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Composição do Ar – Atmosfera
A atmosfera é uma mistura dinâmica dos gases que envolvem a Terra. Dois gases, nitrogênio e oxigênio, compõem a maior parte da atmosfera por volume.
Eles são, de fato importante para a manutenção da vida e a condução de um número de processos, perto da superfície da Terra.
Muitos dos chamados “menores gases” (conhecido aqui como “gases de variáveis”) desempenham um papel igualmente importante no sistema Terra.
Estes gases incluem aqueles que têm um impacto significativo sobre o balanço de calor e à disponibilidade de humidade em toda a Terra.
A atmosfera não é uma massa homogénea de gases, mas tem uma estrutura em camadas, tal como definido por mudanças de temperatura verticais.
Composição atmosférica
Dois grandes regiões podem ser identificadas utilizando a composição do ar como um meio para subdividir a atmosfera.
A heterosfera é a mais externa esfera onde os gases são distribuídos em camadas distintas pela gravidade de acordo com seu peso atômico. Estendendo-se desde uma altitude de 80 km (50 milhas), os elementos mais leves (hidrogênio e hélio) são encontrados no nas margens exteriores da atmosfera. Os elementos mais pesados (azoto e oxigénio) são encontradas na base da camada.
O homosfera situa-se entre a superfície da Terra e a heterosfera. Os gases são quase uniformemente misturados através desta camada, mesmo que a densidade diminui com a altura acima da superfície.
As únicas exceções é a “camada de ozônio” de 19 a 50 km (12-31 km) e variações de superfície perto de vapor d’água, dióxido de carbono e poluentes do ar.
Gases constantes
Nitrogênio, oxigênio e argônio são chamados de “gases constantes”, porque a sua concentração se manteve praticamente o mesmo para grande parte da história da Terra recente. Nitrogênio (78%) é um gás relativamente inerte produzido principalmente pela atividade vulcânica. É um componente importante da proteína na carne, leite, ovos e os tecidos de plantas, especialmente grãos e membros da família de ervilha. Não podem ser ingeridos diretamente pelo organismos mas disponibilizados para as plantas, e, em seguida, a animais, por compostos no solo.
Mais de nitrogênio atmosférico entra no solo por microorganismos fixadores de nitrogênio.
Oxigénio (21%) é importante para processos respiratórias de plantas e animais. É também importante para reações químicas (oxidação) que materiais rochosos degradação química (resistência). Sem oxigênio, as coisas não pode queimar também. Oxigênio livre na atmosfera é um produto da fotossíntese das plantas. As plantas retiram o dióxido de carbono e, no processo de fotossíntese liberam oxigênio.
Argônio (0,93%) é um gás incolor, inodoro gás relativamente inerte, a razão pela qual usar para lâmpadas elétricas, tubos fluorescentes. É usado para formar atmosfera inerte durante a soldagem a arco, e crescimento de cristais de semicondutores.
Gases variáveis
Os chamados “gases variável” são aquelas presentes em quantidades pequenas e variáveis. Estes incluem o dióxido de carbono, metano, ozônio, vapor de água e partículas, entre outros.
Mesmo que eles representam uma pequena porção da atmosfera como um todo, eles exercem um grande controle sobre o nosso ambiente.
Gás carbônico
O dióxido de carbono (CO 2) torna-se apenas 0,036% da atmosfera por volume. O dióxido de carbono é essencial para processos fotossintéticos das plantas.
Enormes quantidades de carbono são armazenadas no tecido vegetal, os depósitos de carvão, turfa, petróleo e gás.
O dióxido de carbono é absorvido pelas plantas durante a fotossíntese e é combinado com água e de energia para formar hidratos de carbono e oxigénio.
Os carboidratos armazenados são utilizados para abastecer a respiração da planta e crescimento.
