Што оди во воздух. Што е воздух: Природна наука за возрасни. Каква е структурата на атмосферата
Сите ние многу добро знаеме дека ниту едно живо суштество не може да живее на земјата без воздух. Воздухот е од витално значење за сите нас. Секој од деца до возрасни знае дека е невозможно да се преживее без воздух, но не секој знае што е воздух и од што се состои. Значи, воздухот е мешавина од гасови што не можат да се видат или допрат, но сите ние одлично знаеме дека е околу нас, иако практично не го забележуваме. Да се спроведе истражување од различна природа, вклучително, тоа е можно во нашата лабораторија.
Можеме да го почувствуваме воздухот само кога чувствуваме силен ветер или сме близу вентилатор. Од што се состои воздухот, но се состои од азот и кислород, и само мал дел од аргон, вода, водород и јаглерод диоксид. Ако го земеме предвид составот на воздухот како процент, тогаш азот е 78,08 проценти, кислород 20,94%, аргон 0,93 проценти, јаглерод диоксид 0,04 проценти, неонски 1,82 * 10-3 проценти, хелиум 4,6 * 10-4 проценти, метан 1,7 * 10 -4 проценти, криптон 1,14 * 10-4 проценти, водород 5 * 10-5 проценти, ксенон 8,7 * 10-6 проценти, азотен оксид 5 * 10-5 проценти.
Содржината на кислород во воздухот е многу висока, бидејќи тоа е кислородот што е потребен за животот на човечкото тело. Кислородот, кој се забележува во воздухот за време на дишењето, влегува во клетките на човечкото тело и учествува во процесот на оксидација, како резултат на што се врши ослободување на енергија, што е неопходно за живот. Исто така, кислородот, кој е во воздухот, е потребен за согорување на гориво, кое произведува топлина, како и за примање механичка енергија кај моторите со внатрешно согорување.
Исто така, инертни гасови се извлекуваат од воздухот за време на втечнување. Колку кислород има во воздухот, ако погледнете процент, тогаш кислородот и азотот во воздухот е 98 проценти. Знаејќи го одговорот на ова прашање, се поставува уште едно прашање, кои гасовити супстанции с still уште се дел од воздухот.
Така, во 1754 година, беше потврдено од научник по име Josephозеф Блек дека воздухот е составен од мешавина на гасови, а не хомогена супстанција како што се мислеше претходно. Воздухот на земјата содржи метан, аргон, јаглерод диоксид, хелиум, криптон, водород, неон, ксенон. Вреди да се напомене дека процентот на воздух може малку да варира во зависност од тоа каде живеат луѓето.
За жал, во големите градови, процентот на јаглерод диоксид ќе биде поголем отколку, на пример, во селата или шумите. Се поставува прашањето колкав процент кислород има во воздухот во планините. Одговорот е едноставен, кислородот е многу потежок од азот, така што ќе биде многу помалку во воздухот во планините, тоа е затоа што густината на кислородот се намалува со надморска височина.
Стапката на кислород во воздухот
Значи, во однос на односот на кислород во воздухот, постојат одредени стандарди, на пример, за работната област. За да може едно лице да работи целосно, стапката на кислород во воздухот е од 19 до 23 проценти. Кога работите со опрема во претпријатија, императив е да се следи затегнатоста на уредите, како и разни машини. Ако, при тестирање на воздухот во просторија каде што работат луѓето, индикаторот за кислород е под 19 проценти, тогаш е императив да ја напуштите просторијата и да вклучите итна вентилација. Можете да го контролирате нивото на кислород во воздухот на работното место со поканување на лабораторијата EcoTestExpress и истражување.
Ајде сега да дефинираме што е кислород.
Кислородот е хемиски елемент во периодниот систем на елементи на Менделеев, кислородот нема мирис, вкус, боја. Кислородот во воздухот е исклучително неопходен за човечко дишење, а исто така и за согорување, за никого не е тајна дека ако нема воздух, тогаш нема да изгорат материјали. Кислородот содржи мешавина од три стабилни нуклиди, чии масени броеви се 16. 17 и 18.
Значи, кислородот е најобилниот елемент на земјата, бидејќи за процентот на кислород, најголем процент се наоѓа во силикатите, тоа е околу 47,4 проценти од масата на цврстата земјина кора. Исто така, морето и свежите води на целата земја содржат огромно количество кислород, имено 88,8 проценти, што се однесува до количината на кислород во воздухот, ова е само 20,95 проценти. Треба да се напомене дека кислородот е дел од повеќе од 1500 соединенија во земјината кора.
Што се однесува до производството на кислород, тоа се добива со одвојување на воздухот при ниски температури. Овој процес се одвива вака, на почетокот воздухот се компресира со помош на компресор, кога воздухот е компресиран, тој почнува да се загрева. На компримираниот воздух му се остава да се излади до собна температура, а по ладењето, слободно се шири.
Кога ќе се појави експанзија, температурата на гасот почнува нагло да опаѓа, откако воздухот се лади, неговата температура може да биде неколку десетици степени под собна температура, таков воздух повторно се компресира и отпуштената топлина се одзема. По неколку фази на компресија и ладење на воздухот, се изведуваат голем број процедури како резултат на што се одвојува чист кислород без никакви нечистотии.
И тука се поставува друго прашање кое е потешко од кислород или јаглерод диоксид. Одговорот е, се разбира, јаглерод диоксидот ќе биде потежок од кислородот. Густината на јаглерод диоксид е 1,97 кг / м3, додека густината на кислородот, пак, е 1,43 кг / м3. Што се однесува до јаглерод диоксидот, тој, како што се испостави, игра една од главните улоги во животот на целиот живот на земјата, а исто така има ефект и врз јаглеродниот циклус во природата. Докажано е дека јаглерод диоксидот е вклучен во регулирањето на дишењето, како и циркулацијата на крвта.
Нарачајте бесплатна консултација за животна средина
Што е јаглерод диоксид?
Сега подетално дефинирајте што е јаглерод диоксид, а исто така означете го составот на јаглерод диоксид. Значи, јаглерод диоксидот со други зборови е јаглерод диоксид, тоа е безбоен гас со малку кисел мирис и вкус. Што се однесува до воздухот, концентрацијата на јаглерод диоксид во него е 0,038 проценти. Физичките својства на јаглерод диоксидот се дека тој не постои во течна состојба при нормален атмосферски притисок, туку преминува веднаш од цврста состојба во гасовита состојба.
Цврстиот јаглерод диоксид се нарекува и сув мраз. Денес, јаглерод диоксидот е учесник во глобалното затоплување. Јаглерод диоксидот се добива со согорување на разни супстанции. Треба да се напомене дека во индустриското производство на јаглерод диоксид, се пумпа во цилиндри. Јаглерод диоксид пумпан во цилиндри се користи како апарати за гаснење пожар, како и за производство на газирана вода, а се користи и во пневматско оружје. И, исто така, во прехранбената индустрија како конзерванс.
Составот на вдишаниот и издишаниот воздух
Сега да го анализираме составот на вдишаниот и издишаниот воздух. За почеток, ајде да дефинираме што е дишење. Дишењето е сложен континуиран процес со кој гасниот состав на крвта постојано се обновува. Составот на вдишаниот воздух е 20,94 проценти кислород, 0,03 проценти јаглерод диоксид и 79,03 проценти азот. Но, составот на издишаниот воздух е веќе само 16,3 проценти кислород, како и 4 проценти јаглерод диоксид и 79,7 проценти азот.
Може да се забележи дека вдишаниот воздух се разликува од издишаниот воздух во содржината на кислород, како и во количината на јаглерод диоксид. Ова се супстанциите што го сочинуваат воздухот што го дишеме и го издишуваме. Така, нашето тело е заситено со кислород и го дава целиот непотребен јаглерод диоксид однадвор.
Сувиот кислород ги подобрува електричните и заштитните својства на филмовите поради отсуството на вода, како и нивната густина и намалување на волуменскиот полнеж. Исто така, сувиот кислород во нормални услови не може да реагира со злато, бакар или сребро. За да направите хемиска анализа на воздух или други лабораториски истражувања, вклучително, можете во нашата лабораторија "EcoTestExpress".
Воздухот е атмосферата на планетата на која живееме. И секогаш го имаме прашањето што е дел од воздухот, одговорот е само збир на гасови, како што веќе беше опишано погоре кои гасови и во кој дел се во воздухот. Што се однесува до содржината на гасови во воздухот, с everything е лесно и едноставно, односот на проценти за скоро сите области на нашата планета е челик.
Состав и својства на воздухот
Воздухот не се состои само од мешавина на гасови, туку и од разни аеросоли и пареи. Процентот на воздухот е односот на азот со кислород во однос на другите гасови во воздухот. Значи колку кислород има во воздухот, одговорот е само 20 проценти. Составот на гасот, што се однесува до азот, содржи лавовски дел од целиот воздух, и вреди да се напомене дека при зголемен притисок, азотот почнува да поседува наркотични својства.
Ова не е од мала важност, бидејќи кога нуркачите работат, тие често мораат да работат на длабочина под огромен притисок. Веќе е кажано многу за кислородот бидејќи е од големо значење за човечкиот живот на нашата планета. Вреди да се напомене дека вдишувањето воздух со зголемен кислород од страна на лице за краток период не влијае негативно на самата личност.
Но, ако некое лице вдишува воздух со зголемено ниво на кислород долго време, тогаш ова ќе доведе до појава на патолошки промени во телото. Друга главна компонента на воздухот, за која веќе е кажано, е јаглерод диоксидот, бидејќи човекот не може да живее без него, како и без кислород.
Ако немаше воздух на земјата, тогаш ниту еден жив организам не би можел да живее на нашата планета, а уште повеќе некако да функционира. За жал, во современиот свет, огромен број индустриски капацитети што го загадуваат нашиот воздух неодамна с increasingly повеќе повикуваат на потреба од заштита на животната средина, како и следење на чистотата на воздухот. Затоа, треба да правите чести мерења на воздухот и да одредите колку е чист. Ако ви се чини дека воздухот во вашата соба не е доволно чист и виновни се надворешни фактори, секогаш можете да контактирате со лабораторијата EcoTestExpress, која ќе ги изврши сите потребни анализи (истражувања) и ќе даде заклучок за чистотата на воздухот што го дишеш.
Не може да се допре и не може да се види, но главната работа што му ја должиме е животот... Се разбира, ова е воздухот, кој не го зазеде последното место во фолклорот на секоја нација. Како древните луѓе го претставуваа и што навистина е - ќе напишам за ова подолу.
Гасовите што го сочинуваат воздухот
Природна мешавина на гасовинаречен воздух. Тешко е да се потцени неговата неопходност и важност за живите - игра важна улога во оксидативни процеси, кои се придружени со ослободување на енергија неопходна за сите живи суштества. Преку експерименти, научниците успеаја да го одредат неговиот точен состав, но главната работа што треба да се разбере е тоа не е хомогена супстанција, туку мешавина на гасови... Околу 99% од составот е мешавина од кислород и азот, и воопшто воздухот ја формира атмосфератанашата планета. Значи, смесата се состои од следниве гасови:
- метан;
- криптон;
- хелиум;
- ксенон;
- водород;
- неонски;
- јаглерод диоксид;
- кислород;
- азот;
- аргон.
Треба да се напомене дека составот не е константени може значително да се разликуваат од сајт до сајт. На пример, големите градови се богати со јаглерод диоксид. Во планините ќе се набудува намалено ниво на кислород, бидејќи овој гас е потежок од азот, и како што се искачува, неговата густина ќе се намали. Науката тврди дека составот може да биде различен во различни делови на планетата. од 1% до 4% за секој од гасовите.
Покрај процентот на гасови, воздухот се карактеризира со следниве параметри:
- влажност;
- температура;
- притисок.
Воздухот е постојано во движењеформирајќи вертикални потоци. Хоризонтално - ветровите зависат од одредени природни услови, затоа, тие можат да имаат различни карактеристики на брзина, сила и насока.
Воздух во фолклорот
Легенди за секоја нација обдарете го воздухот со некои „живи“ квалитети... Како по правило, духовите на овој елемент беа неостварливи и невидливи суштества. Според легендите, тие населени планински врвови или облаци, и се разликуваа во нивната предиспозиција за луѓето. Токму тие се веруваа дека се направија снегулки и собраа облациво облаците, летајќи низ небото на ветровите.
Египќаните го избројаа воздухот симбол на животот, а Индијанците веруваа во тоа издишување на Брахма - живот, и вдишување, соодветно, е смрт. Што се однесува до Словените, воздухот (ветерот) го зазеде речиси централното место во легендите за овој народ. Можеше да слушне, а понекогаш дури и да исполни мали барања. Сепак, тој не беше секогаш kindубезен, понекогаш зборуваше на страната на злите сили. во форма на злобен и непредвидлив скитник.
Децата често ги прашуваат своите родители од што обично се прави воздух и што е тоа. Но, не секој возрасен може да одговори точно. Се разбира, секој ја проучуваше структурата на воздухот во училиште на часови по природна историја, но со текот на годините ова знаење може да се заборави. Ајде да се обидеме да ги наполниме.
Воздухот е единствена „супстанца“. Не може да се види, допре, невкусно е. Затоа е толку тешко да се даде јасна дефиниција што е тоа. Обично тие само велат - воздухот е она што го дишеме. Тој е околу нас, иако воопшто не го забележуваме. Може да го почувствувате само кога дува силен ветер или кога ќе се појави непријатен мирис.
Што се случува ако воздухот исчезне? Без него, ниту еден жив организам не може да живее и работи, што значи дека сите луѓе и животни ќе умрат. Неопходно е за процесот на дишење. Важно е колку е чист и здрав воздухот што го дишат сите.
Најкорисен воздух е:
- Во шумите, особено бор.
- Во планините.
- Во близина на морето.
Воздухот на овие места има пријатна арома и својства кои се корисни за телото. Ова објаснува зошто здравствените кампови на децата и разните санаториуми се наоѓаат во близина на шумите, во планините или на море.
Можете да уживате во свеж воздух само подалеку од градот. Поради оваа причина, многу луѓе купуваат летни колиби надвор од селото. Некои се преселуваат во привремен или постојан престој во селото, градат куќи таму. Ова е особено точно за семејствата со мали деца. Луѓето заминуваат затоа што воздухот во градот е многу загаден.
Во современиот свет, проблемот со загадувањето на животната средина е особено релевантен. Работата на модерните фабрики, претпријатија, нуклеарни централи, автомобили има негативно влијание врз природата. Тие фрлаат штетни материи во атмосферата што ја загадуваат атмосферата. Затоа, многу често луѓето во урбаните средини доживуваат недостаток на свеж воздух, што е многу опасно.
Тежок воздух во лошо проветрена област е сериозен проблем, особено ако содржи компјутери и друга опрема. Бидејќи е присутен на такво место, едно лице може да почне да се гуши од недостаток на воздух, има болки во главата и се појавува слабост.
Според статистичките податоци составени од Светската здравствена организација, околу 7 милиони смртни случаи годишно се поврзани со апсорпција на загаден воздух на отворено и во затворени простории.
Штетниот воздух се смета за една од главните причини за таква страшна болест како ракот. Така велат организациите вклучени во проучувањето на ракот.
Затоа, неопходно е да се преземат превентивни мерки.
Како да се добие свеж воздух?
Едно лице ќе биде здраво ако може да дише свеж воздух секој ден. Ако не е можно да се иселите надвор од градот поради важна работа, недостаток на пари или од други причини, тогаш неопходно е да барате излез од ситуацијата на лице место. Со цел телото да ја добие потребната стапка на свеж воздух, треба да се почитуваат следниве правила:
- Да бидете почесто на улица, на пример, да шетате навечер во паркови и градини.
- Излезете за време на викендите на прошетка во шумата.
- Проветрувајте ги просторите за живеење и работа во секое време.
- Засади повеќе зелени растенија, особено во работни простории со компјутери.
- Препорачливо е да се посетуваат одморалишта лоцирани на море или на планина еднаш годишно.
Од кои гасови се состои воздухот?
Секој ден, секоја секунда, луѓето дишат и издишуваат, воопшто не размислувајќи за воздухот. Луѓето не реагираат на него на кој било начин, и покрај фактот дека ги опкружува насекаде. И покрај неговата бестежинска состојба и невидливост за човечкото око, воздухот има прилично сложена структура. Вклучува врска на неколку гасови:
- Азот.
- Кислород.
- Аргон.
- Јаглерод диоксид.
- Неонски.
- Метан.
- Хелиум.
- Криптон.
- Водород.
- Ксенон.
Главниот удел на воздухот е азот , чијшто масен дел е еднаков на 78 проценти. Кислородот, најнеопходниот гас за човечкиот живот, сочинува 21 отсто од вкупниот број. Останатиот процент е окупиран од други гасови и водена пареа, од кои се формираат облаци.
Може да се појави прашањето, зошто има толку малку кислород, нешто повеќе од 20%? Овој гас е реактивен. Затоа, со зголемување на неговиот удел во атмосферата, веројатноста за појава на пожари во светот значително ќе се зголеми.
Од што е направен воздухот што го дишеме?
Двата главни гасови кои ја формираат основата на воздухот што го дишеме секој ден:
- Кислород.
- Јаглерод диоксид.
Вдишуваме кислород, издишуваме јаглерод диоксид. Секој студент ја знае оваа информација. Но, од каде доаѓа кислородот? Главниот извор на производство на кислород се зелените растенија. Тие исто така се потрошувачи на јаглерод диоксид.
Светот работи на интересен начин. Во сите животни процеси што се случуваат, се почитува правилото за одржување рамнотежа. Ако нешто отиде од некаде, тогаш нешто дојде некаде. Така е и со воздухот. Зелените простори произведуваат кислород што му е потребен на човештвото за да дише. Луѓето консумираат кислород и ослободуваат јаглерод диоксид, кој пак се храни со растенија. Благодарение на овој систем на интеракција, постои живот на планетата Земја.
Знаејќи од што се состои воздухот што го дишеме и колку е загаден во модерните времиња, неопходно е да се заштити флората на планетата и да се стори сé за да се зголеми бројот на зелени растенија.
Малите деца често ги прашуваат своите родители од што обично се прави воздух и што е тоа. Но, не секој возрасен може да одговори точно. Се разбира, секој ја проучуваше структурата на воздухот во училиште на часови по природна историја, но со текот на годините ова знаење може да се заборави. Ајде да се обидеме да ги наполниме.
Што е воздух?
