L’aria è una miscela di sostanze aeriformi (gas e vapori) che costituisce l’atmosfera terrestre.

È un componente essenziale per la vita della maggior parte degli organismi animali e vegetali e in particolare per la vita umana, per cui la sua salvaguardia è fondamentale ed è regolata da apposite norme legislative.

Inoltre tale miscela gassosa trova molte applicazioni nell’ambito industriale e nell’uso quotidiano, in particolare sotto forma di aria compressa (cioè sottoposta ad elevata pressione) e aria liquida.

In un contesto non scientifico, l’aria è uno dei quattro elementi “classici” (aria, acqua, terra, fuoco).

Etimologia

Il termine “aria” deriva dal latino aer e dal greco ἀήρ, probabilmente correlato da una radice awer-. La parola è associata nelle varie lingue indoeuropee al vento, la luce e il cielo.

Composizione dell’aria

La composizione dell’aria è variabile in generale a seconda della quota considerata. Per una quota fissata, il rapporto tra la quantità di azoto e la quantità di ossigeno contenuti nell’aria rimane pressoché costante grazie all’equilibrio tra il consumo e l’apporto continuo di tali elementi associati al ciclo dell’ossigeno e al ciclo dell’azoto;invece le concentrazioni di vapore acqueo e di anidride carbonica sono variabili. Per tale motivo si indicano spesso le proprietà dell’aria privata dal vapore acqueo, che viene detta “aria secca”, mentre in caso contrario si parla di “aria umida”.

L’aria secca al suolo è composta all’incirca per il 78% di azoto (N2), per il 21% di ossigeno (O2), per lo 0,96% di argon (Ar) e per lo 0,04% di anidride carbonica (CO2), più altri componenti in quantità minori, tra cui anche particelle solide in sospensione, che costituiscono il cosiddetto “pulviscolo atmosferico”.

L’aria umida può contenere fino al 7% in volume di vapore acqueo; la percentuale di vapore acqueo nell’aria corrisponde al tasso di umidità relativa dell’aria e dipende dalla temperatura. Il valore massimo di vapore acqueo che l’aria può contenere in condizioni di equilibrio è quello corrispondente alle condizioni di saturazione; al di sopra di tale valore massimo, il vapore acqueo tende spontaneamente a condensare. Tale valore massimo dipende dalla temperatura e varia da valori prossimi allo 0% (per una temperatura pari a -40 °C), a circa 0,5% (a 0 °C), fino al 5-7% (intorno ai 40 °C).

Il tasso di anidride carbonica risulta molto variabile a seconda del periodo temporale considerato. In particolare le attività umane (industria, inquinamento, combustione, deforestazione, ecc.) hanno prodotto nell’ultimo secolo un grosso incremento di questa percentuale, passata da circa 280 ppm nel 1900 a 315 ppm nel 1970 e a 350 ppm (0,035%) negli ultimi anni. La concentrazione di tale componente sembra essere (insieme a quella del metano ed altri gas) uno dei responsabili principali dell’effetto serra.

Infine, mentre la pressione dell’aria cambia fortemente con l’altitudine (si riduce a 1/2 a circa 5.500 m, a 1/10 a 16.000 m e a 1/100 a 32.000 m), la composizione percentuale dei principali costituenti (azoto, ossigeno e gas rari) non subisce variazioni fino a 80-100 km. Questo perché esistono turbolenze su larga scala che ne provocano un continuo rimescolamento. Al di sopra di tale quota la radiazione solare provoca una dissociazione dei gas, che passano dallo stato molecolare a quello atomico, e varie reazioni chimiche fanno variare considerevolmente la sua composizione.