Формула воздуха в химии. Атмосфера. Строение и состав атмосферы Земли

Тема: Атмосфера. Строение атмосферы. Состав воздуха

Формула воздуха в химии. Атмосфера. Строение и состав атмосферы Земли

География 6 класс.

Тема: Атмосфера. Строение атмосферы. Состав воздуха.

Цели урока:

– Образовательные: сформировать понятие об атмосфере, как внешней газовой оболочке Земли, о составе воздуха и строении атмосферы, о значении атмосферы для жизни на Земле, о способах изучения атмосферы.

– Развивающие: развитие познавательного интереса к изучению природных атмосферных явлений, развитие стремления к самостоятельному поиску знаний.

– Воспитательные: повышение интереса к изучению предмета, формирование научного мировоззрения, соблюдение гигиенических норм и охрана атмосферы.  

Оборудование: Компьютер, проектор, листы и фломастеры по количеству групп, учебник, рабочая тетрадь, листы оценивания, презентация, учебный видеофильм.

Предварительная работа. За несколько дней до урока двум сильным ученикам предлагается изучить материал: «Значение атмосферы. Охрана атмосферы», «Изучение атмосферы». По изученному материалу подготовить презентацию на три слайда и защиту на 2 минуты.

Ход урока.

1.Организационный момент. 5 минут.

2.Создание колаборативной среды.

Учитель говорит слова. 

Отбросим в сторону переживания и неудачи. 
Не опуская рук возьмемся за дела, мой друг, 
И на уроке этом мы опять 
Все поработаем на пять. 

Деление на группы.

«Лидеры». Учитель назначает лидеров групп. Каждый лидер по очереди называет того ученика, которого хочет видеть в своей команде, потом выбранные ученики называют тех, кого хотят видеть именно они — и так, пока весь класс не будет разбит на команды.

(в данном случае лидерами я назначаю слабых учеников для повышения самооценки). В итоге получилось три равные по возможностям группы.

Каждой группе раздаются листы оценивания, учитель объясняет правила оценивания в группе.

Таблица «Строение атмосферы»

Проблемный вопрос

Дополнительные вопросы

Итоговая оценка

1

2

3

4

5

3. Изучение нового материала. 30 минут.

Этап вызова.

Мотивация на освоение нового материала.

Целеполагание.

*Каждая группа получает задание отгадать загадку.

1. Я всю землю обнимаю и от Солнца защищаю.

2. Я источник жизни на Земле, Защищаю, всё, что здесь родится, Но опасность угрожает мне

В результате деятельности человека.

3. Есть ли, дети, одеяло,

Чтоб всю Землю укрывало?

Чтоб его на всех хватило,

Да притом не видно было?

Ни сложить, ни развернуть,

Ни пощупать, ни взглянуть?

Пропускало б дождь и свет,

Есть, а вроде бы и нет?

Дети дают ответ на загадку. Атмосфера

О чём сегодня мы будем говорить на уроке? Из высказанных предложений сформулировать тему урока.

Приём «Чёрный ящик».

Учитель: В «Чёрный ящик» находится вещество название которого связано с темой сегодняшнего урока ? Ваши предположения.

Ученики высказывают свои предположения. Одному из них даётся право открыть ящик и назвать вещество.

Этап осмысления.

Итак, атмосфера – это воздушная оболочка Земли (в переводе с греческого «атмос» означает пар, «сфера» – шар). Поговорка «необходим как воздух» не случайна. Народная мудрость не ошибается. Без пищи человек может прожить 5 недель, без воды – 3 суток, без воздуха – не более 5 минут.

Чем же так ценен для нас воздух? Конечно, прежде всего, нам нужен кислород как источник дыхания. Вот почему тема нашего урока так важна для каждого из нас.

Воздух мы не замечаем, для нас он привычен.

И трудно себе представить, что, атмосфера нас чем – то может удивить, об атмосфере можно узнать много нового и интересного.

Простое и привычное понятие «воздух» на самом деле не так просто – состав воздуха сложен, а все компоненты взаимосвязаны друг с другом. Если взглянуть на воздух с научной точки зрения, то это сложная смесь различных газов, подобранных в определённой пропорции.

Прочитайте текст на странице76 -77 учебник и заполните схему «Состав воздуха»

Приложение №1

Каждая группе даётся задание заполнить диаграмму и подготовить мини защиту одного из газов, как самого важного компонента воздуха. На защиту предлагаются названия газов: азот, кислород и углекислый газ.

В состав атмосферы входит 78% азота, 21% кислорода, 1% углекислого газа и других примесей.

Каждой группе даётся дополнительный материал.

Приложение №2

Дополнительный материал.

Вопрос учителя.

– Откуда берётся углекислый газ в составе воздуха?

– Почему на каждой перемене необходимо проветривать классную комнату?

Создание проблемной ситуации.

-Сможем ли мы с вами подняться на воздушном шаре на высоту 20 км без вреда здоровью?

Выслушиваются различные мнения, без подтверждения и опровержения, а затем предлагается изучить материал самостоятельно в группе «Атмосферные слои» и выполнить задание к концептуальной таблице «Атмосферные слои». Утверждения нужно распределить правильно по ячейкам в таблице.

Прочитайте текст параграфа 26, страница 77-78.

Строение атмосферы

Тропосфера

Стратосфера

Верхние слои атмосферы

Утверждения к таблице.

1.В её нижней части температура низкая, но с высоты примерно 20 км быстро повышается.

2. Наблюдается полярное, или северное сияние.

3.Самый нижний слой атмосферы.

4.В верхней части слоя температура понижается до -550С.

5. Воздух слоя очень сухой.

6. Частицы газа улетают в околоземное космическое пространство.

7. Содержит 80% всего воздуха и 90% водяного пара.

8. Повышено содержание озона.

9. Высота этого слоя 50-55 км.

10. Высота слоя от 80-90 км до 3000 км.

11. Толщина слоя в среднем 11 км (над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км.).

12. Воздух сильно разряжен, он почти не поглощает солнечное тепло и не рассеивает солнечный свет.

13. Воздух нагревается от поверхности земли, а не от прямого падения солнечных лучей.

14. Название данного слоя происходит от латинского слова «настил».

15. Образуются облака, ветер, выпадают осадки, формируется погода Земли.

16. Этот слой населяют живые организмы.

17. Тонкий озоновый слой задерживает ультрафиолетовые лучи, которые в большом количестве опасны для жизни живых организмов, в том числе и человека.

18. Название данного слоя происходит от греческого слова «поворот».

19. Температура с высотой повышается до 1000- 20000С.

20. Здесь происходят все погодные явления. Этот слой называют «кухней погоды».

Модельный ответ.

Строение атмосферы

Верхние слои атмосферы

10

2, 6, 12, 19.

После выполнения задания ученики отвечают на проблемный вопрос.

-Сможем ли мы с вами подняться на воздушном шаре на высоту 20 км без вреда здоровью? Почему?

Примерные ответы. На большой высоте воздух разряжен, его состав меняется, что может привести к гибели человека. Давление воздуха с высотой падает, что так же опасно для жизни человека.

Температура на высоте 20 км очень низкая, это может вызвать обморожения и гибель человека.

– На данном уроке нам нужно рассмотреть также «Значение атмосферы. Охрана атмосферы» и «Изучение атмосферы». Этот материал нам подготовили Аникина Настя и Матвеева Яна.

Заслушиваются выступления учеников. Выступившие ученики задают по своему материалу вопросы на усвоение (4-5 вопросов). Активно отвечающим выставляют дополнительные оценки.

Закрепление материала. 5 минут. Просмотр видеоматериала. С сайта https://www..com/watch?v=4sAx6-WXSc8

Зачем нужен воздух? (познавательные мультфильмы “Формула Ума!”)

Оценка за урок. 2 минуты

Домашнее задание. Прочитать параграф 26, 27,28. Ответить на вопросы. Зарисовать рисунки 56,57. Написать мини-эссе «Мы и атмосфера».

Этап рефлексия, 3 минуты.

Приложение №1

Дополнительный материал.

Кислород.

Кислород Его каждый с уверенностью назовет самым важным газом для нашей жизни. Кислород – вещество, дающее основу для существования почти всего, что растет и обитает на планете. В состав воздуха данный газ входит абсолютно всегда и почти постоянно составляет примерно пятую его часть.

Кислород в больших объемах вырабатывается зелеными растениями (данный процесс называется фотосинтез), а мы с вами его потребляем. Кислород необходим для жизни. Животные дышат им, с его помощью усваивают пищу и получают энергию. Так, человек за десять минут потребляет его примерно три литра.

Полезно периодически дышать чистым кислородом (такая услуга имеется уже во многих медицинских, спортивных учреждениях и салонах красоты). Это помогает восстановить организм после тяжелых нагрузок физического или психологического характера. Кислород также необходим для сгорания; без кислорода  ничто не может гореть. Почти 50% соединений в земной коре и Мировом океане содержат кислород.

Обычный песок — это соединение кремния с кислородом. Кислород используют в дыхательных аппаратах водолазов и в больницах. Кислород также используется при производстве стали и ракетной технике.

Азот

Азот (N) – является основной составной частью атмосферного воздуха. Вдыхаемый и выдыхаемый человеком воздух содержит примерно одно и то же количество азота.

Биологическая роль азота заключается, главным образом, в том, что он является разбавителем кислорода, поскольку в чистом кислороде жизнь невозможна. Люди научились добывать азот из воздуха. В прямом смысле слова.

На основе азота производится большое количество минеральных удобрений. И основу для них добывают как раз из воздуха.

Углекислый газ

Углекислый газ — это соединение углерода и кислорода. В воздухе содержится около 0,03% углекислого газа. Углекислый газ — один из элементов круговорота углерода. Растения поглощают его при фотосинтезе, а животные выдыхают его. Углекислый газ образуется также при сгорании веществ, содержащих углерод, например древесины или бензина.

Поскольку наши машины и заводы сжигают очень много топлива, доля углекислого газа в атмосфере растет. Большинство веществ не могут гореть в углекислом газе, поэтому он применяется в огнетушителях. Углекислый газ плотнее воздуха. Он «душит» пламя, перекрывая доступ кислорода.

Повышение доли углекислого газа в атмосфере может привести к «парниковому эффекту» (глобальному потеплению).

Источник: https://infourok.ru/tema-atmosfera-stroenie-atmosferi-sostav-vozduha-1361440.html

Урок №22. Воздух и его состав. Защита атмосферного воздуха от загрязнения. – ХиМуЛя.com

Формула воздуха в химии. Атмосфера. Строение и состав атмосферы Земли

Воздух – природнаясмесь газов

При слове «воздух» большинству из нас невольно приходит наум, быть может, несколько наивное сопоставление: воздух – это то, чем дышат.Действительно, в этимологическом словаре русского языка указывается, что слово«воздух» заимствовано из церковно-славянского языка: «воздыхать».

С точкизрения биологической, воздух, следовательно, является средой для поддержанияжизни за счет кислорода. В составе воздуха могло бы и не быть кислорода – жизньвсе равно развивалась бы в анаэробных формах.

Но полное отсутствие воздуха,по-видимому, исключает, возможность существования каких бы то ни былоорганизмов.

Для физиков воздух – прежде всего земная атмосфера и газоваяоболочка, окружающая землю.

А что же представляет сам воздух с точки зрения химии?

Много сил, труда и терпения   потребовалось ученым,чтобы раскрыть эту загадку природы, что воздух – не самостоятельное вещество,как считалось еще более 200 лет тому назад, а представляет сложную смесь газов.Впервые высказался о сложном составе воздуха ученый – художник Леонардо даВинчи (XV век).

Около 4 миллиардов лет назад атмосфера Земли состояла восновном из углекислого газа. Постепенно он растворялся в воде, реагировал сгорными породами, образуя карбонаты и гидрокарбонаты кальция и магния.

Споявлением зеленых растений этот процесс стал протекать гораздо быстрее. Кмоменту появления человека углекислый газ, так необходимый растениям уже сталдефицитом. Его концентрация в воздухе до начала промышленной революциисоставляла всего 0,029%.

В течение 1,5 млд лет содержание кислорода постепенноувеличивалось.

Химическийсостав воздуха

Составные частигазов (в %)
По объёмуПо массе
Азот (N2)78,0975,50
Кислород (О2)20,9523,10
Благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, в основном аргон)0,941,3
Оксид углерода (IV) – углекислый газ0,030,046

Впервые установил количественный состав воздуха  французский ученый Антуан Лоран Лавуазье.

Порезультатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весьвоздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота,неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Он нагревалметаллическую ртуть в реторте на жаровне в течение 12 суток.

Конец реторты былподведён под колокол, поставленный в сосуд с ртутью. В результате уровень ртутив колоколе поднялся примерно на 1/5. На поверхности ртути в ретортеобразовалось вещество оранжевого цвета – оксид ртути. Оставшийся под колоколомгаз был непригоден для дыхания.

Ученый предложил «жизненный воздух»переименовать в «кислород», поскольку при сгорании в кислороде большинствовеществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в «азот», т.к. он неподдерживает жизнь, вредит жизни.

Опыт Лавуазье

Качественный состав воздуха можно доказать следующим опытом

Основным из составляющих воздуха для нас является кислород,его в воздухе 21% по объему. Разбавлен кислород большим количеством азота – 78%от объема воздуха и сравнительно маленьким объёмом благородных инертных газов –их около 1%.

Входят в состав воздуха также переменные составляющие – оксидуглерода (IV) или углекислый газ и водяной пар, количество которых зависит отразличных причин. Эти вещества попадают в атмосферу естественным путем. Приизвержении вулканов в атмосферу попадают сернистый газ, сероводород иэлементарная сера.

Пылевые бури способствуют появлению в воздухе пыли. Оксидыазота попадают в атмосферу и при грозовых электрических разрядах, во времякоторых азот и кислород воздуха реагируют друг с другом, или в результатедеятельности почвенных бактерий, способных высвобождать оксиды азота изнитратов; способствуют этому и лесные пожары и горение торфяников.

Процессыразрушения органических веществ сопровождаются образованием различныхгазообразных соединений серы. Вода в составе воздуха определяет его влажность.У остальных веществ роль отрицательная: они загрязняют атмосферу. Например,углекислого газа много в воздухе городов, лишенных зелени, водяного пара – надповерхностью океанов и морей.

В воздухе содержится небольшое количество оксидасеры (IV) или сернистого газа, аммиака, метана, оксида азота (I) или закисиазота, водорода. Особенно насыщен ими воздух вблизи промышленных предприятий,газо-нефтяных месторождений или вулканов. В верхних слоях атмосферы существуетеще один газ – озон.

Летает в воздухе и разнообразная пыль, которую мы можемлегко заметить, глядя сбоку на тонкий луч света, попадающий из-за шторы взатемненную комнату.

Постоянныесоставляющие газы воздуха:

·        Кислород

·       Азот

·       Инертныегазы

Переменныесоставляющие газы воздуха:

·       Оксидуглерода (IV)

·       Озон

·       Другие

Вывод.

1. Воздух –природная смесь газообразных веществ, в которой каждое вещество имеет исохраняет свои физические и химические свойства, поэтому воздух можноразделить.

2. Воздух –это бесцветный газообразный  раствор, плотность – 1,293г/л, при температур-1900С он переходит в жидкое состояние. Жидкий воздух представляетголубоватую жидкость.

