Воздух является смесью газов и по объему состоит примерно из 78 % азота, 21 % кислорода, 0,94 % аргона, около 0,03 % углекислого газа. Другие газы составляют менее 0,01 %. Количество водяного пара в воздухе находится в пределах 0—1,5 %.

Аэродинамика и термодинамика простыми словами

О чём говорят аэродинамика и термодинамика?

Для понимания процессов, происходящих при изменении параметров воздуха, рассмотрим его характеристики с  точки зрения молекулярно-кинетической теории. Свойства любых веществ, в том числе жидкостей и газов, зависят от их молекулярного строения. В любом веществе молекулы находятся в динамическом равновесии, т. е. совершают колебательные движения вокруг некоего центра равновесия, которое определяется равнодействующей сил притяжения и сил отталкивания. Состояние, в котором находится вещество (твердое тело, жидкость или газ), зависит от соотношения кинетической энергии колебательного движения и сил притяжения между молекулами. Твердые тела состоят из  молекул, обладающих большой массой и, следовательно, большой силой притяжения, что обеспечивает неизменность формы твердых тел. В жидкостях кинетическая энергия колебательного движения молекул имеет тот же порядок, что и энергия взаимодействия, при этом жидкость, сохраняя объем, может принимать любую форму. В газах, напротив, величина кинетической энергии значительно превышает величину энергии взаимодействия между молекулами, поэтому молекулы газа разлетаются и газ занимает равномерно весь объем, в котором он находится. Однако тела могут менять свое состояние: например, при изменении температуры тела изменяется кинетическая энергия колебательного движения молекул, и при этом может быть изменено его состояние — при увеличении температуры жидкости и твердые тела могут быть переведены в газообразное состояние, и наоборот: при уменьшении температуры процесс идет в обратном порядке.

Несмотря на молекулярное (дискретное) строение, жидкости и газы принято рассматривать как сплошную среду. В рамках этой модели жидкость или газ равномерно распределяются по занимаемому объему, изменения состояния происходят одновременно во всем объеме. В силу общих свойств жидкостей и газов применяют общий термин «жидкость» (в англоязычной литературе fluid).

Процессы, происходящие в газах, в большинстве случаев являются тепловыми, т.  е. такими, в которых под действием внешних факторов изменяется скорость молекулярного движения (кинетическая энергия движущихся молекул), и это проявляется как изменение температуры и давления. Согласно молекулярно-кинетической теории, температура газа определяется средней кинетической энергией движущихся молекул, а давление проявляется как непрерывная подача импульсов хаотически движущихся молекул на стенки сосуда.