ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

АТМОСФЕРА


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


АТМОСФЕРА (от греч. atmos-nap и sphaira - шар), газовая оболочка Земли, простирающаяся более чем на 1500 км от ее пов-сти. Суммарная масса воздуха, т.е. смеси газов, составляющих А.,-(5,1-5,3)*1015 т. Мол. масса чистого сухого воздуха 28,966, давление при 0°С на уровне моря 1013,25 гПа; критич. т-ра —140,7°С, критич. давление 3,7 МПа; С. 10,045*103 Дж/(кг*К) (в интервале 0-100°С), Сv 8,3710*103 Дж/(кг-К) (0-1500°С). Р-римость воздуха в воде при 0°С 0,036%, при 25°С - 0,22%

Для А. характерен постоянный обмен в-вом и энергией с гидросферой, литосферой и живыми организмами, а также с космич. пространством. Плотность, давление и состав воздуха непрерывно меняются при увеличении расстояния от поверхности Земли. А. делят на оболочки - тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу и экзосферу. Переходные области А. между соседними оболочками называют соотв. тропопауза, стратопауза и т.п.

Высота ближайшей к Земле части А - тропосферы - составляет 8-10 км у полюсов и 16-18 км у экватора. В тропосфере сосредоточено ок. 80% по массе газов А. Осн. компоненты чистого сухого воздуха у пов-сти Земли приведены в таблице.

СОСТАВ ВОЗДУХА
Содержание, %
Газ
Содержание, %
по массе
по объему
по массе
78,09
75,50
Кг
1,1*10-4
2,9*10-4
20,95
23,10
0,932
1,286
N2O
5*10-5
7,7*10-5
0,032
0,046
Н2
5*10-5
7,6*10- s
I.8*10-3
1,3*10-3
4,6*10-4
7,2*10-5
O3
2*10-7
3,3*10-6

Кроме указанных в таблице газов в А. содержатся Н2О (0,02-4% по массе), SO2, CH4, NH3, CO, углеводороды, НС1, HF, пары Hg, I, Rn, Xe, а также NO и мн. др. газы в незначит. кол-вах. В тропосфере постоянно находится большое кол-во взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).

Состав А. - результат длительных эволюц. процессов в недрах Земли и на ее пов-сти, причем решающим фактором была деятельность зеленых растений, животных и микроорганизмов.

Образование большого кол-ва N2 обусловлено окислением первичной аммиачно-водородной А. молекулярным О2, к-рый стал поступать с пов-сти планеты в результате фотосинтеза, как предполагается, ок. 3 млрд. лет назад. Азот окисляется до NO в верхних слоях А., используется в пром-сти и связывается азотфиксирующими бактериями, в то же время N2 выделяется в А. в результате денитрификации нитратов и др. азотсодержащих соединений.

Наличие О2 в А. обеспечивает возможность существования высших форм жизни на Земле. Выведение О2 из А. при дыхании живых организмов, а также его расходование при сжигании топлива, выплавке металлов и т. п. компенсируется фотосинтезом зеленых растений.

Источник инертных газов (Аr, Не и Кп)-вулканич. извержения и распад радиоактивных элементов. наиб. легкий из газов - Не непрерывно рассеивается в космич. пространство.

Водород, как и Не, непрерывно утекает в мировое пространство, но эта потеря компенсируется разл. процессами.

Громадные кол-ва СО2 потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в А. благодаря разложению карбонатных горных пород и орг. в-в растений и живых организмов, а также вследствие вулканизма и производств. деятельности человека. За последние 100 лет содержание СО2 в А. возросло на 10%, причем осн. часть (360 млрд. т) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 50-60 лет кол-во СО2 в А. удвоится, что может привести к глобальным изменениям климата.

Сжигание топлива - осн. источник загрязняющих газов (СО, NO, SO2). Диоксид серы окисляется О2 воздуха до SO3, к-рый взаимод. с парами Н2О и NH3, а образующиеся при этом H2SO4 и (NH4)2SO4 возвращаются на пов-сть Земли вместе с атм. осадками. Использование двигателей внутр. сгорания приводит к значит. загрязнению А. оксидами азота, углеводородами и соединениями Рb.

Аэрозольное загрязнение А. обусловлено как естеств. причинами (извержение вулканов, пыльные бури, унос капель морской воды и частиц пыльцы растений и др.), так и хозяйств. деятельностью человека (добыча руд и строит. материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.). Интенсивный широкомасштабный вынос твердых частиц в А. - причина изменений климата планеты.

В стратосфере и мезосфере плотность газов уменьшается. В стратосфере находится ок. 20% массы всех газов, в остальных слоях - всего ок. 0,5%. Важный компонент стратосферы и мезосферы - О3, образующийся в результате фотохим. р-ций наиб. интенсивно на высоте ~ 30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7-4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни УФ-излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимод. со своб. радикалами, NO, галогенсодержащими соед. (в т.ч. фреонами).

В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 км-О2, выше 300 KM-N2). На высоте 100-400 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О2+, O2-, N2+) составляет ~ 1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верх, слоях А. присутствуют своб. радикалы-1040-47.jpg1040-48.jpg и др.

До высоты 100 км А. представляет собой гомогенную, хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их мол. массы -концентрация более тяжелых газов убывает быстрее по мере удаления от пов-сти Земли. Вследствие уменьшения плотности газов т-ра понижается от 0°С в стратосфере до — 110°С в мезосфере. Однако кинетич. энергия отдельных частиц на высотах 200-250 км соответствует т-ре ~1500°С. Выше 200 км наблюдаются значит. флуктуации т-ры и плотности газов во времени и пространстве. Самые высокие слои А. состоят из Н2 и Не, к-рые медленно рассеиваются в мировое пространство.


===
Исп. литература для статьи «АТМОСФЕРА»:
Соколов В. А., Геохимия природных газов, М., 1971; Мак-Ивен М., Филлипс Л.. Химия атмосферы, М., 1978; Уорк К., Уорнер С, Загрязнение воздуха. Источники и контроль, пер. с англ., М., 1980; Мониторинг фонового загрязнения природных 9РВД, в. 1, Л., 1982. А.И. Перемман.

Страница «АТМОСФЕРА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков