Največji delež v sestavi atmosferskega zraka. Sestava ozračja in njegova struktura

Zemljina atmosfera

Vzdušje(iz. stara grščinaἀτμός - para in σφαῖρα - žoga) - plin lupina ( geosfera), ki obdaja planet Zemlja. Njegova notranja površina pokriva hidrosfera in delno lubje, zunanja pa meji na prizemni del vesolja.

Skupek vej fizike in kemije, ki preučujejo atmosfero, se običajno imenuje atmosferska fizika. Atmosfera določa vreme na površini Zemlje, preučevanje vremena meteorologija in dolgoročne spremembe podnebje - klimatologija.

Struktura ozračja

Struktura ozračja

Troposfera

Njegova zgornja meja je na nadmorski višini 8-10 km v polarnih, 10-12 km v zmernih in 16-18 km v tropskih širinah; nižja pozimi kot poleti. Spodnji, glavni sloj ozračja. Vsebuje več kot 80 % celotne mase atmosferskega zraka in približno 90 % vse vodne pare, ki je prisotna v ozračju. V troposferi so zelo razviti turbulence in konvekcija, vstati oblaki, se razvijajo cikloni in anticikloni. Temperatura pada z naraščanjem nadmorske višine s povprečno navpično gradient 0,65°/100 m

Naslednji so sprejeti kot "normalni pogoji" na zemeljski površini: gostota 1,2 kg/m3, zračni tlak 101,35 kPa, temperatura plus 20 °C in relativna vlažnost 50 %. Ti pogojni kazalniki imajo izključno inženirski pomen.

Stratosfera

Plast ozračja, ki se nahaja na nadmorski višini od 11 do 50 km. Zanj je značilna rahla sprememba temperature v plasti 11-25 km (spodnja plast stratosfere) in povečanje v plasti 25-40 km od -56,5 do 0,8 ° Z(zgornja plast stratosfere ali regije inverzije). Ko je na nadmorski višini približno 40 km dosegla vrednost približno 273 K (skoraj 0 ° C), temperatura ostane konstantna do nadmorske višine približno 55 km. To območje konstantne temperature se imenuje stratopavza in je meja med stratosfero in mezosfera.

Stratopavza

Mejna plast ozračja med stratosfero in mezosfero. Pri navpični porazdelitvi temperature je največ (približno 0 °C).

Mezosfera

Zemljina atmosfera

Mezosfera se začne na nadmorski višini 50 km in se razteza na 80-90 km. Temperatura pada z višino s povprečnim navpičnim gradientom (0,25-0,3)°/100 m je glavni proces prenosa toplote. Zapleteni fotokemični procesi, ki vključujejo prosti radikali, vibracijsko vzbujene molekule itd., povzročajo sij atmosfere.

Mezopavza

Prehodna plast med mezosfero in termosfero. V navpični porazdelitvi temperature je minimum (približno -90 °C).

Linija Karman

Višina nad morsko gladino, ki je običajno sprejeta kot meja med zemeljsko atmosfero in vesoljem.

Termosfera

Glavni članek: Termosfera

Zgornja meja je približno 800 km. Temperatura se dvigne do nadmorske višine 200-300 km, kjer doseže vrednosti reda 1500 K, nato pa ostane skoraj konstantna do visokih nadmorskih višin. Pod vplivom ultravijoličnega in rentgenskega sončnega sevanja ter kozmičnega sevanja pride do ionizacije zraka (“ polarni sij") - glavna področja ionosfera ležijo znotraj termosfere. Na nadmorski višini nad 300 km prevladuje atomski kisik.

Plasti atmosfere do nadmorske višine 120 km

Eksosfera (razpršilna krogla)

Eksosfera- disperzijsko območje, zunanji del termosfere, ki se nahaja nad 700 km. Plin v eksosferi je zelo redčen in od tu njegovi delci uhajajo v medplanetarni prostor ( disipacija).

Do višine 100 km je ozračje homogena, dobro premešana mešanica plinov. V višjih plasteh je porazdelitev plinov po višini odvisna od njihove molekulske mase, koncentracija težjih plinov se hitreje zmanjšuje z oddaljenostjo od površja Zemlje. Zaradi zmanjšanja gostote plina temperatura pade od 0 °C v stratosferi do −110 °C v mezosferi. Vendar kinetična energija posamezni delci na nadmorski višini 200-250 km ustrezajo temperaturi ~1500 °C. Nad 200 km opazimo znatna nihanja temperature in gostote plina v času in prostoru.

Na višini približno 2000-3000 km se eksosfera postopoma spremeni v t.i. vakuum v bližnjem vesolju, ki je napolnjen z zelo redkimi delci medplanetarnega plina, predvsem atomi vodika. Toda ta plin predstavlja le del medplanetarne snovi. Drugi del sestavljajo prašni delci kometnega in meteorskega izvora. V ta prostor prodira poleg izredno redkih prašnih delcev tudi elektromagnetno in korpuskularno sevanje sončnega in galaktičnega izvora.