3. Живыеорганизмы тесно связаны с веществами воздуха, которые оказывают определенноевоздействие на них. И в то же время живые организмы влияют на него,  таккак выполняют определенные функции: окислительно-восстановительную – окисляют,например углеводы до углекислого газа и восстанавливают его до углеводов;газовую – поглощают и выделяют газы.

Такимобразом, живые организмы создали в прошлом и поддерживают миллионы летатмосферу нашей планеты.

Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерныхдля него физических, химических и биологических веществ или изменениеестественной среднемноголетней концентрации этих веществ в нём.

В процессе фотосинтеза из атмосферы удаляется углекислый газ,а в процессах дыхания и гниения возвращается.

Установившееся в ходе эволюциипланеты равновесие между этими двумя газами стало нарушаться, особенно вовторой половине XX в., когда стало усиливаться влияние человека наприроду.

Пока природа справляется с нарушениями этого равновесия благодаря водеокеана и его водорослям. Но надолго ли хватит сил у природы?

Схема. Загрязнение атмосферы

Основные загрязнители атмосферноговоздуха в России

Количество машин непрерывно растет, особенно в крупных городах, соответственно,растет выброс в воздух вредных веществ.

«На совести» автомобилей 60% выбросоввредных веществ в городе!

Предприятия теплоэнергетики России выбрасывают в атмосферу до 30%загрязнителей, а еще 30% – вклад промышленности (черная и цветнаяметаллургия, нефтедобыча и нефтепереработка, химическая промышленность ипроизводство строительных материалов).

Уровень загрязнения атмосферы естественнымиисточниками является фоновым (31–41%), он мало изменяется с течениемвремени (59–69%). В настоящее время глобальный характер приобрелапроблема антропогенного загрязнения  атмосферы.

 Какие   же  вещества-загрязнители,  опасные  для   всего  живого, попадают  в   атмосферу?   Это кадмий, свинец,  ртуть,  мышьяк, медь,  сажа, меркаптаны, фенол, хлор, серная и азотнаякислоты и другие вещества.  Некоторые изназванных веществ мы будем изучать в дальнейшем, узнаем их физические ихимические свойства и поговорим о таящейся в них разрушительной силе для нашегоздоровья.

Масштабы экологического загрязненияпланеты, России

В каких странах мира воздух наиболее загрязнен выхлопнымигазами транспорта?Наибольшая опасность загрязнения атмосферы выхлопными газами угрожает странам смощным автопарком. Например, в США на автотранспорт приходится примерно 1/2всех вредных выбросов в атмосферу (до 50 млн т ежегодно).

АвтопаркЗападной Европы ежегодно выбрасывает в воздух до 70 млн т вредныхвеществ, причем в Германии, например, 30 млн автомобилей дают 70% общегообъема вредных выбросов. В России положение усугубляется тем, что автомашины,находящиеся в эксплуатации, соответствуют экологическим нормам только на 14,5%.

Загрязняет атмосферу и воздушный транспорт шлейфами выхлопов от многих тысячсамолетов. Согласно экспертным оценкам, в результате деятельности мировогоавтопарка (а это около 500 млн двигателей) в атмосферу ежегодно поступаетодного только углекислого газа 4,5 млрд т.

Чем же опасны эти загрязнители? Тяжелые металлы – свинец, кадмий, ртуть –оказывают вредное влияние на нервную систему человека, угарный газ – на составкрови; сернистый газ, взаимодействуя с водой дождей и снегов, превращается вкислоту и вызывает кислотные дожди. Каковы же масштабы этих загрязнений? Главныерегионы распространения кислотных дождей – США, Западная Европа, Россия.

Впоследнее время к ним следует отнести и промышленные районы Японии, Китая,Бразилии, Индии. С распространением кислотных осадков связано понятиетрансграничности – расстояние между районами их образования и районамивыпадения может составлять сотни и даже тысячи километров.

Например, главный«виновник» кислотных дождей на юге Скандинавии – промышленные районыВеликобритании, Бельгии, Нидерландов и Германии. В канадские провинции Онтариои Квебек кислотные дожди переносятся из соседних районов США. На территориюРоссии эти осадки переносятся из Европы западными ветрами.

Неблагополучная экологическая ситуация сложилась на северо-востоке Китая, втихоокеанском поясе Японии, в городах Мехико, Сан-Паулу, Буэнос-Айрес. В Россиив 1993 г. в 231 городе с общим населением 64 млн.  человек содержание вредных веществ в воздухепревышало нормы. В 86 городах 40 млн. человек проживают в условиях, когдазагрязнения превышают нормы в 10 раз.

Среди этих городов Брянск,Череповец, Саратов, Уфа, Челябинск, Омск, Новосибирск, Кемерово, Новокузнецк,Норильск, Ростов. По количеству вредных выбросов первое место в России занимаетУральский регион. Так, в Свердловской области состояние атмосферы не отвечает нормамна 20 территориях, где проживает 60% населения. В г. КарабашеЧелябинской области медеплавильный завод ежегодно выбрасывает в атмосферу по9 т вредных соединений на каждого жителя. Частота заболеваний раком здесьсоставляет 338 случаев на 10 тыс. жителей.

Тревожная ситуация сложилась также в Поволжье, на юге Западной Сибири, вЦентральной России. В Ульяновске больше, чем в среднем по России, люди страдаютзаболеваниями верхних дыхательных путей. Заболеваемость раком легких с1970 г.

выросла в 20 раз, в городе зарегистрирован один из самых высокихуровней детской смертности в России.

В г. Дзержинске на ограниченной территории сосредоточено большоеколичество химических предприятий.

За последние 8 лет здесь произошло 60выбросов сильнодействующих ядовитых веществ в атмосферу, приводивших кчрезвычайным ситуациям, в ряде случаев повлекших за собой гибель людей. ВПоволжье до 300 тыс.

 т сажи, золы, копоти, оксидов углеродаобрушиваются на жителей городов ежегодно. Москва занимает 15-е место средигородов России по суммарному уровню загрязнения атмосферного воздуха.

Источник: https://sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/8-klass/rok-no22-vozduh-i-ego-sostav-zasita-atmosfernogo-vozduha-ot-zagraznenia

Чистый воздух

Формула воздуха в химии. Атмосфера. Строение и состав атмосферы Земли

Цели урока: дать представление об атмосферном давлении, научить строить графики изменений состояния атмосферы (температуры, давления и влажности) от времени; обобщить знания о составе воздуха, естественных и антропогенных источниках загрязнения атмосферы; углубить и расширить знания о важнейших процессах биосферы – фотосинтезе и дыхании, показать их взаимосвязь; закрепить представления учащихся о взаимовлиянии атмосферы и биосферы; дать представление о масштабах экологического загрязнения планеты, России, Москвы.Дидактические средства1. Демонстрации.Взвешивание воздуха. Магдебургские полушария. Пипетка с лекарством. Медицинские банки.Шприц.

2. Плакаты.

Строение атмосферы. Мониторинг воздуха. Природные и антропогенные загрязнители атмосферы. Фамилии ученых, изучавших воздух. Постоянные составные части воздуха.

Основные загрязнители воздуха в России.

3. Карточки на магнитах:

– формулы веществ – загрязнителей воздуха; – газовый состав первобытной атмосферы;

– рисунки цианобактерий, хвойных и лиственных деревьев, органоидов клетки.

4. Географическая карта мира.

5. Графики, диаграммы и карты результатов исследовательской работы учащихся.

6. фильм «Химия вокруг нас», ч. 2, «Воздух» (киновидеостудия «Кварт»).

ХОД УРОКА

Доказательства существования атмосферы. Свойства воздуха

Учитель физики. Попробуем ответить на вопросы. Что такое атмосфера? Каковы ее размеры, состав? Оказывает ли она давление на поверхность Земли? Начнем с определения самого понятия атмосфера.
Учащийся. Древние греки думали, что окружающий нас воздух – это испарившаяся вода.

Они назвали оболочку, окружающую Землю, атмосферой (от греческих слов atmos – пар, sphaira – шар) (на доске учитель прикрепляет карточки с соответствующими словами).

Если всю поверхность глобуса диаметром 35 см мысленно окружить слоем воздуха толщиной 3 см, то получится модель, показывающая сравнительные размеры Земли и окружающей ее атмосферы (демонстрирует глобус с яркой линейкой).
Учитель. В 1640 г.

в Италии герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе дворца. Денег не жалел, хотел быть обладателем самого большого фонтана. Построили насос, однако он поднимал воду всего лишь на высоту 10,3 м над уровнем водоема.

Герцог рвал и метал, обвиняя всех: ученых – в невежестве, местных служителей Церкви – в неумении изгнать злого духа из насоса. Приглашенный Эванджеллиста Торричелли, ученик Галилея, высказал мысль, что вода в насосе поднимается под давлением атмосферы.

Давление столба воды высотой 10,3 м уравновешивается атмосферным давлением. А если взять не воду, а, например, ртуть, то высота ее столба, давление которого уравновешивается атмосферным давлением, составит 760 мм. Так обладает ли воздух весом?
(Демонстрацию опыта проводит учащийся.)
Учащийся. Воздух, как и любое тело на Земле, испытывает земное притяжение, поэтому имеет вес.

Учитель. Одинаков ли характер атмосферы на разных высотах?
Учащийся. Как показали полеты космических кораблей, характер атмосферы на разных высотах различен. (Ответ поясняется по плакату.) В атмосфере Земли выделяют четыре слоя.

Нижний слой атмосферы называют тропосферой, его верхняя граница находится на высоте до 17 км. Выше тропосферы находится стратосфера (до 50 км), мезосфера (до 80 км) и еще выше – термосфера, переходящая в космическое пространство.

Верхняя граница тропосферы не везде одинакова: над экватором ее высота составляет 17 км, в полярных областях – 8–9 км, а в средних широтах – 10–11 км. Это объясняется тем, что в экваториальных широтах воздух сильно прогревается, а потому расширяется и увеличивается в объеме.

В полярных областях все происходит наоборот, и 90% всей массы воздуха сосредоточено в тропосфере.

На плакате показаны технические объекты, которые могут подниматься на соответствующие высоты. На нем же приведена зависимость температуры воздуха от высоты. С высотой изменяется не только температура, но и атмосферное давление. (Плакат на доске.)

