BUDOWA I CHEMIA ATMOSFERY

Regulamin forum
Pamiętaj, aby nie wklejać obrazka z zadaniem tylko przepisać treść, a wzory zapisać korzystając z LaTeX-a. Jeżeli do zadania potrzebny jest rysunek, załącz plik z obrazkiem.
stanislaw78
Posty: 1
Rejestracja: 12 paź 2020, 16:46

BUDOWA I CHEMIA ATMOSFERY

Post autor: stanislaw78 »

1. Oblicz przybliżoną gęstość powietrza na wysokości 20 km nad powierzchnią Ziemi, wiedząc, że temperatura na tej wysokości wynosi 217 K, zaś ciśnienie atmosferyczne osiąga wartość 55,3 hPa. Stała gazowa wynosi 83,1 hPa∙dm3/K∙mol, a masa molowa powietrza 28,96 g/mol. Gęstość powietrza wyrazić w kg/m3.

2.Wyznaczyć przybliżoną masę atmosfery ziemskiej, zakładając, że promień Ziemi wynosi R0 = 6370 km, średnie przyspieszenie grawitacyjne dla stosunkowo cienkiej jej warstwy wynosi g = 9,8 m/s2. Przyjąć, że na powierzchni Ziemi panuje stałe ciśnienie p = 1013,25 hPa


3.Przelicz podaną w ppb zawartość ozonu [O3] oraz tlenku azotu (II) [NO] w atmosferze na μg/L i na podstawie tych danych sporządź wykres zależność stężenia tych związków od wysokości. Wyciągnij wnioski i krótko scharakteryzuj znaczenie tych gazów w troposferze.
Załączniki
12.PNG
12.PNG (14.33 KiB) Przejrzano 134 razy

Awatar użytkownika
OgarniamFizyke
Administrator
Posty: 21
Rejestracja: 10 kwie 2020, 15:57
Kontakt:

Re: BUDOWA I CHEMIA ATMOSFERY

Post autor: OgarniamFizyke »

Zadanie 1.

W tym przypadku, gęstość wyliczasz ze wzoru:

\(
\rho = \frac{p M}{R T}
\)
Wszystkie dane już masz, czyli

p – ciśnienie (w Pa),
M – efektywna masa molowa dla powietrza,
R – uniwersalna stała gazowa,
T – temperatura w skali bezwzględnej

Teraz tylko zwróć uwagę na jednostki.


Zadanie 2.

Tutaj trudniej, bo nie nigdy nie wiadomo jak bardzo ma być przybliżona ta wartość, więc sposobów może być kilka, tutaj jedna z nich:

Umowną granicę pomiędzy atmosferą a przestrzenią kosmiczną wyznacza tzw. linia Kármána, więc na tej podstawie wysokość atmosfery można ustalić na 100 km. Zakładamy więc, że od powierzchni Ziemi do 100 km "w górę" ciśnienie maleje od p0 = 1013,25 hPa zgodnie z tzw. wzorem barometrycznym, który wygląda tak:

\(
p = p_0 \exp{(-\frac{\mu g h}{RT})}
\)

gdzie μ oznacza masę molowa powietrza (0,0289644 kg/mol), h - wysokość w metrach

W zadaniu 1 masz wskazówkę jak policzyć gęstość dla danego ciśnienia (a znając objętość również i masę). Promień Ziemi masz podany, więc również i odpowiednie objętości kolejnych warstw atmosfery możesz policzyć, a to doprowadzi do tego ile waży dana warstwa. Teraz już tylko prosi się o zastosowanie całki, dzięki której możesz obliczyć masę całości, czyli całka oznaczona od 0 do 100 km ;-)

Tutaj również pamiętaj o sprawdzeniu jednostek ;-)

Zadanie 3.

Mamy tutaj podaną wysokość metrach, więc można zakładać, że chodzi tu o sytuację w której mamy temperaturę pokojową, czyli 25 °C

Z tablic możemy wyczytać (bardziej dociekliwi mogą obliczyć wzorem, gdzie jest masa cząsteczkowa i objętość molowa)

Dla ozonu: 1 ppb = 0,001962 μg/dm^3
Dla tlenku azotu: 1 ppb = 0,001226μ/dm^3

Wnioski zostawiam Tobie, bo to akurat najważniejsze aby umieć je wyciągać samodzielnie ;-)

ODPOWIEDZ