- •Введение
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •Глава 1. Строение и химический состав атмосферы
- •§ 1. Эволюция атмосферы
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •§ 2. Физико-химическая характеристика атмосферы
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •§ 3. Структура атмосферы
- •§ 4. Характеристика некоторых газов в составе атмосферы
- •Азот и его соединения
- •Кислород и углекислый газ
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •Глава 2. Радиационный, тепловой и водный баланс атмосферы
- •§ 5. Радиационный баланс
- •Шкала электромагнитных волн
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •§ 6. Тепловой баланс
- •Сумма 185 Вт/ м2 равна потере энергии длинноволнового излучения в космическое пространство. Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •§ 7. Водный баланс
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •§ 8. Температурный режим атмосферы
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •§ 9. Скорость перемешивания вещества в атмосфере
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •Глава 3. Электрические и оптические явления в атмосфере
- •§ 10. Электрические явления
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •Глава 4. Процессы выделения и поглощения атмосферных газов
- •§ 11. Процессы ввода газов в атмосферу
- •Выбросы оксидов азота и серы в атмосферу на территории сша [3]
- •Испарение с поверхности суши и водоемов
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
- •§ 12. Процессы вывода газов из атмосферы
- •Вопросы для проверки знаний. Упражнения
Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный архитектурно-строительный
университет
В.А. ЯБЛОКОВ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В АТМОСФЕРЕ
Утверждено редакционно-издательским
советом университета в качестве
учебного пособия
Нижний Новгород - 2004
ББК 20я7
Я 14
УДК 5
Рецензенты:
Докт. хим. наук, профессор Нижегородского государственного
университета им. Н.И. Лобачевского Н.В. Карякин
Докт. хим. наук, профессор Нижегородского государственного
технического университета В.Р. Карташов
Яблоков В.А. Физико-химические процессы в атмосфере. Учебное пособие. -Н. Новгород: Нижегород. гос. архит. - строит. ун-т , 2004.- с.
ISBN 5-85941 – 335-7
Рассматривается эволюция атмосферы, строение и состав, радиационный, тепловой и водный баланс, оптические и электрические явления, происходящие в атмосфере. Особое внимание обращается на физико-химические процессы, ответственные за состояние и состав озонового слоя, парниковый эффект, кислотные дожди.
Учебное пособие предназначено для студентов естественнонаучных факультетов, специализирующихся в области теплогазоснабжения и вентиляции, эксплуатации теплогенерирующих установок, защиты окружающей среды.
ББК 20я 7
ISBN 5 – 87941 – 335 –7
ã ННГАСУ, 2004
Введение
Геосферы планеты Земля имеют сложное строение и химический состав. Земной шар состоит из ядра, мантии и земной коры. Океаны, моря, реки и озера, образующие гидросферу Земли, покрывают 3/4 поверхности планеты. Атмосфера, окружающая планету, представляет собой газообразную оболочку.
Ядро – центральная часть планеты состоит из таких элементов как: железо Fe (~ 80%), никель Ni и кобальт Co с незначительными примесями кремния Si, углерода С, алюминия Al и кислорода О.
Мантия – силикатная оболочка, охватывающая металлическое ядро, содержит в составе силикатов кислород О, железо Fe, кремний Si, алюминий Al, магний Mg, серу S, кальций Ca и натрий Na.
Земная кора покрывает мантию слоем, средняя толщина которого составляет всего 35 км. Из 6371 км от центра до поверхности Земли 3471 км приходится на ядро и 2900 км – на мантию, включая тончайший слой земной коры.
Земную кору можно назвать «кислородной сферой», т. к. основную её массу составляет кислород (47%), связанный в виде различных химических соединений с кремнием (29,5%) и алюминием (8,05%), а также железом, кальцием, натрием, калием, магнием и титаном. На перечисленные выше девять химических элементов приходится 99,48% массы земной коры, в то время как на все остальные элементы периодической системы Д.И. Менделеева остается лишь 0,52% массы.
Гидросфера – прерывистая водная оболочка – совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши, основную массу которой составляет вода Н2О.
Атмосфера – это газовая оболочка, окружающая Землю. Нижний слой атмосферы (5,6 км) содержит половину всего воздуха. Вторая половина воздуха практически сосредоточена до высоты 11,3 км. По мере удаления от поверхности концентрация и давление газа падают, достигая ничтожных значений.
Вблизи поверхности атмосфера состоит из молекулярного азота N2 (78,08 об. %), кислорода О2 (20,95 об. %) аргона Ar (0,93 об. %), углекислого газа CО2 (0,036 об. %). На долю других газов (гелий He, криптон Kr, водород H2, озон O3), входящих в состав атмосферы, приходится всего 0,004%. Состав газовой смеси изменяется с высотой. По мере удаления от поверхности растет доля легких газов. На большом удалении от Земли преобладающими газами становятся гелий и водород.
Исследованиями атмосферы, её физико-химического состояния занимается наука метеорология [6]. Исследование физического состояния и химического состава атмосферы осуществляется странами с помощью международных программ изучения глобальных атмосферных процессов.
Для человека атмосфера является средой обитания на поверхности Земли. Изучение строения атмосферы, состава газовых компонентов и их свойств, радиационного режима, оптических и электрических процессов в нижних и верхних слоях атмосферы позволяет человеку избежать действий, которые могли бы оказать отрицательное влияние на её состояние.
Вопросы для проверки знаний. Упражнения
Что называется атмосферой?
Назовите геосферы планеты и дайте их характеристику
Почему земную кору можно назвать кислородной сферой?
Можно ли назвать атмосферу вблизи поверхности Земли средой обитания человека?