Воздухот е единствена „супстанца“. Не може да се види, допре, невкусно е. Затоа е толку тешко да се даде јасна дефиниција што е тоа. Обично тие само велат - воздухот е она што го дишеме. Тој е околу нас, иако воопшто не го забележуваме. Може да го почувствувате само кога дува силен ветер или кога ќе се појави непријатен мирис.
Што се случува ако воздухот исчезне? Без него, ниту еден жив организам не може да живее и работи, што значи дека сите луѓе и животни ќе умрат. Неопходно е за процесот на дишење. Важно е колку е чист и здрав воздухот што го дишат сите.
Каде да најдете свеж воздух?
Најкорисен воздух е:
- Во шумите, особено бор.
- Во планините.
- Во близина на морето.
Воздухот на овие места има пријатна арома и својства кои се корисни за телото. Ова објаснува зошто здравствените кампови на децата и разните санаториуми се наоѓаат во близина на шумите, во планините или на море.
Можете да уживате во свеж воздух само подалеку од градот. Поради оваа причина, многу луѓе купуваат летни колиби надвор од селото. Некои се преселуваат во привремен или постојан престој во селото, градат куќи таму. Ова е особено точно за семејствата со мали деца. Луѓето заминуваат затоа што воздухот во градот е многу загаден.
Проблем со загадување на свеж воздух
Во современиот свет, проблемот со загадувањето на животната средина е особено релевантен. Работата на модерните фабрики, претпријатија, нуклеарни централи, автомобили има негативно влијание врз природата. Тие фрлаат штетни материи во атмосферата што ја загадуваат атмосферата. Затоа, многу често луѓето во урбаните средини доживуваат недостаток на свеж воздух, што е многу опасно.
Тежок воздух во лошо проветрена област е сериозен проблем, особено ако содржи компјутери и друга опрема. Бидејќи е присутен на такво место, едно лице може да почне да се гуши од недостаток на воздух, има болки во главата и се појавува слабост.
Според статистичките податоци составени од Светската здравствена организација, околу 7 милиони смртни случаи годишно се поврзани со апсорпција на загаден воздух на отворено и во затворени простории.
Штетниот воздух се смета за една од главните причини за таква страшна болест како ракот. Така велат организациите вклучени во проучувањето на ракот.
Затоа, неопходно е да се преземат превентивни мерки.
Како да се добие свеж воздух?
Едно лице ќе биде здраво ако може да дише свеж воздух секој ден. Ако не е можно да се иселите надвор од градот поради важна работа, недостаток на пари или од други причини, тогаш неопходно е да барате излез од ситуацијата на лице место. Со цел телото да ја добие потребната стапка на свеж воздух, треба да се почитуваат следниве правила:
- Да бидете почесто на улица, на пример, да шетате навечер во паркови и градини.
- Излезете за време на викендите на прошетка во шумата.
- Проветрувајте ги просторите за живеење и работа во секое време.
- Засади повеќе зелени растенија, особено во работни простории со компјутери.
- Препорачливо е да се посетуваат одморалишта лоцирани на море или на планина еднаш годишно.
Од кои гасови се состои воздухот?
Секој ден, секоја секунда, луѓето дишат и издишуваат, воопшто не размислувајќи за воздухот. Луѓето не реагираат на него на кој било начин, и покрај фактот дека ги опкружува насекаде. И покрај неговата бестежинска состојба и невидливост за човечкото око, воздухот има прилично сложена структура. Вклучува врска на неколку гасови:
- Азот.
- Кислород.
- Аргон.
- Јаглерод диоксид.
- Неонски.
- Метан.
- Хелиум.
- Криптон.
- Водород.
- Ксенон.
Главниот удел на воздухот е азот , чијшто масен дел е еднаков на 78 проценти. Кислородот, најнеопходниот гас за човечкиот живот, сочинува 21 отсто од вкупниот број. Останатиот процент е окупиран од други гасови и водена пареа, од кои се формираат облаци.
Може да се појави прашањето, зошто има толку малку кислород, нешто повеќе од 20%? Овој гас е реактивен. Затоа, со зголемување на неговиот удел во атмосферата, веројатноста за појава на пожари во светот значително ќе се зголеми.
Од што е направен воздухот што го дишеме?
Двата главни гасови кои ја формираат основата на воздухот што го дишеме секој ден:
- Кислород.
- Јаглерод диоксид.
Вдишуваме кислород, издишуваме јаглерод диоксид. Секој студент ја знае оваа информација. Но, од каде доаѓа кислородот? Главниот извор на производство на кислород се зелените растенија. Тие исто така се потрошувачи на јаглерод диоксид.
Светот работи на интересен начин. Во сите животни процеси што се случуваат, се почитува правилото за одржување рамнотежа. Ако нешто отиде од некаде, тогаш нешто дојде некаде. Така е и со воздухот. Зелените простори произведуваат кислород што му е потребен на човештвото за да дише. Луѓето консумираат кислород и ослободуваат јаглерод диоксид, кој пак се храни со растенија. Благодарение на овој систем на интеракција, постои живот на планетата Земја.
Знаејќи од што се состои воздухот што го дишеме и колку е загаден во модерните времиња, неопходно е да се заштити флората на планетата и да се стори сé за да се зголеми бројот на зелени растенија.
Видео за составот на воздухот
Гасниот состав на воздухот што го дишеме изгледа вака: 78% е азот, 21% е кислород и 1% се други гасови. Но, во атмосферата на големите индустриски градови, овој сооднос често се нарушува. Значителен дел е составен од штетните нечистотии предизвикани од емисиите од претпријатијата и возилата. Моторниот транспорт внесува многу нечистотии во атмосферата: јаглеводороди со непознат состав, бензо (а) пирен, јаглерод диоксид, сулфур и азотни соединенија, олово, јаглерод моноксид.
Атмосферата се состои од мешавина од голем број гасови - воздух, во кои се суспендирани колоидни нечистотии - прашина, капки, кристали итн. Составот на атмосферскиот воздух малку се менува со височината. Меѓутоа, почнувајќи од надморска височина од околу 100 километри, заедно со молекуларен кислород и азот, атомскиот кислород се појавува како резултат на дисоцијација на молекулите и започнува гравитационото раздвојување на гасовите. Над 300 километри, атомскиот кислород преовладува во атмосферата, над 1000 километри - хелиум, а потоа атомски водород. Притисокот и густината на атмосферата се намалуваат со висината; околу половина од целата маса на атмосферата е концентрирана во долните 5 км, 9/10 - во долните 20 км и 99,5% - во долните 80 км. На надморска височина од околу 750 километри, густината на воздухот се намалува на 10-10 g / m 3 (додека на површината на земјата е околу 103 g / m 3), но дури и толку мала густина е с sufficient уште доволна за појава на аурора. Атмосферата нема остра горна граница; густина на неговите составни гасови
Атмосферскиот воздух што го дише секој од нас содржи неколку гасови, од кои главни се: азот (78,09%), кислород (20,95%), водород (0,01%) јаглерод диоксид (јаглерод диоксид) (0,03%) и инертни гасови ( 0,93%). Покрај тоа, секогаш постои одредена количина на водена пареа во воздухот, чија количина секогаш се менува со промена на температурата: колку е повисока температурата, толку е поголема содржината на пареа и обратно. Поради флуктуации во количината на водена пареа во воздухот, процентот на гасови во него исто така не е константен. Сите гасови во воздухот се безбојни и без мирис. Тежината на воздухот се менува во зависност не само од температурата, туку и од содржината на водена пареа во неа. На иста температура, тежината на сувиот воздух е поголема од онаа на влажниот воздух. водената пареа е многу полесна од воздушната пареа.
Табелата го прикажува гасниот состав на атмосферата во волуметриски сооднос на маса, како и животниот век на главните компоненти:
|
Компонента |
% по волумен |
% маса |
| N 2 | ||
| О 2 | ||
| Ар | ||
| СО 2 | ||
| Не | ||
| Тој | ||
| CH 4 | ||
| Кр | ||
| Н 2 | ||
| N 2 O | ||
| Xe | ||
| О 3 |
3 10 -7 - 3 10 -6 |
5 10 -7 - 5 10 -6 |
| Rn |
Карактеристиките на гасовите што го сочинуваат атмосферскиот воздух под притисок се менуваат.
На пример: кислород под притисок од повеќе од 2 атмосфери има токсичен ефект врз телото.
Азот под притисок над 5 атмосфери има наркотичен ефект (интоксикација со азот). Брзиот пораст од длабочините предизвикува болест на декомпресија поради брзото ослободување на азотни меурчиња од крвта, како да ја пени.
Зголемување на јаглерод диоксид од повеќе од 3% во респираторната мешавина предизвикува смрт.
Секоја компонента што е дел од воздухот, со зголемување на притисокот до одредени граници, станува отров што може да го отруе телото.
Студии за гасниот состав на атмосферата. Атмосферска хемија
За историјата на брзиот развој на релативно младата гранка на науката наречена атмосферска хемија, терминот "излив" (фрлање), што се користи во спортови со голема брзина, е најсоодветен. Еден истрел од почетниот пиштол, можеби, служеше како два статии објавени во раните 1970 -ти. Тие зборуваа за можно уништување на стратосферскиот озон од азотни оксиди - НЕ и НО 2. Првиот му припаѓаше на идниот нобеловец, а потоа и на вработениот во Стокхолмскиот универзитет П. Круцен, кој го сметаше веројатниот извор на азотни оксиди во стратосферата, азотен оксид N 2 O, кој се распаѓа под влијание на сончевата светлина, од природно потекло На Авторот на втората статија, хемичар од Универзитетот во Калифорнија во Беркли, Г. Johnонстон, сугерираше дека азотните оксиди се појавуваат во стратосферата како резултат на човечката активност, имено, од емисиите на производи за согорување од млазните мотори со висок авиони на надморска височина.
Се разбира, гореспоменатите хипотези не произлегоа од нула. Односот на барем главните компоненти во атмосферскиот воздух - молекули на азот, кислород, водена пареа итн. - беше познат многу порано. Веќе во втората половина на XIX век. во Европа, направени се мерења на концентрацијата на озон во површинскиот воздух. Во 1930 -тите, англискиот научник С. Чепмен го откри механизмот на формирање на озон во чисто кислородна атмосфера, што укажува на збир на интеракции помеѓу атомите и молекулите на кислородот, како и озонот во отсуство на какви било други составни делови на воздухот. Меѓутоа, во доцните 1950 -ти години, мерењата со метеоролошки ракети покажаа дека има многу помалку озон во стратосферата отколку што треба да биде според реакциониот циклус на Чепмен. Иако овој механизам останува фундаментален до денес, стана јасно дека постојат некои други процеси кои исто така се активно вклучени во формирањето на атмосферскиот озон.
Вреди да се спомене дека знаењето во областа на атмосферската хемија до почетокот на 70 -тите години беше главно добиено благодарение на напорите на индивидуалните научници, чии истражувања не беа обединети со ниту еден општествено значаен концепт и најчесто беа од чисто академска природа. Работата на Johnонстон е поинаква работа: според неговите пресметки, 500 авиони, летајќи 7 часа на ден, би можеле да ја намалат количината на стратосферски озон за не помалку од 10%! И ако овие проценки беа фер, тогаш проблемот веднаш ќе стане социо-економски, бидејќи во овој случај сите програми за развој на суперсонична транспортна авијација и поврзаната инфраструктура мораа да претрпат значителни прилагодувања, а можеби дури и да бидат затворени. Покрај тоа, тогаш за прв пат навистина се постави прашањето дека антропогената активност може да предизвика не локална, туку глобална катаклизма. Секако, во сегашната ситуација, на теоријата и требаше многу тешка и во исто време брза верификација.
Потсетете се дека суштината на горенаведената хипотеза беше дека азотниот оксид реагира со озон NO + O 3 ® ® NO 2 + O 2, тогаш азотниот диоксид формиран во оваа реакција реагира со кислородниот атом NO 2 + O ® NO + O 2, со што се враќа присуството на НО во атмосферата, додека молекулата на озон е неповратно изгубена. Во овој случај, таков пар реакции, што го сочинува азотниот каталитички циклус на уништување на озонот, се повторува додека хемиските или физичките процеси не доведат до отстранување на азотните оксиди од атмосферата. Така, на пример, NO 2 се оксидира до азотна киселина HNO 3, која е многу растворлива во вода, и затоа се отстранува од атмосферата со облаци и врнежи. Азотниот каталитички циклус е многу ефикасен: една NO молекула, за време на нејзиниот престој во атмосферата, успева да уништи десетици илјади молекули на озон.
Но, како што знаете, неволјата не доаѓа самостојно. Наскоро специјалисти од универзитетите во САД - Мичиген (Р. Стоolарски и Р. Цицерон) и Харвард (С. Вофси и М. Мекелрој) - открија дека озонот може да има уште понемилосен непријател - соединенија на хлор. Според нивните проценки, каталитичкиот циклус на хлор на уништување на озон (реакции Cl + O 3 ® ClO + O 2 и ClO + O ® Cl + O 2), бил неколку пати поефикасен од циклусот на азот. Ограничениот оптимизам беше предизвикан само од фактот дека количината на хлор од природно потекло во атмосферата е релативно мала, што значи дека вкупниот ефект на неговиот ефект врз озонот можеби не е премногу силен. Меѓутоа, ситуацијата драматично се промени кога, во 1974 година, вработените на Универзитетот во Калифорнија во Ирвин С. Роуланд и М. Молина утврдија дека соединенијата на хлорофлуоројаглерод (CFC), кои се широко користени во постројки за ладење, аеросолни пакувања итн. извор на хлор во стратосферата. Незапаливи, нетоксични и хемиски пасивни, овие супстанции полека се транспортираат со растечки воздушни струи од површината на земјата во стратосферата, каде што нивните молекули се уништуваат со сончева светлина, што резултира со ослободување на слободни атоми на хлор. Индустриското производство на CFC, кое започна во 30 -тите години, и нивните емисии во атмосферата постојано се зголемуваа во сите следни години, особено во 70 -тите и 80 -тите години. Така, во многу краток временски период, теоретичарите идентификуваа два проблеми од атмосферската хемија, предизвикани од интензивно антропогено загадување.
Меѓутоа, за да се тестира конзистентноста на изнесените хипотези, беше неопходно да се завршат многу задачи.
Прво,да се прошират лабораториските студии, при што би било можно да се одредат или разјаснат стапките на фотохемиски реакции помеѓу различните компоненти на атмосферскиот воздух. Мора да се каже дека многу оскудните податоци за овие брзини што постоеја во тоа време, исто така, имаа прилична грешка (до неколку стотици проценти). Покрај тоа, условите во кои беа направени мерењата, по правило, не соодветствуваа многу со реалноста на атмосферата, што сериозно ја влоши грешката, бидејќи интензитетот на повеќето реакции зависи од температурата, а понекогаш и од притисокот или густина на атмосферскиот воздух.
Второ,интензивно проучување на зрачење-оптички својства на голем број мали гасови во атмосферата во лабораториски услови. Молекулите на значителен број атмосферски воздух компоненти се уништуваат со ултравиолетово зрачење од Сонцето (при реакции на фотолиза), меѓу нив не само CFC -ите споменати погоре, туку и молекуларен кислород, озон, азотни оксиди и многу други. Затоа, проценките на параметрите на секоја реакција на фотолиза беа исто толку неопходни и важни за правилна репродукција на атмосферските хемиски процеси, како и стапките на реакции помеѓу различни молекули.
Трето,беше неопходно да се создадат математички модели способни што е можно поцелосно да ги опишат меѓусебните хемиски трансформации на атмосферските компоненти на воздухот. Како што веќе споменавме, продуктивноста на уништувањето на озонот во каталитички циклуси се одредува според тоа колку време останува катализаторот (NO, Cl, или некој друг) во атмосферата. Јасно е дека таков катализатор, генерално кажано, може да реагира со која било од десетиците компоненти на атмосферскиот воздух, брзо да се распадне, а потоа оштетувањето на стратосферниот озон би било многу помало од очекуваното. Од друга страна, кога секоја секунда се случуваат многу хемиски трансформации во атмосферата, најверојатно ќе се идентификуваат други механизми кои директно или индиректно влијаат врз формирањето и уништувањето на озонот. Конечно, таквите модели се способни да го изолираат и проценат значењето на индивидуалните реакции или нивните групи во формирањето на други гасови што го сочинуваат атмосферскиот воздух, а исто така овозможуваат пресметување на концентрациите на гасови кои се недостапни за мерења.
Конечно,беше неопходно да се организира широка мрежа за мерење на содржината на разни гасови во воздухот, вклучувајќи соединенија на азот, хлор, итн., Користејќи за оваа намена копнени станици, лансирање метеоролошки балони и метеоролошки ракети и летови на авиони. Далеку, создавањето база на податоци беше најскапата задача што не можеше да се реши за кратко време. Како и да е, само мерењата може да обезбедат појдовна точка за теоретско истражување, истовремено и темел за вистинитоста на изразените хипотези.
Од почетокот на 70 -тите години, најмалку еднаш на секои три години, беа објавени специјални, постојано ажурирани збирки, кои содржат информации за сите значајни атмосферски реакции, вклучително и реакции на фотолиза. Покрај тоа, грешката во одредувањето на параметрите на реакции помеѓу гасните компоненти на воздухот денес е, по правило, 10-20%.
Втората половина на оваа деценија забележа брз развој на модели што опишуваат хемиски трансформации во атмосферата. Најголем број од нив беа создадени во САД, но се појавија во Европа и во СССР. Прво, овие беа кутирани (нула-димензионални), а потоа и еднодимензионални модели. Првите ја репродуцираа, со различен степен на сигурност, содржината на главните атмосферски гасови во даден волумен - кутија (оттука и нивното име) - како резултат на хемиски интеракции меѓу нив. Бидејќи се претпоставуваше зачувување на вкупната маса на мешавината на воздухот, отстранувањето на кој било дел од кутијата, на пример, со ветер, не се разгледуваше. Моделите на кутии беа погодни за да се разјасни улогата на индивидуалните реакции или нивните групи во процесите на хемиско формирање и уништување на атмосферските гасови, за проценка на чувствителноста на составот на атмосферскиот гас на неточности при одредување на брзините на реакција. Со нивна помош, истражувачите можеа, поставувајќи ги атмосферските параметри во кутијата (особено температурата и густината на воздухот) што одговараат на висината на летот во воздухопловството, да проценат, при груба апроксимација, како ќе се променат концентрациите на атмосферските нечистотии како резултат на емисиите на производи од согорување од моторите на авионите. Во исто време, моделите на кутии беа несоодветни за проучување на проблемот со хлорофлуоројаглеводороди (CFC), бидејќи не можеа да го опишат процесот на нивното движење од површината на земјата до стратосферата. Тука ни помогнаа еднодимензионалните модели, кои се комбинираа земајќи го предвид деталниот опис на хемиските интеракции во атмосферата и транспортот на нечистотии во вертикална насока. И иако вертикалниот пренос беше наведен тука, исто така, прилично грубо, употребата на еднодимензионални модели беше забележлив чекор напред, бидејќи тие овозможија некако да се опишат вистинските феномени.
