Luftgemische

Luftgemische sind Gasgemische, die entweder die Bestandteile der Erdatmosphäre in festgelegten Anteilen enthalten oder durch das Mischen von Luft mit anderen Gasen gezielt verändert werden. Sie spielen in Wissenschaft, Technik und Industrie eine zentrale Rolle, weil sich durch Variation der Zusammensetzung physikalische Eigenschaften wie Dichte, Wärmeleitfähigkeit oder Brennbarkeit beeinflussen lassen.

Die natürliche Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff (ungefähr 78 Volumenprozent) und Sauerstoff (etwa 21 Volumenprozent), ergänzt durch Argon, Kohlendioxid sowie Spuren anderer Gase. Die Anteile variieren regional, mit der Höhe, Luftfeuchtigkeit und Temperatur; feuchte Luft enthält zusätzlich Wasserdampf.

In vielen Fällen verhalten sich Luftgemische annähernd wie ideale Gase; nach Dalton scheinen die Teilmengen unabhängig zu arbeiten und der Gesamtdruck entspricht der Summe der Partialdrücke. Die Dichte eines Luftgemisches hängt von Temperatur, Druck und Zusammensetzung ab und bestimmt entscheidend Strömungs- und Wärmeverhalten.

Industriell werden Luftgemische durch Lufttrennung, Gasblends oder Beimischung spezifischer Gase erzeugt. Typische Beispiele in Anwendungen sind Nitrox (erhöhter Sauerstoffanteil) und andere Atemgasgemische wie Trimix (Stickstoff, Sauerstoff und Helium) oder Heliox (Helium und Sauerstoff) in der Tauchmedizin und Tieftauchtechnik.

Luftgemische finden Einsatzgebiete in der Luftfahrt, Schweißtechnik, Brennprozessen und Materialprüfung. Sicherheitsrelevant sind Abweichungen des Sauerstoffgehalts sowie das Potenzial für Brand- und Explosionsgefahren in gemischten Gasen; entsprechend werden Luftgemische in geschlossenen Räumen regelmäßig überwacht.