Troposfera predstavlja približno 80% mase ozračja, stratosfera - približno 20%; masa mezosfere ni večja od 0,3%, termosfera je manjša od 0,05% celotne mase ozračja. Glede na električne lastnosti atmosfere ločimo nevtronosfero in ionosfero. Trenutno se domneva, da se atmosfera razteza do nadmorske višine 2000-3000 km.

Odvisno od sestave plina v ozračju, ki ga oddajajo homosfera in heterosfera. Heterosfera - To je področje, kjer gravitacija vpliva na ločevanje plinov, saj je njihovo mešanje na taki višini zanemarljivo. To pomeni spremenljivo sestavo heterosfere. Pod njim leži dobro premešan, homogen del ozračja, imenovan homosfera. Meja med temi plastmi se imenuje turbo premor, leži na nadmorski višini okoli 120 km.

Fizične lastnosti

Debelina atmosfere je približno 2000 - 3000 km od zemeljske površine. Skupna masa zrak- (5,1-5,3)×10 18 kg. Molska masačisti suhi zrak je 28,966. Pritisk pri 0 °C na morski gladini 101.325 kPa; kritična temperatura-140,7 °C; kritični tlak 3,7 MPa; C str 1,0048×10 3 J/(kg K) (pri 0 °C), C v 0,7159×10 3 J/(kg K) (pri 0 °C). Topnost zraka v vodi pri 0 °C je 0,036 %, pri 25 °C - 0,22 %.

Fiziološke in druge lastnosti ozračja

Že na nadmorski višini 5 km se razvije netrenirana oseba kisikovo stradanje in brez prilagajanja se človekova zmogljivost znatno zmanjša. Tu se konča fiziološka cona ozračja. Človeško dihanje postane nemogoče na višini 15 km, čeprav do približno 115 km atmosfera vsebuje kisik.

Ozračje nas oskrbuje s kisikom, ki je potreben za dihanje. Zaradi padca celotnega atmosferskega tlaka pa se, ko se dvignete na višino, delni tlak kisika ustrezno zmanjša.

Človeška pljuča nenehno vsebujejo približno 3 litre alveolarnega zraka. Delni tlak kisika v alveolarnem zraku pri normalni vrednosti zračni tlak je 110 mmHg. Art., Tlak ogljikovega dioksida - 40 mm Hg. Art., In vodna para - 47 mm Hg. Umetnost. Z naraščanjem nadmorske višine tlak kisika pada, skupni parni tlak vode in ogljikovega dioksida v pljučih pa ostaja skoraj enak - približno 87 mm Hg. Umetnost. Dovod kisika v pljuča se bo popolnoma ustavil, ko bo zračni tlak okolice enak tej vrednosti.

Na nadmorski višini približno 19-20 km atmosferski tlak pade na 47 mm Hg. Umetnost. Zato na tej višini voda in medcelična tekočina začneta vreti v človeškem telesu. Zunaj kabine pod tlakom na teh višinah smrt nastopi skoraj v trenutku. Tako se z vidika človeške fiziologije "vesolje" začne že na nadmorski višini 15-19 km.

Goste plasti zraka – troposfera in stratosfera – nas varujejo pred škodljivimi učinki sevanja. Ob zadostnem redčenju zraka na nadmorski višini več kot 36 km ionizirajoča sredstva močno vplivajo na telo. sevanje- primarni kozmični žarki; Na nadmorski višini več kot 40 km je za človeka nevaren ultravijolični del sončnega spektra.

Kot plezaš vse večjo višino nad zemeljsko površino, postopoma oslabijo in nato popolnoma izginejo, v nižjih plasteh ozračja opazimo tako znane pojave, kot je širjenje zvoka, nastanek aerodinamičnih dvig in odpornost, prenos toplote konvekcija in itd.

V redkih plasteh zraka porazdelitev zvok se izkaže za nemogoče. Do višin 60-90 km je še vedno mogoče uporabiti zračni upor in vzgon za nadzorovan aerodinamični let. Toda začenši z višine 100-130 km, koncepti, ki jih pozna vsak pilot številke M in zvočni zid izgubijo pomen, obstaja pogojnik Linija Karman onkraj katerega se začne sfera čisto balističnega letenja, ki ga je mogoče nadzorovati le z reaktivnimi silami.

Na višinah nad 100 km je atmosferi odvzeta še ena izjemna lastnost - sposobnost absorbiranja, prevajanja in prenosa toplotne energije s konvekcijo (tj. z mešanjem zraka). To pomeni, da različnih elementov opreme na orbitalni vesoljski postaji ne bo mogoče hladiti od zunaj na enak način, kot je to običajno na letalu – s pomočjo zračnih šob in zračnih radiatorjev. Na takšni višini, kot na splošno v vesolju, je edini način prenosa toplote toplotno sevanje.

Atmosferska sestava

Sestava suhega zraka

Zemljino ozračje sestavljajo predvsem plini in razne nečistoče (prah, vodne kapljice, ledeni kristali, morske soli, produkti zgorevanja).

Koncentracija plinov, ki sestavljajo ozračje, je skoraj konstantna, z izjemo vode (H 2 O) in ogljikovega dioksida (CO 2).

