Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Тема 1. Физико-химические процессы в атмосфере





Особенности физико-химических превращений компонентов атмосферы связаны с природными (фаза солнечной активности, географическое положение, время суток) и с антропогенными факторами. Для разработки методов защиты окружающей среды от промышленных загрязнений необходимо знание механизмов и кинетики образования продуктов химических реакций, протекающих в атмосфере, а также умение рассчитывать как фоновые концентрации компонентов атмосферы и загрязняющих её веществ, так и их изменения, возникающие под действием антропогенных факторов..

В Приложении (стр.) приведены необходимые для решения задач: строение атмосферы (рис.1); состав атмосферы вблизи земной поверхности (таблица 1); изменение температуры в основных слоях, выделяемых в атмосфере (таблица 2); основные уравнения химических процессов, протекающих в атмосфере.

Раздел 1. Состав атмосферы.

Задание 1. Концентрации газообразных компонентов атмосферы.

Сколько молекул газообразного компонента атмосферы содержится в V см3 атмосферного воздуха (см. вариант в табл.1.1), если считать, что воздух состоит только из азота, кислорода и аргона, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы (см. Приложение табл.2). Выразите концентрации аргона, кислорода, водорода, в приземном слое атмосферы в млн-1.

Таблица № 1.

Вещество V см3 Вещество V см3
  О2 103   N2 1012
  N2 105   Ar 105
  Ar 107   N2 1022
  Ar 100   О2 1035
  О2 10-2   Ar 1012
  Ar 1010   О2 1020
  N2 1015   N2 10-3
  N2 104   О2 106
  Ar 101   Ar 10-2
  О2 10-1   N2 109

Задание 2. Объёмные концентрации газообразных веществ в воздухе.

Масса атмосферы Q = 5∙1015 т. Рассчитайте количество газообразного вещества в атмосфере в единицах массы (их объёмные концентрации в воздухе см. Приложение табл.2).

Таблица № 1.2.

Вещество Единицы массы Вещество Единицы массы
  О2 103   N2 1012
  Н2 105   Ar 105
  Ar 107   N2 1022
  СО2 100   О2 1035
  О2 10-2   Ar 1012
  Ar 1010   О2 1020
  N2 1015   N2 10-3
  N2 104   О2 106
  Ar 101   Ar 10-2
  О2 10-1   N2 109

 

Решение: 1. Cредняя молярная масса воздуха:

M(воздуха) = М(N2)∙ α((N2) + М(O2)∙ α(O2) + М(Ar)∙ α(Ar),

где М – соответствующие молярные массы, α – объёмные доли соответствующих компонентов. M(воздуха) = 28 ∙ 0,7810 + 32 ∙ 0,2095 + 40 ∙ 0,0095 =28,95 (г/моль).

2.Масса атмосферы в граммах: Q = 5∙1015т ∙106(г/т) = 5∙1021(г)

3. Количество условных молей воздуха в атмосфере:

n( воздуха)=Q/M(воздуха) = 5∙1021(г)/ 28,95(г/моль) = 1,7 1020(моль).

4. Количество молей аргона в атмосфере (мольные и объёмные доли газов равны между собой):

N(Ar)) = N(воздуха)∙ α (Ar)= 1,7∙1020∙0,0095 = 1,6 ∙ 1017(моль).

5. Масса аргона в атмосфере:

Q (Ar) = N(Ar) ∙ М(Ar) = 1,6∙1017 (моль) ∙40(г/моль) = 6.4∙1018(г) =11,5∙1017(кг).

Ответ: 6.4∙1015(кг) - масса аргона в атмосфере.

Пример 2. В ычислите среднее время пребывания паров воды в атмосфере (в часах), если по современным оценкам масса воды, находящейся в атмосфере Q=12900•109 т, а объём атмосферных осадков, выпадающих на поверхность планеты в год 5,77 1014м 3 воды.

Решение: Вычислим массу атмосферных осадков в год (m (H2O)), т.е. скорость поступления воды на поверхность планеты (считая плотность воды - r(H2O)=1000 кг/м3 =1т/ м3):

m (H2O) = V (H2O)·r(H2O) = 5,77∙1014м 3·1т/ м3 = 5,77 1014 (т/год).

2. Следовательно среднее время пребывания воды в атмосфере в условиях динамического равновесия (сколько воды испаряется с поверхности планеты в какой – то промежуток времени, столько же и выпадает в виде осадков): τ = Q/ m (H2O), где τ – время пребывания воды в атмосфере(в единицах времени), Q – количество воды в атмосфере (в единицах массы), m (H2O) – масса воды, поступающей или выпадающей из атмосферы в единицу времени.

Τ = 1,29 ∙1013(т) / 5,77∙1014(т/год) = 2,24 ∙10-2(года) =8,2(дня)= 196,8(час.)

Ответ: 196,8 - среднее время пребывания воды в атмосфере.

ЗАДАЧИ.

1. Масса атмосферы оценивается величиной 5 • 1015 т. Определите количество азота в атмосфере в кг, если принять, что весь вклад в массу атмосферы вносят только азот, кислород и аргон, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы

2. Рассчитайте количество кислорода, ежегодно поступающее в атмосферу Земли, учитывая, что время пребывания кислорода в атмосфере составляет 5·103 лет, а весь вклад в массу атмосферы вносят только азот, кислород и аргон, объемная концентрация которых во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.

3. Оцените время пребывания аммиака в тропосфере, если его концентрация принимается равной 0,005 мг/м3, а интенсивность поступления оценивается в 74 млн т/год в пересчете на элементный азот.

4. Масса атмосферы оценивается величиной 5 • 1015 т. Определите какой объем был бы у атмосферы в км3, если принять, что весь вклад в массу атмосферы вносят только азот, кислород и аргон, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы

5.Оцените объем кислорода атмосферы, если масса атмосферы 5 • 1015 т, весь вклад в массу атмосферы вносят только азот, кислород и аргон, объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.

6. Оцените массу водорода в атмосфере в т, если принять, что весь вклад в массу атмосферы вносят только азот, кислород аргон и водород, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.

7. Рассчитайте объем гелия в атмосфере в т, если принять, что весь вклад в массу атмосферы вносят только азот, кислород аргон, водород и гелий, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.

8. Оцените массу неона в атмосфере в т, если принять, что весь вклад в массу атмосферы вносят только азот, кислород аргон, гелий, водород и неон, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.

9.

10.

 

Date: 2015-07-22; view: 3189; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию