- •Физико-химические процессы в атмосфере Учебное пособие
- •Физико-химические процессы в атмосфере Предмет и содержание курса «Химия окружающей среды»
- •1. Состав и строение атмосферы
- •Примеры решения задач
- •2. Устойчивость атмосферы
- •Примеры решения задач
- •3. Солнечное излучение
- •Примеры решения задач
- •4. Ионосфера Земли
- •Примеры решения задач
- •5. Химия стратосферы
- •5.1. Озон в атмосфере
- •5.2. Образование и разрушение озона в атмосфере
- •5.3. Обрыв цепи в процессах, вызывающих разрушение озона
- •5.4. «Озоновая дыра» над Антарктидой
- •5.5. Международные соглашения, направленные на сохранение озонового слоя
- •Примеры решения задач
- •6. Превращения примесей в тропосфере
- •6.1. Свободные радикалы в тропосфере
- •6.2. Химические превращения органических соединений в тропосфере
- •6.3. Трансформация соединений серы в тропосфере
- •6.4. Соединения азота в тропосфере
- •6.5. Фотохимический смог в городской атмосфере
- •0 1 2 3 4 Продолжительность облучения, ч
- •6.6. Дисперсные системы в атмосфере
- •6.7. Парниковый эффект
- •Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы по теме: «Физико-химические процессы в атмосфере»
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Модуль № 1. Физико-химические процессы в атмосфере
- •Задачи к первому учебному модулю
- •Ответы на задачи для самостоятельного решения
- •Приложение
- •Литература
- •Содержание
- •Учебное издание
Ответы на задачи для самостоятельного решения
1. Значение ПДК превышается в 14 раз для уксусной кислоты и в 88 раз для аммиака. Парциальное давление уксусной кислоты составит 0,1 Па. В каждом см3 будет 1,25 . 1015 молекул аммиака; 2. Роса выпадет; 3. 37 . 1017 кг; 4. 10,9 . 104 т/год; 5. В 3,6 раза; 6. 23 . 1010 т; 7. 131 день; 8. 1,9 км/с; 9. Нет. Среднеквадратичная скорость движения молекул и атомов будет ниже второй космической скорости; 10. 0,63%; 11. 8,33% (об.); 2,0 . 1018см-3; 8,33 . 104 млн–1; 12.128 нм; 13. а) ~ 30 лет, б) 140 с; 14. 1,6 . 1015см-3; 89 мг/м3; 667 млн–1; 6,8 Па; 15. 1,5 . 1014см–3; 11,9 мг/м3; 6,4 млн-1; 0,60 Па; 16. 3,4 . 1015см–3; 13 Па; в 4670 раз больше ПДК; 17. 140 млн–1; 3,8 . 1015 см'3; 192 мг/м3; 16,0 Па; 18. V1/V2 = 1,42; 19. 0,034; 20. Да, превышается; 21. V1/V2 = 0,4; T1= 104 с; Т2 = 4 . 103 с; 22. 2,45 . 10–3; 65,4 мг/м3; 23. 13,3; 24. 9,8 . 103; 25. C2HF3Cl2, CFC13; Ф-11 более опасен; 26. Ф-141, Ф-123; 27. При уменьшении альбедо температура возрастет на 6 градусов, при увеличении альбедо температура снизится на 6,5 градусов.
Приложение
Таблица 1. Важнейшие физические константы
|
Наименование |
Единица измерения |
Значение |
|
Абсолютный нуль температуры |
К |
273,16 |
|
Атмосферное давление |
Па |
1,013 . 105 |
|
стандартное |
атм |
1 |
|
мм рт. ст. |
760 | |
|
Альбедо Земли (среднее значение) |
— |
0,33 |
|
Вязкость воздуха при стандартных условиях |
Па . с |
1,81 . 10–4 |
|
Плотность воздуха при стандартных условиях |
кг/м3 |
1,29 |
|
Вторая космическая скорость (при которой материальное тело может покинуть пределы Земли) |
км/с |
11,2 |
|
Скорость света в вакууме |
м/с |
2,99 . 108 |
|
Средний радиус Земли |
км |
6367 |
|
Молярный объем идеального газа (при 0°С и 1 атм) |
дм3/моль |
22,414 |
|
Постоянная Больцмана |
Дж/К |
1,38 . 10–23 |
|
Постоянная Планка |
Дж . с |
6,626 . 10–34 |
|
Постоянная Стефана – Больцмана |
Вт/(м2 . К4) |
5,67 . 10–8 |
|
Солнечная постоянная (интенсивность солнечного излучения на верхней границе атмосферы) |
Вт/м2 |
1378 |
|
Число (постоянная) Авогадро |
молекул/моль |
6,023 . 1023 |
|
Число (постоянная) Лошмидта (при 0°С и 1 атм) |
молекул/см3 |
2,69 . 1019 |
|
Универсальная газовая постоянная
|
Дж/(моль . К) |
8,314 |
|
л . атмДж(моль . К) |
0,08205 | |
|
л . кПа/(моль . К) |
8,12 |
Таблица 2. Равновесные парциальные давления паров воды в воздухе
при различных температурах
|
Температура, 0С |
Парциальное давление паров воды | ||
|
мм рт. ст |
атм |
Па | |
|
0 |
4,58 |
6,02 . 10–3 |
607,81 |
|
5 |
6,54 |
8,60 . 10–3 |
871,78 |
|
10 |
9,21 |
12,12 . 10–3 |
1227,69 |
|
15 |
12,79 |
16,83 . 10–3 |
1704,91 |
|
20 |
17,54 |
23 . 10–3 |
2338,08 |
|
25 |
23,76 |
31,26 . 10–3 |
3167,21 |
|
30 |
31,82 |
41,87 . 10–3 |
4241,61 |
Таблица 3. Константы Генри (КГ) для некоторых газов при температуре 298 К
|
Газ |
КГ, моль/(л . атм) |
|
СО2 |
3,3 . 10–2 |
|
SO2 |
5,34 |
|
NH3 |
89,1 |
|
H2O2 |
1 . 105 |