Ci sono cinque componenti principali dell’aria: azoto (78.0842%), ossigeno (20.9463%), vapore acqueo (circa 1%), argon (0.93422%) e anidride carbonica (0.03811%). I componenti in tracce costituiscono un altro 0.002%. Di tutte queste sostanze, quella di cui gli animali (compresi gli esseri umani) hanno bisogno per sopravvivere è l’ossigeno, mentre le piante richiedono anidride carbonica e azoto.
La respirazione degli animali consuma ossigeno e produce anidride carbonica come sottoprodotto, mentre le piante consumano anidride carbonica e producono ossigeno. Gli ecosistemi del mondo dipendono da questo equilibrio. I componenti dell’aria possono essere alterati dall’attività umana, come la combustione di combustibili fossili, che ha aumentato la percentuale di anidride carbonica nell’atmosfera.
L’aria è stata oggetto di studio per gli scienziati per centinaia di anni. Come altri gas, l’aria si comporta secondo la legge di Boyle, la quale afferma che la pressione e il volume di un gas sono inversamente proporzionali in un sistema chiuso in cui la quantità totale di gas e la sua temperatura rimangono fisse. Ciò significa che una persona può diminuire il volume d’aria comprimendolo, ma la sua pressione aumenterà proporzionalmente.
È possibile pompare aria in una membrana elastica, come un palloncino, per gonfiarla. Poiché la pressione esercitata verso l’esterno dall’aria all’interno di un pallone è approssimativamente equivalente alla pressione esercitata sul pallone dall’esterno, rimane gonfiato. Tuttavia, ciò è vero solo quando la pressione dell’aria originariamente immessa nel pallone è simile all’aria ambiente circostante. Se un pallone viene riempito con aria dall’alta atmosfera, quindi portato al livello del mare, si rimpicciolirà, mentre se viene riempito con aria dal livello del mare e portato ad una quota molto elevata, scoppierà. Questo è ciò che accade ai palloncini che vengono accidentalmente rilasciati nel cielo.
L’aria rimane nell’atmosfera terrestre perché la gravità della Terra è sufficiente a trattenere le particelle di gas vicino alla sua superficie. I gas più leggeri, come l’idrogeno, sono sfuggiti molto tempo fa all’attrazione terrestre, essendo abbastanza leggeri da consentire loro l’eccitazione termica per fuggire nello spazio.