чистым кислородом :)
isden
Справедливости ради, там штатно, емнип, 0.3 атм. Так же, как и на Меркурии и Джемини.
Насчет Аполло-1 (и вообще наземных испытаний и тренировок) я точно не помню уже какова была длительность, но вот там давление повышенное было, и чистый кислород вполне мог привести к отравлению.
dcoder_mm
Повышенное только для наземных тренировок и при подготовке к старту использовали, так что сдается мне, дышали чистым кислородом они не долго.
dcoder_mm
А жители немного обустроенного топливного бака верхней ступени Сатурн-1 дышали смесью из 75% кислорода и 25% азота 85 дней и вроде не жаловались :)
Yurich
Нобелевский комитет приглашает Вас за премией в области физиологии.
gleb_kudr
ПДК для парциального давления кислорода в дыхательной смеси порядка 1.6-2 бар. То есть при атмосферном давлении дышать чистым кислородом можно, хотя и не очень полезно.
А вообще, да, есть понятие кислородного отравления. Но работает в реальности только для дайверов, которые могут поймать эти самые 2+ бара за счет повышения давления внешней среды. Особенно, если ныряют на богатых смесях типа найтрокса.
tbl
Ну давайте посчитаем: Из школьного курса химии молярная масса углекислого газа CO2: 14 + 16 + 16 = 46 (г/моль), кислорода O2: 16 + 16 = 32 (г/моль). Будем считать газы идеальными, из школьного курса физики знаем, при одинаковых температурах и давлениях 1 моль идеального газа занимает один и тот же объем. Таким образом получаем, что плотность углекислого газа в 1,4 раза больше, чем у кислорода.
tbl
Ошибся: атомная масса углерода 12, а не 14, т.е. для CO2 получим 44 г/моль. Но с округлением отношения плотностей углекислого газа и кислорода до первого знака после запятой, получим все те же 1,4 ))
yupic
Когда CO2 монитор лежит на столе в пределах 1 метра, то показания выше на несколько сотен ppm. Поэтому у меня дома он находится там, где никто долго не находится, чтобы не влиять на показания.
Так что похоже, что вокруг носа концентрация CO2 всегда выше.