De carbono também são armazenados em rochas de calcário que se formaram pela compactação de carbonato ricos conchas de vida do oceano. Porque vegetação absorve o dióxido de carbono tanto, que muitas vezes se referem às plantas como um “sumidouro” para ele.
O dióxido de carbono na atmosfera varia ao longo do ano, diminuindo um pouco durante o verão como plantas folha para fora, e, em seguida, aumenta durante o inverno como plantas vão dormentes e fotossíntese diminui.
Os componentes do ar atmosférico
Composição do Ar
O ar atmosférico é o envoltório gasoso da Terra, constituído principalmente de oxigênio e nitrogênio.
Retirando-se do ar o anidrido carbônico e a água nele contida, 78,110% do volume restante cabem ao nitrogênio, 20,953% ao oxigênio, 0,934% ao argônio.
As quantidades de neônio, hélio, criptônio, xenônio, hidrogênio, metano e óxido nitroso somam menos de 0,01% – em proporções individuais que variam de 0,001818 a 0,000050%.
O anidrido carbônico ocupa normalmente 0,01 a 0,1% do volume do ar; a proporção de água pode variar de zero a 7%, e a de ozônio de zero a 0,000007%.
Outros elementos como dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio, amoníaco e óxido de carbono, cuja presença em geral não ultrapassa de limites dificilmente mensuráveis, devem ser considerados como impureza do ar devidas à poluição por industrias e veículos.
O teor de óxido de carbono é mais elevado nas cidades e nas florestas onde apodrecem folhas, do que nos campos abertos.
O anidrido carbônico desempenha papel importante na retenção dos raios infravermelhos da Terra. O peso de um litro de ar, a 0ºC e ao nível do mar, é de 1,2928 grama.
A composição do ar foi determinada pela primeira vez com exatidão por Lavoisier, que aqueceu em recipiente fechado uma quantidade conhecida de ar, em contato com mercúrio; ao cabo de doze dias, o mercúrio absorvera um quino do ar existente e apresentava-se coberto de placas vermelhas; mediante novo aquecimento, Lavoisier fez o mercúrio liberar uma quantidade equivalente de oxigênio.
Entre 1783 e 1785, Cavendish verificou que outras substâncias, além do oxigênio e do nitrogênio, entravam na composição do ar com cerca de 5%.
E Ramsay descobriu, um século mais tarde, a existência de gases raros na composição do ar.
Uma das fontes mais importantes do oxigênio do ar são as plantas, que o repõem durante a noite: esse oxigênio é absorvido pela respiração dos homens e animais, pela oxidação de metais e por diversos tipos de combustão, que têm sido objeto de estudos relativos ao equilíbrio dos elementos químicos da atmosfera.
O ar pode liquefazer-se por resfriamento a – 193º sob forte pressão, constituindo então um líquido incolor que poder ser conservado por alguns dias em vasos de Dewar (recipientes munidos de duas paredes interiores de prata separadas por vácuo perfeito).
O ar líquido e seus componentes, o nitrogênio e o oxigênio líquidos, obtidos por destilação fracionada, são produtos de grande importância para a indústria e para numerosos ramos de pesquisa.
O nitrogênio líquido, por exemplo, é utilizado na conservação, supercongelamento e transporte de produtos alimentares.
Ar – Gases
O ar em nossa atmosfera é composto de moléculas de diferentes gases.
Os gases mais comuns são: nitrogênio (78%), oxigênio (cerca de 21%) e argônio (quase 1%).
Outras moléculas também estão presentes na atmosfera, mas em quantidades muito pequenas.
Embora a composição não mude muito à medida que você viaja pelas camadas mais baixas da atmosfera, o que muda é o número de moléculas. À medida que você viaja mais alto, as moléculas de ar se tornam menos abundantes.
Embora predominantemente a mesma composição, há uma diferença química muito importante dentro da estratosfera. Pois é dentro dessa camada que residem as maiores concentrações de moléculas de ozônio.