Poleg plinov, navedenih v tabeli, vsebuje atmosfera SO 2, NH 3, CO, ozon, ogljikovodiki, HCl, HF, pari Hg, jaz 2 , in tudi št in številni drugi plini v majhnih količinah. Nenehno se nahaja v troposferi veliko število suspendirani trdni in tekoči delci ( aerosol).

Zgodovina nastanka atmosfere

Po najpogostejši teoriji je imela Zemljina atmosfera skozi čas štiri različne sestave. Sprva je bil sestavljen iz lahkih plinov ( vodik in helij), posneto iz medplanetarnega prostora. To je t.i primarna atmosfera(pred približno štirimi milijardami let). Na naslednji stopnji je aktivna vulkanska aktivnost povzročila nasičenost ozračja s plini, ki niso vodik ( ogljikov dioksid, amoniak, vodna para). Tako je nastala sekundarna atmosfera(približno tri milijarde let pred današnjim dnem). To vzdušje je bilo krepčilno. Nadalje so proces nastajanja atmosfere določili naslednji dejavniki:

uhajanje lahkih plinov (vodika in helija) v medplanetarni prostor;

kemične reakcije, ki nastajajo v ozračju pod vplivom ultravijolično sevanje, razelektritve strele in nekateri drugi dejavniki.

Postopoma so ti dejavniki pripeljali do nastanka terciarna atmosfera, za katerega je značilna veliko nižja vsebnost vodika in veliko višja vsebnost dušika in ogljikovega dioksida (nastalega kot posledica kemijskih reakcij iz amoniaka in ogljikovodikov).

Dušik

Nastanek velike količine N 2 je posledica oksidacije atmosfere amoniak-vodik z molekularnim O 2, ki je začel prihajati s površine planeta kot posledica fotosinteze, ki se je začela pred 3 milijardami let. N2 se v ozračje sprošča tudi kot posledica denitrifikacije nitratov in drugih spojin, ki vsebujejo dušik. Dušik oksidira ozon v NO zgornje plasti vzdušje.

Dušik N 2 reagira le pod določenimi pogoji (na primer med razelektritvijo strele). Oksidacija molekularnega dušika z ozonom pri električne razelektritve uporabljajo v industrijski proizvodnji dušikovih gnojil. Z nizko porabo energije ga oksidiramo in pretvorimo v biološko aktivna oblika lahko cianobakterije (modrozelene alge) in nodulne bakterije, ki tvorijo rizobijalne simbioza z stročnice rastline, ti zeleno gnojenje.

kisik

Sestava ozračja se je s pojavom na Zemlji začela korenito spreminjati živi organizmi, kot rezultat fotosinteza ki ga spremlja sproščanje kisika in absorpcija ogljikovega dioksida. Sprva je bil kisik porabljen za oksidacijo reduciranih spojin - amoniaka, ogljikovodikov, dušikove oblike žleza ki jih vsebujejo oceani itd. Na koncu te stopnje se je začela vsebnost kisika v ozračju povečevati. Postopoma je nastala sodobna atmosfera z oksidativnimi lastnostmi. Ker je to povzročilo resne in nenadne spremembe v številnih procesih, ki se dogajajo v vzdušje, litosfera in biosfera, se je ta dogodek imenoval Katastrofa s kisikom.

Med fanerozoik sestava ozračja in vsebnost kisika sta se spremenili. Korelirali so predvsem s hitrostjo odlaganja organskih usedlin. Tako je v obdobjih kopičenja premoga vsebnost kisika v ozračju očitno znatno presegla sodobno raven.

Ogljikov dioksid

Vsebnost CO 2 v ozračju je odvisna od vulkanske aktivnosti in kemični procesi v zemeljskih lupinah, predvsem pa od intenzivnosti biosinteze in razgradnje organskih snovi v biosfera Zemlja. Skoraj celotna trenutna biomasa planeta (približno 2,4 × 10 12 ton ) nastane zaradi ogljikovega dioksida, dušika in vodne pare v atmosferskem zraku. Pokopan v ocean, V močvirje in v gozdovi organska snov se spremeni v premog, olje in zemeljski plin. (cm. Geokemični ogljikov cikel)

Žlahtni plini

Vir inertnih plinov - argon, helij in kripton- vulkanski izbruhi in razpad radioaktivnih elementov. Zemlja na splošno in še posebej atmosfera sta v primerjavi z vesoljem osiromašena inertnih plinov. Menijo, da je razlog za to v nenehnem uhajanju plinov v medplanetarni prostor.

Onesnaževanje zraka

IN Zadnje čase začel vplivati ​​na razvoj ozračja Človek. Rezultat njegovih dejavnosti je bilo stalno znatno povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida v ozračju zaradi zgorevanja ogljikovodikov, nabranih v prejšnjih geoloških obdobjih. Med fotosintezo se porabijo ogromne količine CO 2 , ki jih absorbirajo svetovni oceani. Ta plin pride v ozračje zaradi razgradnje karbonata skale in organske snovi rastlinskega in živalskega izvora, pa tudi zaradi vulkanizma in človeške industrijske dejavnosti. V zadnjih 100 letih se je vsebnost CO 2 v ozračju povečala za 10 %, pri čemer glavnina (360 milijard ton) izvira iz zgorevanja goriva. Če se bo stopnja rasti izgorevanja goriva nadaljevala, se bo v naslednjih 50-60 letih količina CO 2 v ozračju podvojila in bi lahko povzročila globalne podnebne spremembe.

Zgorevanje goriva je glavni vir onesnaževanja plinov ( CO, št, SO 2 ). Žveplov dioksid oksidira atmosferski kisik v SO 3 v zgornjih plasteh atmosfere, ki nato medsebojno delujejo z vodo in amoniakovimi hlapi ter posledično žveplova kislina (H 2 SO 4 ) in amonijev sulfat ((NH 4 ) 2 SO 4 ) vračajo na površje Zemlje v obliki ti. kisel dež. Uporaba motorji z notranjim zgorevanjem povzroča znatno onesnaženje ozračja z dušikovimi oksidi, ogljikovodiki in svinčevimi spojinami ( tetraetil svinec Pb(CH 3 CH 2 ) 4 ) ).

Aerosolno onesnaženje ozračja je posledica tako naravnih vzrokov (izbruhi vulkanov, prašne nevihte, prenos kapljic morske vode in rastlinskega cvetnega prahu itd.) ter človekove gospodarske dejavnosti (rudarstvo in gradbeni material, kurjenje goriva, proizvodnja cementa itd.). Intenzivno obsežno izpuščanje trdih delcev v ozračje je eden od možnih vzrokov podnebnih sprememb na planetu.

Atmosfera je plinasta lupina našega planeta, ki se vrti skupaj z Zemljo. Plin v ozračju imenujemo zrak. Atmosfera je v stiku s hidrosfero in delno prekriva litosfero. Toda zgornje meje je težko določiti. Običajno velja, da se atmosfera razteza navzgor približno tri tisoč kilometrov. Tam gladko teče v brezzračni prostor.

Kemična sestava zemeljske atmosfere

Nastanek kemična sestava atmosfera se je začela pred približno štirimi milijardami let. Sprva je bila atmosfera sestavljena le iz lahkih plinov - helija in vodika. Po mnenju znanstvenikov so bili prvi predpogoji za nastanek plinske lupine okoli Zemlje vulkanski izbruhi, ki so skupaj z lavo izvrgli velik znesek plini Kasneje se je začela izmenjava plinov z vodnimi prostori, z živimi organizmi in s produkti njihove dejavnosti. Sestava zraka se je postopoma spreminjala in moderna oblika zabeleženo pred več milijoni let.

Glavni sestavini ozračja sta dušik (približno 79 %) in kisik (20 %). Preostali odstotek prihaja iz naslednjih plinov: argon, neon, helij, metan, ogljikov dioksid, vodik, kripton, ksenon, ozon, amoniak, žveplov in dušikov dioksid, dušikov oksid in ogljikov monoksid.

Poleg tega zrak vsebuje vodno paro in trdne delce (cvetni prah, prah, kristale soli, aerosolne nečistoče).

V zadnjem času so znanstveniki opazili ne kakovostne, ampak kvantitativna sprememba nekaj zračnih sestavin. In razlog za to je človek in njegove dejavnosti. Samo v zadnjih 100 letih se je raven ogljikovega dioksida povečala za desetkrat! To je polno številnih težav, med katerimi so najbolj globalne podnebne spremembe.

Nastanek vremena in podnebja

Vzdušje je razigrano življenjsko pomembno vlogo pri nastajanju podnebja in vremena na Zemlji. Veliko je odvisno od količine sončni žarki, o naravi spodnjega površja in atmosferskega kroženja.

Poglejmo dejavnike po vrsti.

1. Ozračje prepušča toploto sončnih žarkov in absorbira škodljiva sevanja. Dejstvo, da sončni žarki padajo na različne dele Zemlje pod različne kote, so vedeli že stari Grki. Sama beseda "podnebje" v prevodu iz stare grščine pomeni "pobočje". Torej na ekvatorju sončni žarki padajo skoraj navpično, zato je tukaj zelo vroče. Bližje kot je poli, tem večji kot nagib In temperatura pade.

2. Zaradi neenakomernega segrevanja Zemlje nastajajo zračni tokovi v ozračju. Razvrščeni so glede na velikost. Najmanjši (desetine in stotine metrov) so lokalni vetrovi. Sledijo monsuni in pasati, cikloni in anticikloni ter planetarna frontalna območja.

Vsi ti zračne mase nenehno premikanje. Nekatere med njimi so precej statične. Na primer pasati, ki pihajo iz subtropskih območij proti ekvatorju. Gibanje drugih je v veliki meri odvisno od atmosferskega tlaka.

3. Atmosferski tlak je še en dejavnik, ki vpliva na nastanek podnebja. To je zračni tlak na površini zemlje. Kot veste, se zračne mase premikajo iz območja z visokim atmosferskim tlakom proti območju, kjer je ta nižji.

Skupaj je dodeljenih 7 con. Ekvator - cona nizek pritisk. Nadalje, na obeh straneh ekvatorja do tridesete zemljepisne širine - regija visok pritisk. Od 30° do 60° - spet nizek tlak. In od 60° do polov je območje visokega tlaka. Zračne mase krožijo med temi conami. Tisti, ki prihajajo z morja na kopno, prinašajo dež in slabo vreme, tisti, ki pihajo s celin, pa prinašajo jasno in suho vreme. Na mestih, kjer trčijo zračni tokovi, se oblikujejo atmosferske fronte, za katere so značilne padavine in slabo, vetrovno vreme.

Znanstveniki so dokazali, da je tudi dobro počutje osebe odvisno od atmosferskega tlaka. Po mednarodnih standardih je normalni atmosferski tlak 760 mm Hg. kolono pri temperaturi 0°C. Ta indikator se izračuna za tista zemljišča, ki so skoraj na ravni morske gladine. Z višino tlak pada. Zato je na primer za Sankt Peterburg 760 mm Hg. - to je norma. Toda za Moskvo, ki se nahaja višje, je normalni tlak 748 mm Hg.

Tlak se ne spreminja samo navpično, ampak tudi vodoravno. To se še posebej občuti ob prehodu ciklonov.

Struktura ozračja

Vzdušje spominja na plast torto. In vsaka plast ima svoje značilnosti.

. Troposfera- plast, ki je najbližja Zemlji. "Debelina" te plasti se spreminja z oddaljenostjo od ekvatorja. Nad ekvatorjem se plast razteza navzgor za 16-18 km, v zmernih pasovih- na 10-12 km, na polih - na 8-10 km.

Tu je 80% celotne zračne mase in 90% vodne pare. Tu nastajajo oblaki, nastajajo cikloni in anticikloni. Temperatura zraka je odvisna od nadmorske višine območja. V povprečju se zmanjša za 0,65° C na vsakih 100 metrov.

. Tropopavza- prehodna plast ozračja. Njegova višina se giblje od nekaj sto metrov do 1-2 km. Temperatura zraka poleti je višja kot pozimi. Na primer, nad poli pozimi je -65° C. In nad ekvatorjem je -70° C kadar koli v letu.

. Stratosfera- to je plast, katere zgornja meja leži na nadmorski višini 50-55 kilometrov. Turbulenca je tu majhna, vsebnost vodne pare v zraku je zanemarljiva. Je pa veliko ozona. Njegova največja koncentracija je na nadmorski višini 20-25 km. V stratosferi začne temperatura zraka naraščati in doseže +0,8° C. To je posledica dejstva, da ozonski plašč deluje z ultravijoličnim sevanjem.

. Stratopavza- nizka vmesna plast med stratosfero in mezosfero, ki ji sledi.

. Mezosfera- zgornja meja te plasti je 80-85 kilometrov. Tukaj se dogajajo zapletene stvari. fotokemični procesi z prosti radikali. Oni so tisti, ki poskrbijo za tisti nežno modri sij našega planeta, ki ga vidimo iz vesolja.

Večina kometov in meteoritov zgori v mezosferi.

. Mezopavza- naslednji vmesni sloj, katerega temperatura zraka je najmanj -90 °.

. Termosfera- spodnja meja se začne na nadmorski višini 80 - 90 km, zgornja meja plasti pa poteka približno na 800 km. Temperatura zraka narašča. Lahko se giblje od +500° C do +1000° C. Čez dan temperaturna nihanja znašajo več sto stopinj! Toda tukajšnji zrak je tako redek, da razumevanje izraza "temperatura", kot si ga predstavljamo, tukaj ni primerno.

. Ionosfera- združuje mezosfero, mezopavzo in termosfero. Tukajšnji zrak je sestavljen predvsem iz molekul kisika in dušika ter kvazinevtralne plazme. Sončni žarki, ki vstopajo v ionosfero, močno ionizirajo molekule zraka. V spodnji plasti (do 90 km) je stopnja ionizacije nizka. Višja kot je, večja je ionizacija. Torej, na nadmorski višini 100-110 km so elektroni koncentrirani. To pomaga odbijati kratke in srednje radijske valove.

Najpomembnejša plast ionosfere je zgornja, ki se nahaja na nadmorski višini 150-400 km. Njegova posebnost je, da odbija radijske valove, kar olajša prenos radijskih signalov na velike razdalje.

V ionosferi se pojavi takšen pojav, kot je aurora.

. Eksosfera- sestoji iz atomov kisika, helija in vodika. Plin v tej plasti je zelo redek in atomi vodika pogosto uidejo vanj prostora. Zato se ta plast imenuje "disperzijska cona".

Prvi znanstvenik, ki je predlagal, da ima naša atmosfera težo, je bil Italijan E. Torricelli. Ostap Bender je na primer v svojem romanu "Zlato tele" obžaloval, da vsakega človeka pritiska zračni stolpec, ki tehta 14 kg! Ampak velik spletkar Malo sem se motil. Odrasla oseba doživi pritisk 13-15 ton! Toda te teže ne čutimo, ker je atmosferski tlak uravnotežen z notranjim pritiskom osebe. Teža našega ozračja je 5.300.000.000.000.000 ton. Številka je ogromna, čeprav je le milijoninka teže našega planeta.

Atmosfera je plinasta lupina Zemlje, ki ščiti pred ostrimi vplivi vesolja in je potrebna za obstoj življenja na našem planetu. Ta lupina je vključena v dnevno kroženje Zemlja in vplivi geološki procesi na globus. Natančen prevod iz grški jezik besede za "atmosfero": "atmos" - "para" in "krogla" - "krogla". Atmosfera je tesno povezana z litosfero in hidrosfero ter izmenjujeta toploto, vlago in kemične elemente.

Debelina te lupine Zemlje je v povprečju več tisoč kilometrov. Ko se gostota zraka zmanjša, atmosfera brez jasne meje prehaja v vesolje. Zgornja meja atmosfera prehaja na ravni približno 20 tisoč kilometrov. Njegova spodnja meja poteka vzdolž nivoja zemeljsko površje. 95 % mase celotne atmosfere se nahaja do 25 km višine, saj jo zadržuje sila gravitacija. Spodnja plast ozračja, sestavljena iz mešanice plinov, se imenuje zrak. Ozračje tvorijo atmosferski zrak, suspendirane trdne snovi in ​​vodna para.

V odstotkih mešanica atmosferskih plinov vsebuje približno 78% dušika, 20% kisika, do 1% ogljikovega dioksida, argon, vodik, nekatere druge pline in vodno paro. IN atmosferski zrak dušik vsebuje 78% - bistveno več kot drugi plini. Njegova koncentracija se poveča zaradi aktivnosti mikroorganizmov. Dušik sodeluje v naravnem kroženju snovi in ​​skrbi za uravnavanje vsebnosti kisika ter preprečuje njegovo prekomerno kopičenje. Na drugem mestu po volumetričnem razmerju je kisik (20%). Zahvaljujoč prisotnosti tega plina lahko v ozračju potekajo procesi zgorevanja, razpadanja in dihanja. Skoraj ves prosti kisik v ozračju je produkt fotosinteze rastlinskih organizmov. Ogljikov dioksid predstavlja le 0,03 % prostornine zraka in nastane pri cepljenju organska snov, med dihanjem živih organizmov, zgorevanjem snovi, fermentacijo. Deluje kot grelec, saj ta plin prenaša sončno energijo na zemeljsko površje in ne prepušča toplote z Zemlje. Vsebnost drugih plinov v atmosferskem zraku je minimalna.

Struktura ozračja

Ozračje ima slojevito strukturo, ki jo določajo posebnosti navpične porazdelitve gostote plinov, vključenih v ozračje, in temperature. Atmosfero torej sestavljajo naslednje koncentrične lupine: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, eksosfera, ionosfera. Pred ozonskim zaslonom je spodnje ozračje del biosfere. Troposfera je najnižja raven ozračja. Ta gosta in vlažna plast vsebuje prah, vodno paro, vse se dogaja v njej atmosferski pojavi, vreme je določeno. Zgornja meja troposfere je spremenljiva: nad ekvatorjem je približno 18 km, nad poloma pa do 8 km. Večina človeška dejavnost dogaja ravno v troposferi. Druga plast, stratosfera, leži nad troposfero in se razprostira na nadmorski višini od približno 10 km do 55 km. V stratosferi praktično ni oblakov, saj je vsebnost vodne pare nizka, ta plast je bolj pregledna in hladnejša. Ima ozonski zaslon - absorber trdega ultravijoličnega sevanja. Nad stratosfero do višine 90 km je mezosfera, kjer pod vplivom sončne svetlobe potekajo različne kemične reakcije. Temperatura na zgornji ravni mezosfere postopoma pade na -80 stopinj. Termosfera je na višini od 80 km do 400 km. V tej plasti so takšni pojavi kot polarni sij ponoči osvetljeni oblaki. Zgornje plasti ozračja gladko prehajajo v vesolje.

Onesnaženost zraka v zadnjih stoletjih je posledica gospodarska dejavnost oseba. Spremembe normalne sestava plina ozračje, zračni prostor je onesnažen. Pri izgorevanju ogljikovodikovih goriv se v ozračju kopiči ogljikov dioksid. Prav tako se v procesu človekove gospodarske dejavnosti povečuje vsebnost dušikovih oksidov, metana in nekaterih drugih plinov v ozračju, kar povzroča razvoj učinka tople grede, uničenje ozonske plasti, pojav smoga in kislega dežja.

Sorodni materiali:

Katerega plina je več v ozračju?

Plin, zaradi katerega je kovina krhka

Plin, ki sestavlja 78 % zraka

Glavni "polnilnik zraka"

Glavna sestavina zraka, ki ga vdihavate, ki ga v čisti obliki ni mogoče vdihniti.

Zračna komponenta

Gnojilo v zraku

Kemični element - osnova številnih gnojil

Kemični element, eden glavnih hranila rastline

Kemični element, komponento zrak

Dušik

Tekoče hladilno sredstvo

Kemični element, plin

Paracelzusov čarobni meč

V latinščini se ta plin imenuje "nitrogenium", to je "rojstvo solitra"

Ime tega plina izvira iz latinska beseda"brez življenja"

Tega plina, sestavnega dela zraka, v primarni atmosferi Zemlje pred 4,5 milijarde let praktično ni bilo.

Plin, katerega tekočina se uporablja za hlajenje ultra natančnih instrumentov

V čem je plin tekoče stanje shranjen v Dewarjevi bučki?

Plin, ki je zamrznil Terminator II

Plinski hladilnik

Kateri plin gasi ogenj?

Najpogostejši element v ozračju

Osnova vseh nitratov

Kemični element, N

Zmrzovalni plin

Tri četrtine zraka

Vsebuje amoniak

Plin iz zraka

Plin številka 7

Element iz solitra

Glavni plin v zraku

Najbolj priljubljen plin

Element iz nitratov

Tekoči plin iz posode

Plin št. 1 v ozračju

Gnojilo v zraku

78% zraka

Plin za kriostat

Skoraj 80% zraka

Najbolj priljubljen plin

Difuzni plin

Plin iz Dewarjeve bučke

Glavna sestavina zraka

. "N" v zraku

Dušik

Zračna komponenta

Staro bogato filistejsko mesto z Dagonovim templjem

Velik del vzdušja

Prevladuje v zraku

Sledi ogljiku v tabeli

Med ogljikom in kisikom v tabeli

7. Mendelejeva

Pred kisikom

Predhodnik kisika v tabeli

Žetveni plin

. »brez življenja« med plini

Sledi ogljiku v tabeli

Pes iz Fetovega palindroma

Plin je sestavni del gnojil

Do kisika v tabeli

Za ogljikom v tabeli

78,09 % zraka

Kateri plin je v zraku?

Plin, ki zaseda večino ozračja

Sedmi v rangu kemijskih elementov

Chem. element št. 7

Sestavina zraka

V tabeli je za ogljikom

Neživljenjski del ozračja

. "rojstvo solitra"

Oksid tega plina je "opojni plin"

Osnova zemeljske atmosfere

Večino zraka

Del zraka

Naslednik ogljika v tabeli

Neživi del zraka

Sedmi v redu Mendelejeva

Plin v zraku

Masivni zrak

Sedmo kemični element

Približno 80% zraka

Plin iz mize

Plin, ki bistveno vpliva na donos

Glavna sestavina nitratov

Letalska baza

Glavni element zraka

. »neživljenjski« element zraka

Mendelejev ga je imenoval za sedmega

Levji delež zraka

Sedmi v vrsti Mendelejeva

Glavni plin v zraku

Sedmi v kemijskem vrstnem redu

Glavni plinski zrak

Glavni zračni plin

Med ogljikom in kisikom

Inerten pri normalne razmere dvoatomni plin

Najpogostejši plin na Zemlji

Plin, glavna sestavina zraka

Kemični element, plin brez barve in vonja, glavna sestavina zraka, ki je tudi del beljakovin in nukleinskih kislin

Ime kemijskega elementa

. "N" v zraku

. "Brez življenja" med plini

. "Neživljenjski" element zraka

. "Rojevanje solitra"

7. grof Mendelejev

Večino zraka, ki ga dihamo

Del zraka

Plin je sestavni del gnojil

Plin, ki pomembno vpliva na pridelek

Domača sestava. del zraka

Glavni del zraka

Glavni "polnilnik zraka"

Oksid tega plina je "opojni plin"

Katerega plina je več v ozračju?

Kateri tekoči plin je shranjen v Dewarjevi bučki?

Kateri plin je v zraku?

Kateri plin gasi ogenj

M. kemikalija. baza, glavni element solitra; soliter, soliter, soliter; je tudi glavna, količinsko, sestavina našega zraka (prostornina dušika, kisik Dušik, dušik, dušik, ki vsebuje dušik. Kemiki ločijo s temi besedami mero ali stopnjo vsebnosti dušika v njegovih kombinacijah z drugimi snovmi

V latinščini se ta plin imenuje "nitrogenium", to je "rojstvo solitra"

Ime tega plina izhaja iz latinske besede za brez življenja.

Vdihavamo glavno komponento. zrak

Pred kisikom v tabeli

Zadnji ogljik v tabeli

Sedmi grof Mendelejeva

Kemični element s kodnim imenom 7

Kemični element

Kaj je kemijski element št. 7

Vključeno v soliter

stran 1

Atmosferske pline z vidika spreminjanja njihove vsebnosti v času in prostoru običajno delimo na stalne (trajne) in spremenljive, vendar je takšna klasifikacija precej poljubna. Če na primer povečamo časovno lestvico, lahko vse pline obravnavamo kot spremenljivke, vendar so spremembe v vsebnosti kisika, dušika in večine žlahtnih plinov tako počasne, da lahko zagotovijo zelo malo za razumevanje procesov, ki jih predstavlja ta knjiga. posvečen in tukaj ne bo obravnavan.  

V tleh so prisotni tudi običajni atmosferski plini, in sicer kisik, dušik, argon in kisli plin.  

Ker običajni atmosferski plini nimajo niti okusa niti vonja, bi lahko pomislili, da smo obdani s praznino. Toda plini, tako kot trdne snovi oz tekoče snovi, imajo določene fizikalne in kemijske lastnosti.  

Običajno so atmosferski plini - kisik, dušik in ogljikov dioksid - raztopljeni v tekočih tokovih. Če je mešanica plinov v stiku s tekočino, potem je ravnotežna količina vsakega raztopljenega plina določena z njegovim parcialnim tlakom. Ja, kdaj določene pogoje topnost zraka v vodi je nekaj manj kot 2%, od tega je / 3 kisik in 2 / 3 dušik. Kljub visoki topnosti ogljikovega dioksida je njegova vsebnost v vodi zelo majhna, saj je v zraku le okoli 0,03 % tega plina. Če voda ni bila posebej obdelana, je največja vsebnost zraka v njej enaka ali manjša od tiste, ki ustreza nasičenosti pri atmosferskem tlaku. Ta količina zraka je premajhna, da bi opazno vplivala na parni tlak.  

Atmosferski plini in hlapi vplivajo na številne analitične postopke. Tako prisotnost amoniaka v zraku laboratorijske sobe poslabša rezultate analize aminskega dušika z mikrometodo po Kjeldahlu, vodikov sulfid pa oteži določanje metoksilnih skupin, ki skupaj z jodidom obarja srebrov sulfid. Čeprav dober analitski laboratorij verjetno ne bo imel takih plinov, ki onesnažujejo zrak, je vseeno treba upoštevati možnost vpliva nečistoč. Poleg tega analizirani vzorci neizogibno pridejo v stik s kisikom, ogljikovim dioksidom in zračno vlago. Kisik moti določanje nitro skupine s titanovim kloridom; ogljikov dioksid moti nevodno titracijo šibke kisline; vlaga moti določanje karboksilne skupine z uporabo Fischerjevega reagenta. Ker so pri delu z mikrometodami kontaktne površine relativno velike, je treba sprejeti ukrepe za odpravo vpliva motečih snovi. Na splošno je zaželeno imeti takšne zaprte posode za izvajanje analitične reakcije v odsotnosti motečih plinov. IN posebni primeri izdelani so posebni boksi s kontrolirano atmosfero, v katerih se izvajajo vse operacije.  

Pomlad in rečna voda vedno vsebuje raztopljene atmosferske pline - kisik, dušik in ogljikov dioksid, pa tudi nekaj kationov (Ca2, Mg2, Na) in anionov premoga (HCO -), žvepla in klorovodikova kislina. Kalijevi ioni in anioni dušikove in dušikove kisline so vsebovani v veliko manjših količinah. Silikati se pod vplivom vode sčasoma razgradijo, manjši del kremenčeve kisline pa je v vodi v koloidnem stanju ali v obliki kalijevega silikata, večina pa ostane neraztopljena in se zadrži v glini.  

Predlagano je bilo, da bi lahko s pravim katalizatorjem atmosferski plini reagirali med seboj in spremenili oceane v razredčeno raztopino dušikova kislina. Ali je tak proces mogoč z vidika termodinamičnih pojmov.  

Absorpcija vodne pare in ogljikovega dioksida je tako močna, da bodo drugi atmosferski plini, ki absorbirajo pri istih valovnih dolžinah, malo prispevali k Učinek tople grede. Vendar pa je v dolgovalovnem območju spektra interval 8 - 12 μm, kjer je absorpcija CO in CO3 zelo šibka.  

Kljub številnim ukrepom, ki preprečujejo prodiranje zraka v raztopino, vedno vsebuje raztopljene atmosferske pline, pa tudi vključke neraztopljenega zraka v obliki mehurčkov, ki nastanejo med mešanjem, filtracijo in transportom raztopine.  

Itrijev fluorid, pridobljen z zgoraj opisanimi metodami, ima relativno veliko površino in je zato sposoben adsorbirati atmosferske pline. Za odstranitev nekaterih adsorbiranih plinov je priporočljivo, da itrijev fluorid pred redukcijo sintrate v vakuumu ali stopite.  

Avtor knjige, ki je zbral ogromno dejanskega gradiva, je podal celovit pregled problematike kemične sestave in radioaktivnosti ozračja: atmosferski plini, trdna in tekoči delci, njegova radioaktivnost, kemija padavin, težave z onesnaženostjo zraka.  

Viri naravna radioaktivnost služijo v atmosferi radioaktivne snovi zemeljska skorja, pa tudi snovi, ki nastanejo kot posledica izpostavljenosti atmosferskim plinom kozmični žarki. Večina naravne radioaktivnosti v troposferi je posledica prvega vira. Vloga aktinona in njegovih razpadnih produktov je nepomembna in o njej tukaj ne bomo razpravljali.