Гледајќи наназад, можеме да кажеме дека нашето модерно знаење во голема мера се базира на грубата работа извршена во тие години користејќи еднодимензионални и кутиирани модели. Овозможи да се одредат механизмите за формирање на гасниот состав на атмосферата, да се процени интензитетот на хемиските извори и мијалниците на одделни гасови. Важна карактеристика на оваа фаза во развојот на атмосферската хемија е што новите идеи што се појавија беа тестирани на модели и беа широко дискутирани меѓу специјалистите. Добиените резултати честопати беа споредувани со проценките на другите научни групи, бидејќи мерењата на терен беа очигледно недоволни, и нивната точност беше многу ниска. Покрај тоа, за да се потврди исправноста на моделирање на одредени хемиски интеракции, беше неопходно да се извршат сложени мерења, кога концентрациите на сите реагенси што учествуваа ќе се одредат истовремено, што во тоа време, па дури и сега, беше практично невозможно. (Досега, само неколку мерења на комплексот гасови од Шатл се изведуваат 2-5 дена.) Затоа, студиите за модели беа пред експерименталните, а теоријата не ги објасни толку теренските набудувања бидејќи придонесе за нивно оптимално планирање. На пример, соединение како што е хлор нитрат ClONO 2 за прв пат се појави во студии на модели и дури потоа беше откриено во атмосферата. Беше тешко дури и да се споредат достапните мерења со проценките на моделот, бидејќи еднодимензионалниот модел не можеше да ги земе предвид хоризонталните движења на воздухот, поради што се претпоставуваше дека атмосферата е хоризонтално хомогена, а добиените резултати од моделот одговараат на некој просек глобална држава. Меѓутоа, во реалноста, составот на воздухот над индустриските региони во Европа или САД е многу различен од неговиот состав над Австралија или преку Тихиот Океан. Затоа, резултатите од секое набудување на терен во голема мера зависат од местото и времето на мерењата и, се разбира, не одговараат точно на глобалната просечна вредност.
За да се затвори овој јаз во моделирањето, во 1980-тите, истражувачите создадоа дводимензионални модели што ги земаа предвид, заедно со вертикалниот транспорт, воздушниот транспорт долж меридијанот (по кругот на географска широчина, атмосферата с still уште се сметаше за хомогена). Отпрвин, создавањето на такви модели беше исполнето со значителни тешкотии.
Прво,Бројот на надворешни параметри на моделот нагло се зголеми: во секоја точка на мрежата, неопходно беше да се постават стапките на вертикален и меѓуслоен транспорт, температура и густина на воздухот итн. Многу параметри (пред с all, гореспоменатите брзини) не беа сигурно утврдени во експериментите и, според тоа, беа избрани од квалитативни размислувања.
Второ,состојбата на компјутерската технологија во тоа време значително го попречи целосниот развој на дводимензионални модели. За разлика од економичните еднодимензионални и згора на тоа, кутии дводимензионални модели, тие бараа значително повеќе меморија и компјутерско време. И како резултат на тоа, нивните креатори беа принудени значително да ги поедностават шемите за сметководство за хемиските трансформации во атмосферата. Како и да е, комплекс на атмосферски студии, и модели и теренски студии со употреба на сателити, овозможија да се нацрта релативно хармонична, иако далеку од целосна слика за составот на атмосферата, како и да се воспостават главните причинско -последични односи што предизвикуваат промени во содржината на одделни компоненти на воздухот. Особено, бројни студии покажаа дека авионските летови во тропосферата не предизвикуваат значителна штета на тропосферскиот озон, но нивното искачување во стратосферата се чини дека има негативни последици за озоносферата. Мислењето на повеќето експерти за улогата на CFC беше речиси едногласно: хипотезата за Роуланд и Молина е потврдена, и овие супстанции навистина придонесуваат за уништување на стратосферниот озон, а редовниот раст на нивното индустриско производство е темпирана бомба, бидејќи распаѓањето на CFC не се случува веднаш, туку по десетици и стотици години, затоа, ефектите од загадувањето ќе влијаат на атмосферата за многу долго време. Покрај тоа, долго време, хлорофлуоројаглеводородите можат да стигнат до која било, најоддалечена точка во атмосферата и, според тоа, ова е глобална закана. Дојде време за договорени политички одлуки.
Во 1985 година, со учество на 44 земји, во Виена беше развиена и усвоена конвенција за заштита на озонската обвивка, што го стимулираше нејзиното сеопфатно проучување. Сепак, прашањето што да се прави со CFC беше с уште отворено. Невозможно беше да се започнат работите самостојно според принципот „ќе се реши сама по себе“, но невозможно е да се забрани производство на овие супстанции преку ноќ без огромна штета за економијата. Се чини дека постои едноставно решение: неопходно е да се заменат CFC со други супстанции способни да ги извршуваат истите функции (на пример, во ладилни единици) и во исто време безопасни или барем помалку опасни за озонот. Но, спроведувањето едноставни решенија често е многу тешко. Не само што создавањето на такви супстанции и воспоставувањето на нивното производство бараа огромни инвестиции и време, беа потребни критериуми за да се процени влијанието на која било од нив врз атмосферата и климата.