Na estratosfera, as moléculas de ozônio – três átomos de oxigênio unidos – impedem que alguns dos raios mais intensos do Sol atinjam a superfície da Terra. Atualmente, cientistas e pesquisadores do NCAR em todo o mundo estão monitorando essa camada; tão fino no Pólo Sul que chamamos de “buraco” onde as moléculas estão sendo destruídas.
Acima da mesosfera, a composição muda. Embora ainda dominado por nitrogênio e oxigênio, os gases na termosfera são altamente ionizados e as ligações entre os átomos de oxigênio são quebradas. Na exosfera, a camada externa da atmosfera da Terra, as moléculas de ar podem escapar facilmente da gravidade da Terra e flutuar no espaço.
Oxigênio = 20,95
| Componente | Símbolo | Volume | |
|---|---|---|---|
| Nitrogênio | N2 | 78,084% | 99,998% |
| Oxigênio | O2 | 20,947% | |
| Argão | Ar | 0,934% | |
| Gás carbônico | CO2 | 0,033% | |
| Néon | Ne | 18,2 partes por milhão | |
| Hélio | Ele | 5,2 partes por milhão | |
| Criptônio | Kr | 1,1 partes por milhão | |
| O dióxido de enxofre | SO2 | 1,0 partes por milhão | |
| Metano | CH4 | 2,0 partes por milhão | |
| Hidrogênio | (H2 | 0,5 partes por milhão | |
| Óxido Nitroso | N2O | 0,5 partes por milhão | |
| Xênon | Xe | 0,09 partes por milhão | |
| Ozônio | O3 | 0,07 partes por milhão | |
| O dióxido de nitrogênio | NO2 | 0,02 partes por milhão | |
| Iodo | I 2 | 0,01 partes por milhão | |
| Monóxido de carbono | CO | traços a 0.000025 | |
| Amônia | NH3 | traços a 0.0000003 | |
O teor de vapor de água ou de ar varia. A máxima capacidade de transporte de umidade do ar depende principalmente da temperatura
A composição do ar é inalterado até elevação de cerca de 10.000 m
A temperatura média do ar diminui a uma taxa de 0,6 ° C por cada 100 m de altura vertical
“Um Ambiente Padrão” é definida como a pressão equivalente à exercida por uma coluna de 760 milímetros de mercúrio, a 0°C o nível do mar e para a gravidade padrão (9,80 metros/s 2)
Outros componentes no ar:
O dióxido de enxofre – SO2-1,0 partes/milhão (ppm)
Metano – CH4-2,0 partes/milhão (ppm)
O óxido nitroso – N2O – 0,5 partes/milhão (ppm)
Ozônio – O3 – 0-0,07 partes/milhão (ppm)
O dióxido de nitrogênio – NO2-0,02 partes/milhão (ppm)
Iodo – I 2-0,01 partes/milhão (ppm)
O monóxido de carbono – CO – 0 a traçar (ppm)
Amônia – NH3 – 0 para traçar (ppm)
Unidades de pressão comuns, frequentemente utilizadas como alternativa ao “uma Atmosphere”
76 centímetros (760 milímetros) de mercúrio
29,921 polegadas de mercúrio
10,332 metros de água
406,78 Polegadas de Água
33,899 Pés de Água
14,696 Libra-força por polegada quadrada
2.116,2 libras-força por metro quadrado
1,033 quilogramas-força por centímetro quadrado
101,33 Quilopascal
A respiração humana
O ar que sai dos pulmões de uma pessoa durante a exalação contém 14% de oxigénio e 4,4% de dióxido de carbono.
Atmosferas com concentração de oxigênio abaixo de 19,5 por cento podem ter efeitos fisiológicos adversos, e ambientes com menos de 16 por cento de oxigênio pode se tornar uma ameaça à vida.
Fonte: www4.uwsp.edu/www.engineeringtoolbox.com/mistupid.com/www.eo.ucar.edu/Departamento de Física da Universidade Federal do Paraná
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