Ребята нашего класса, живущие в одном и том же доме на 1-м и 22-м этажах, представили нам графики изменения атмосферного давления в течение недели. Хорошо видно, что атмосферное давление с высотой уменьшается.
Учитель. Вспомним об одном знаменитом опыте: магдебургских полушариях.

Магдебургские полушария на Регенсбургском рейхстаге

Учащиеся (рассказывают и демонстрируют рисунок и опыт). В мае 1654 г. Отто фон Герике поставил опыт: взял два полых металлических полушария, одно из которых было снабжено трубкой для откачивания воздуха. Полушария сложили вместе и откачали воздух с помощью насоса.

После этого разъединить полушария даже с помощью восьми лошадей так и не удалось. На нашем демонстрационном столе тоже есть два полушария. Их размеры меньше магдебургских, и они изготовлены из пластмассы. Так же, как и в опыте фон Герике, мы откачаем из них воздух и пробуем разъединить эти полушария.

Результат вы видите.

Выкачивание медного шара (Герике)

Чем больше воздуха выкачивали из полушария, тем сильнее сжимались они снаружи атмосферным давлением, которое оставалось постоянным.
Учитель. В каких приборах у вас дома «работает» атмосферное давление?
Учащиеся: шприцем набирают лекарство; в пипетку набирают лекарство; медицинские банки; автопоилка.

Учитель. Физические величины измеряют с помощью приборов или вычисляют по формулам. Атмосферное давление на поверхности Земли и на все тела, расположенные на ней, измеряют с помощью барометра.
Учащиеся. По изменению давления атмосферы предсказывают погоду.

Изменение погоды обусловлено приходом циклонов или антициклонов, а они различаются величиной атмосферного давления в своем центре. Первым наблюдал колебания атмосферного давления с изменением погоды Э.Торричелли. Ему принадлежат слова: «Мы живем на дне воздушного океана».

Физические параметры, характеризующие состояние атмосферы, влияют и на самочувствие человека. Группа ребят нашего класса провела мониторинг состояния воздуха. На графиках показаны изменения физических величин – давления, температуры, влажности, – характеризующих состояние окружающей среды.

Атмосфера не знает национальных границ, а это означает, что на воздух в одном регионе могут оказывать сильное влияние действия, предпринимаемые в другом.

Из чего же состоит воздух? (Показ видеофрагмента.)

Состав атмосферы. Развитие представлений о составе воздуха

Учитель химии. Что же представляет собой воздух, которым мы дышим? Однородное это или сложное соединение? Еще 200 лет назад воздух считался элементарным веществом, и до середины XVIII в. представления ученых о его составе оставались не более чем догадками. Сегодня же любой школьник легко и правильно ответит на эти вопросы. Я адресую их вам.

Учащийся. Воздух – это смесь газов, образующих атмосферу и создающих атмосферное давление.

Учитель. Давайте вспомним, как было доказано, что воздух – это смесь газов, вспомним ученых разных стран и эпох, занимавшихся определением его состава. Назовите фамилии известных вам ученых.
Учащийся. Это Роберт Бойль, Михаил Васильевич Ломоносов, Карл Шееле, Джозеф Пристли, Антуан Лавуазье, Генри Кавендиш, Уильям Рамзай.

Джозеф Пристли

Учитель. Вы совершенно верно и в хронологическом порядке назвали фамилии ученых, исследовавших воздух.
(На доске учитель магнитиками укрепляет плакат с фамилиями названных ученых и с указанием дат их открытий.) Теперь расскажите, к каким выводам пришел Карл Шееле в результате своей большой экспериментальной работы.

Учащийся. В 1772 г. шведский химик, обобщая результаты своих экспериментов, писал: «Я, Карл Шееле, склонен думать, что атмосферный воздух состоит главным образом из двух видов воздуха – «огненного», поддерживающего дыхание и горение, и «испорченного воздуха», не поддерживающего горение.

Учитель. А в чем суть открытий английского химика Дж.Пристли?
Учащийся. Джозеф Пристли, изучая состав воздуха, пытался выяснить, какие его составляющие могут выделиться из химических веществ при их нагревании. Нагревая оксид ртути (II), он получил газ и назвал его «дефлогистированным воздухом». Исследуя свойства полученного газа, Пристли обнаружил, что зажженная свеча горела в нем ослепительно ярко и что он поддерживает дыхание. Позднее А.Лавуазье назвал этот газ кислородом.

Получение кислорода

Пристли вошел в историю не только как первооткрыватель кислорода, но и как ученый, открывший процесс фотосинтеза.
Учитель. Молодцы. Вы достаточно подробно ответили на поставленные вопросы. А кто из ученых впервые установил количественный состав воздуха?
Учащийся. Первым это сделал французский ученый Антуан Лоран Лавуазье.

По результатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весь воздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота, неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Ученый предложил «жизненный воздух» переименовать в «кислород», поскольку при сгорании в кислороде большинство веществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в «азот», т.

к. он не поддерживает жизнь, вредит жизни.

Опыт Лавуазье

Учитель. А знаете ли вы, в чем заслуги английских ученых Г.Кавендиша и У.Рамзая в исследовании состава воздуха?
Учащийся. Изучая воздух, Г.Кавендиш установил, что кроме кислорода и азота в воздухе есть и другие газы, и определил, что на их долю приходится около 1/120 объема воздуха.

Из-за несовершенства методов анализа и приборов Кавендиш не смог определить, что это за газы. Лишь спустя 100 с лишним лет Уильям Рамзай, воспроизводя опыты Кавендиша, открыл инертные газы в составе воздуха.
Учитель. Молодцы! Теперь давайте назовем составные части современного воздуха.
Учащийся.

Современный воздух состоит из кислорода, азота, углекислого газа, гелия, неона, аргона, криптона и ксенона. (Вывешивает на доске химические формулы названных газов.)
Учитель. Вспомните и назовите объемные доли составных частей воздуха.
Учащийся.

В воздухе по объему на долю кислорода приходится примерно 21%, на долю азота – 78%, углекислого газа – 0,03%, инертных газов – 0,94% (под химическими формулами газов записывает их объемные доли в воздухе).
Учитель. Верно. Только заметьте, что сумма всех долей «не дотягивает» до 100%. В чем же дело?
Учащийся. Ответ простой.

В воздухе есть переменные составные части, на их долю и приходятся недостающие 0,03%. (На доске в квадратике записывает число 0,03%.)
Учитель. А что вы знаете о переменных составных частях воздуха?
Учащийся. В атмосфере могут присутствовать оксиды азота, серы, угарный газ, аммиак, элементарная сера, сероводород, вода, пыль.

(Учитель располагает на доске по периметру квадрата «0,03%» карточки на магнитах с формулами веществ – переменных составных частей воздуха.)
Учитель. Как эти вещества попадают в атмосферу? Какую роль они играют?
Учащиеся. Эти вещества попадают в атмосферу естественным путем.

При извержении вулканов в атмосферу попадают сернистый газ, сероводород и элементарная сера. Пылевые бури способствуют появлению в воздухе пыли.

Оксиды азота попадают в атмосферу и при грозовых электрических разрядах, во время которых азот и кислород воздуха реагируют друг с другом, или в результате деятельности почвенных бактерий, способных высвобождать оксиды азота из нитратов; способствуют этому и лесные пожары и горение торфяников. Процессы разрушения органических веществ сопровождаются образованием различных газообразных соединений серы. Вода в составе воздуха определяет его влажность. У остальных веществ роль отрицательная: они загрязняют атмосферу.

Продолжение следует

Источник: https://bio.1sept.ru/view_article.php?ID=200201804

3. Строение атмосферы

Формула воздуха в химии. Атмосфера. Строение и состав атмосферы Земли

Атмосферапростирается вверх на много сотенкилометров. Верхняя её граница, на высотеоколо 2000–3000 км, в известной мере условна,так как газы, её составляющие, постепенноразрежаясь, переходят в мировоепространство. С высотой меняютсяхимический состав атмосферы, давление,плотность, температура и другие еёфизические свойства. Химический составвоздуха до высоты 100 км.

существенно неменяется. Несколько выше атмосфератакже состоит главным образом из азотаи кислорода. Но на высотах 100–110 км., поддействием ультрафиолетовой радиациисолнца, молекулы кислорода расщепляютсяна атомы и появляется атомарный кислород.Выше 110–120 км. кислород почти весьстановится атомарным. Предполагается,что выше 400–500 км.

газы, составляющиеатмосферу, также находится в атомарномсостоянии.

Изменениетемпературы воздуха с высотой происходиттакже неодинаково. По характеру изменениятемпературы с высотой атмосфера делитсяна несколько сфер, между которымирасполагаются переходные слои, такназываемые паузы, где температура свысотой мало изменяется.

3.1 Тропосфера

Физическиесвойства тропосферы в значительнойстепени определяются влиянием земнойповерхности, которая является её нижнейграницей. Наибольшая высота тропосферынаблюдается в экваториальной и тропическойзонах.

Здесь она достигает 16–18 км. исравнительно мало подвергается суточными сезонным изменениям. Над приполюснымии смежными областями верхняя границатропосферы лежит в среднем на уровне8–10 км.

В средних широтах она колеблетсяот 6–8 до 14–16 км.

Втропосфере сосредоточено более 4/5 массыземной атмосферы и почти весь содержащийсяв ней водяной пар. Кроме того, отповерхности земли до верхней границытропосферы температура понижается всреднем на 0,65° на каждые 100 м. Этообъясняется тем, что воздух в тропосференагревается и охлаждается преимущественноот поверхности земли.

атмосферавоздушный земля оболочка

3.2 Стратосфера

Стратосферапростирается от высот 8–17 до 50–55 км.Она была открыта в начале нашего века.По физическим свойствам стратосферарезко отличается от тропосферы уже тем,что темпера- тура воздуха здесь, какправило, повышается в среднем на 1°–2°на километр поднятия и на верхнейгранице, на высоте 50–55 км, становитсядаже положительной: +10о.

Повышение температуры в этой сферевызвано наличием здесь озона (О3), которыйобразуется под влиянием ультрафиолетовойрадиации Солнца. Слой озона занимаетпочти всю стратосферу. Этот слой, границыкоторого приблизительно соответствуютграницам стратосферы, называютозоносферой. Это слой 10–60 км, содержащийозон с максимумом на высоте 22-25 км.

Стратосфераочень бедна водяным паром. Здесь непроисходит бурных процессовоблакообразования и не выпадают осадки.

3.3Мезосфера

Наблюдениямис помощью метеорологических ра-кет идругими способами установлено, чтообщее повышение тем­пературы,наблюдающееся в стратосфере, заканчиваетсяна высо­тах 50–55 км.

Выше этого слоятемпература вновь понижается и у верхнейграницы мезосферы (около 80 км.) достигает-75°,-90°. Давление воздуха вверху мезосферыпримерно в 200 раз меньше, чем у земнойповерхности. На уровне 80 км.

от поверхностиЗемли заключено свыше 99,5% всей массыатмосферы. Далее вновь происходитповышение температуры с высотой.

3.4Термосфера

Вышемезосферы расположена термосфера, длякоторой характерно повышение температурыс высотой. По полученным данным,преимущественно с помощью ракет,установлено, что в термосфере уже науровне 150 км. температура воздухадостигает 220°—240°, а на уровне 200 км.более 500°.

Выше температура продолжаетповышаться и на уровне 500—600 км. превышает1500°. На основе данных, полученных призапусках искусственных спутников Земли,найдено, что в верхней термосферетемпература достигает около 2000° и втечение суток значительно колеблется.

Возникает вопрос, чем объяснить такуювысокую температуру в высоких слояхатмосферы. Напомним, что температурагаза – это мера средней скорости движениямолекул.

В нижней, наиболее плотнойчасти атмосферы молекулы газов,составляющих воздух, при движении частосталкиваются между собой и мгно­веннопередают друг другу кинетическуюэнергию. Поэтому ки­нетическая энергияв плотной среде в среднем одна и та же.

В высоких слоях, где плотность воздухаочень мала, столкновения между молекулами,находящимися на больших расстояниях,происходят реже. При поглощении энергиискорость молекул в промежутке междустолкновениями сильно изменяется; ктому же молекулы более легких газовдвижутся с большей скоростью, чеммолекулы тяжелых газов. Вследствиеэтого температура газов может бытьразличной.

3.5Экзосфера

Экзосфера(сфера рассеяния) — самая верхняя частьатмосферы, расположена выше 800 км.

Онамало изучена.

Поданным наблюдений и теоретическихрасчетов температура в экзосфере свысотой возрастает предположительнодо 2000°.

Вотличие от нижней ионосферы, в экзосферегазы настолько разре­жены, что частицыих, двигаясь с огромными скоростями,почти не встречаются друг с другом.

3.6Из атмосферы в космическое пространство

Навысоте порядка 2000–3000 км. экзосферапереходит в земную корону, прослеживающуюсядо высоты более 20000 км. и образованную”ускользнувшими” из экзосферычастицами водорода.

Прежние предположения,что за пределами атмосферы Земли, вмежпланетном пространстве, газы оченьразрежены и концентрация частиц непревышает нескольких единиц в 1 см3,не оправдались. Исследования показали,что околоземное пространство заполненозаряженными частицами.

На этой основебыла выдвинута гипотеза о существованиизон вокруг Земли с заметно повышеннымсодержанием заряжённых частиц, т.е.поясов радиации — внутреннего и внешнего.

Высокиеслои атмосферы менее всего изучены.Однако современные методы её исследованияпозволяют надеяться, что в ближайшиегоды человек будет знать многие деталистроения атмосферы, на дне которой онживет.

Заключение

Погодаи климат оказывают непосредственноевлияние на жизнь и деятельность человека.Неисчислимы бедствия, наносимыеразбушевавшейся стихией. Снежные заносы,метели, ураганные ветры, ливни, грозы,градобития, засухи, суховеи, пыльныебури и много других опасных явлениипогоды порой надолго выводят из строябольшие хозяйственные объекты, нарушаютустановившийся порядок и ритм жизницелых городов и сёл.

Поэтомупонятен тот возрастающий интерес ивнимание, которое уделяется изучениюи познанию причин, определяющих развитиеразличных атмосферных процессов, иособенно опасных явлений погоды. Приэтом человек стремится не только познать,но и научиться правильно предвидетьожидаемый характер погоды в течениеразличных промежутков времени и сразличной заблаговременностью.

Изучениеи правильное объяснение развивающихсяв атмосфере процессов потребовалодлительных и напряжённых усилийчеловечества.

Прошло много времени стех пор, как люди, избавившись отсуеверного страха, перестали видеть вгрозных явлениях погоды проявлениемогущества сверхъестественных сил иначали пытливо следить за её изменениями.

Постепенно овладевая тайнами природыи выявляя зависимости между различнымиявлениями погоды, они стремилисьопределить причины, по­рождающие этиявления, и установить связь их сфизическими законами, т.е. создать наукуоб атмосфере и процессах, в нейпроисходящих. Эта наука получила названиеметеорология или физика атмосферы.

Литература

  1. Калесник С.В. “Проблемы физической географии”. Л., 1984.

  2. Марков К.К., Добродеев О.П., Симонов Ю.Г., Суетова И.А. “Введение в физическую географию”. М., 1973.

  3. Мильков Ф.Н. “Общее землеведение”. М., 1990.

  4. Погосян Х.П., Туркетти З.Л. “Атмосфера Земли”. М., 1970

Источник: https://studfile.net/preview/8089937/page:2/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.