Теоретичарите повторно беа во центарот на вниманието. Д. Веблс од Националната лабораторија Ливермор предложи да се користи за оваа намена потенцијалот за осиромашување на озонот, кој покажа колку замена молекулата е посилна (или послаба) од молекулата CFCl 3 (Фреон-11), влијае на атмосферскиот озон. Во тоа време, исто така беше добро познато дека температурата на површинскиот воздушен слој значително зависи од концентрацијата на некои гасни нечистотии (тие беа наречени стакленички гасови), првенствено јаглерод диоксид CO 2, водена пареа H 2 O, озон, итн. CFC исто така беа вклучени во оваа категорија., И многу потенцијални замени. Мерењата покажаа дека за време на индустриската револуција, просечната годишна глобална температура на површинскиот воздушен слој растеше и продолжува да расте, а тоа укажува на значајни и не секогаш посакувани промени во климата на Земјата. Со цел да се стави оваа ситуација под контрола, заедно со потенцијалот за осиромашување на озонот на супстанцијата, беше разгледан и нејзиниот потенцијал за глобално затоплување. Овој индекс посочи колку посилно или послабо испитуваното соединение влијае на температурата на воздухот од истото количество јаглерод диоксид. Пресметките покажаа дека CFC и алтернативните супстанции имаат многу високи потенцијали за глобално затоплување, но поради фактот што нивните концентрации во атмосферата беа многу пониски од концентрациите на CO 2, H 2 O или O 3, нивниот вкупен придонес за глобалното затоплување остана занемарлив .... Засега ...
Табелите со пресметани потенцијали за осиромашување на озонот и потенцијали за глобално затоплување на хлорофлуоројаглеводородите и нивните можни замени ја формираа основата на меѓународните одлуки за намалување и последователно забрана за производство и употреба на многу CFC (Монтреалски протокол 1987 година и подоцна дополнувања на него). Можеби експертите собрани во Монтреал немаше да бидат толку едногласни (на крајот, написите на Протоколот се засноваа на „измислиците“ на теоретичарите кои не беа потврдени со теренски експерименти), но друга заинтересирана „личност“ - самата атмосфера - зборуваше во корист на потпишување на овој документ.
Најавата за откритието на британските научници на крајот на 1985 година на „озонската дупка“ над Антарктикот стана, не без учество на новинарите, сензација на годината, а реакцијата на светската заедница на оваа порака најлесно се опишува со еден краток збор - шок. Едно е кога заканата од уништување на озонската обвивка постои само во далечна иднина; друго е кога сите сме соочени со извршено дело. Ниту обичните луѓе, ниту политичарите, ниту теоретските специјалисти не беа подготвени за ова.
Брзо стана јасно дека ниту еден од тогашните постојни модели не може да репродуцира толку значително намалување на содржината на озон. Ова значи дека некои важни природни феномени или не биле земени предвид или биле потценети. Наскоро, теренските студии спроведени во рамките на програмата за проучување на Антарктичкиот феномен утврдија дека, заедно со вообичаените (гасни фази) атмосферски реакции, карактеристиките на атмосферскиот воздушен транспорт во антарктичката стратосфера (неговата речиси целосна изолација од останатите на атмосферата во зима) играат важна улога во формирањето на „озонската дупка“, како и во тоа време малку проучени хетерогени реакции (реакции на површината на атмосферските аеросоли - честички од прашина, саѓи, мраз, капки вода , итн.). Само земајќи ги предвид горенаведените фактори, можно е да се постигне задоволителен договор помеѓу резултатите од моделот и податоците за набудување. И лекциите што ги одржа Антарктичката „озонска дупка“ имаа сериозно влијание врз понатамошниот развој на атмосферската хемија.
Прво, беше даден остар поттик за детална студија за хетерогени процеси што се одвиваат според закони различни од оние што ги одредуваат гасните фази. Второ, дојде јасно сознание дека во сложен систем, што е атмосфера, однесувањето на неговите елементи зависи од целиот комплекс на внатрешни врски. Со други зборови, содржината на гасови во атмосферата се одредува не само од интензитетот на хемиските процеси, туку и од температурата на воздухот, преносот на воздушните маси, особеностите на аеросолно загадување на различни делови од атмосферата итн. пак, греењето и ладењето на зрачењето, кое го формира температурното поле на стратосферскиот воздух, зависи од концентрацијата и распределбата на стакленичките гасови во вселената, и, следствено, од атмосферските динамични процеси. Конечно, нехомогено греење со зрачење на различни појаси на земјината топка и делови од атмосферата генерира движења на атмосферскиот воздух и го контролира нивниот интензитет. Така, неуспехот да се земат предвид какви било повратни информации во моделите може да биде полн со големи грешки во добиените резултати (иако, забележуваме навреме, прекумерната компликација на моделот без итна потреба е исто толку нецелисходно како и истрелувањето топови врз познати претставници на птици).
Ако односот помеѓу температурата на воздухот и неговиот состав на гас беше земен предвид во дводимензионални модели уште во 80-тите години, тогаш употребата на тридимензионални модели на општата циркулација на атмосферата за да се опише распределбата на атмосферските нечистотии стана можна поради компјутерскиот бум само во 90 -тите години. Првите вакви модели за општа циркулација беа користени за да се опише просторна распределба на хемиски пасивни супстанции - трагачи. Подоцна, поради недоволната RAM меморија на компјутерите, хемиските процеси беа специфицирани само со еден параметар-времето на престој на нечистотија во атмосферата, и само релативно неодамна блоковите на хемиски трансформации станаа полноправни делови на тродимензионални модели. Иако тешкотиите с persist уште опстојуваат во детализирањето на атмосферските хемиски процеси во 3D моделите, денес тие веќе не изгледаат непремостливи, а најдобрите 3D модели вклучуваат стотици хемиски реакции, заедно со вистинскиот климатски транспорт на воздух во глобалната атмосфера.
Во исто време, широката употреба на модерни модели воопшто не ја доведува во прашање корисноста на поедноставните, што беа споменати погоре. Познато е дека колку е покомплексен моделот, толку е потешко да се оддели „сигналот“ од „бучавата на моделот“, да се анализираат добиените резултати, да се издвојат главните каузални механизми, да се процени влијанието врз конечниот резултат на одредени феномени (а со тоа и целесообразност да се земат предвид во моделот) ... И тука, поедноставните модели служат како идеално тестирање, тие ви овозможуваат да добиете прелиминарни проценки, кои подоцна се користат во тридимензионални модели, за проучување на нови природни феномени пред да бидат вклучени во посложени, итн.
Брзиот научен и технолошки напредок доведе до уште неколку области на истражување, на еден или друг начин поврзани со атмосферската хемија.
