E09F6D

Глобальное потепление

Согласно существующим оценкам в XX в. в среднем температура воздуха у поверхности Земли повысилась за 100 лет на 0,5 °С. С увеличением средней глобальной температуры приземного слоя воздуха связывают рост экстремальных климатических явлений: необычный размах колебаний температуры, увеличение частоты штормов, необычайные и внесезонные осадки и др.

В настоящее время остаётся открытым вопрос о том, какой вклад в этот процесс внесла хозяйственная деятельность человека, а какой можно объяснить естественными климатическими изменениями.

Ряд учёных объясняют потепление ростом концентрации парниковых газов: углекислого газа, метана, хлорфторуглеродов, оксидов азота. Парниковый эффект работает следующим образом. Часть светового излучения Солнца, прошедшая через атмосферу, нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность остывает, испуская тепловое излучение, но это уже другое излучение – инфракрасное. Почти прозрачная для видимого света атмосфера пропускает инфракрасное излучение значительно хуже. Парниковые газы поглощают инфракрасное излучение, что способствует нагреву нижних слоёв атмосферы.

За счёт сжигания ископаемого топлива ежегодно в атмосферу поступают миллиарды тонн СО2 (см. рисунок).

Рост всемирных выбросов углекислого газа во второй половине ХХ в.

Температура у поверхности Земли зависит не только от парниковых газов. В первую очередь она определяется отражательной способностью планеты – альбедо (отношением отражённого планетой потока излучения к падающему на неё потоку). Альбедо зависит от многих факторов: наличия и состояния облачности, изменения ледников, времени года и, соответственно, от осадков.

В 90-х гг. XX в. стала очевидна значительная роль аэрозолей – «облаков» мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере. Оксиды серы и азота, образующиеся при сжигании топлива, образуют в воздухе сульфатные и нитратные аэрозоли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги, способствуя увеличению облачности, и тем самым увеличивают альбедо Земли.

Прозрачность для солнечных лучей в нижних слоях земной атмосферы зависит также от пожаров. Из-за пожаров в атмосферу поднимаются пыль и сажа, которые плотным экраном закрывают Землю и увеличивают альбедо поверхности.

Изменяется ли, и если изменяется, то как, альбедо Земли в период извержения вулканов? Ответ поясните.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
   1)  Содержание в атмосфере углекислого газа зависит от вулканической деятельности и лесных пожаров на Земле.    2)  В течение последнего столетия средняя температура у поверхности Земли возросла на 5 °С.    3)  Наибольшую роль в выбросах углекислого газа из-за сжигания топлива играет природный газ.    4)  Парниковые газы поглощают инфракрасное излучение от нагретой Земли, способствуя нагреву атмосферы.    5)  Под альбедо поверхности понимают разность между падающей и отражённой энергией излучения.

B385EF

Вулканы

Известно, что по мере спуска в недра Земли температура постепенно повышается. Это обстоятельство и сам факт извержения вулканами жидкой лавы невольно наталкивают на мысль, что на определённых глубинах вещество земного шара находится  в расплавленном состоянии. Однако на самом деле всё не так просто. Одновременно с повышением температуры растёт давление в земных глубинах. А ведь чем больше давление, тем выше температура плавления (см. рисунок).

Кривая плавления (p – давление, Т – температура)

Согласно современным представлениям бóльшая часть земных недр сохраняет твёрдое состояние. Однако вещество астеносферы (оболочка Земли от 100 км до 300 км в глубину) находится в почти расплавленном состоянии. Так называют твёрдое состояние, которое легко переходит в жидкое (расплавленное) при небольшом повышении температуры (процесс 1) или понижении давления (процесс 2).

Источником первичных расплавов магмы является астеносфера. Если
в каком-то районе снижается давление (например, при смещении участков литосферы), то твёрдое вещество астеносферы тотчас превращается
в жидкий расплав, т.е. в магму.

Но какие физические причины приводят в действие механизм извержения вулкана?

В магме наряду с парами воды содержатся различные газы (углекислый газ, хлористый и фтористый водород, оксиды серы, метан и другие). Концентрация растворённых в магме газов зависит от внешнего давления. В физике известен закон Генри: концентрация газа, растворённого в жидкости, пропорциональна давлению этого газа над жидкостью.

Теперь представим, что давление на глубине уменьшилось. Растворимость газов также уменьшилась, и газы, растворённые в магме, выделяются из неё, образуя в магме газонаполненные пузыри. Магма вспенивается и начинает подниматься вверх. По мере подъёма магмы давление падает ещё больше, поэтому процесс выделения газов усиливается, что, в свою очередь, приводит к ускорению подъёма.

Вдыхаемый нами воздух растворяется в крови и вместе с нею попадает в ткани. Чем выше давление, тем больше воздуха растворяется в крови. Воздух состоит преимущественно из азота и кислорода. И если кислород расходуется в тканях, то азот накапливается в крови. Можно ли быстро поднимать водолаза с глубины? Ответ поясните.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
   1)  Вещество астеносферы в области I на диаграмме (см. рисунок в тексте) находится в твёрдом состоянии.    2)  Стрелка 2 на диаграмме в тексте соответствует переходу из твёрдого состояния в жидкое при неизменной температуре.    3)  Вспенившаяся магма внутри вулкана поднимается вверх за счёт действия атмосферного давления.    4)  Высоко в горах растворимость углекислого газа в воде увеличивается.    5)  Астеносфера – это верхний слой атмосферы Земли.

BB3571

Аморфные и кристаллические тела

По своим физическим свойствам и молекулярной структуре твёрдые тела разделяются на два класса – аморфные и кристаллические.

В кристаллических телах частицы располагаются в строгом порядке, образуя пространственные периодически повторяющиеся структуры во всем объёме тела. Для наглядного представления таких структур используются пространственные кристаллические решётки, в узлах которых располагаются центры атомов или молекул данного вещества. Часто кристаллическая решётка строится из ионов (положительно и отрицательно заряженных) атомов, которые входят в состав молекулы данного вещества. Например, решётка поваренной соли NaCl содержит ионы Na+ и Cl– (рисунок 1).

Рисунок 1

Физические свойства кристаллических тел неодинаковы в различных направлениях (это свойство кристаллов называется анизотропностью), но совпадают в параллельных направлениях. Анизотропия механических, тепловых, электрических и оптических свойств кристаллов объясняется тем, что при упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов силы взаимодействия между ними и межатомные расстояния оказываются неодинаковыми по различным направлениям.

Характерной особенностью аморфных тел является их изотропность, т.е. независимость всех физических свойств от направления. Молекулы
и атомы в изотропных твёрдых телах располагаются хаотично (см. рисунок 2).

Рисунок 2

По своей структуре аморфные тела очень близки к жидкостям. Примерами аморфных тел могут служить стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т.д. У аморфных тел нет определённой температуры плавления. Если аморфное тело нагревать, то оно постепенно размягчается, и переход в жидкое состояние занимает значительный интервал температур.

На рисунке представлены процессы нагревания с переходом в жидкое состояние для четырёх веществ, первоначально находившихся в твёрдом состоянии. undefined Какой график соответствует аморфному веществу? Ответ поясните.  
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
   1)  Стекло относится к кристаллическим твёрдым телам.    2)  Анизопропией называется зависимость физических свойств вещества от направления.    3)  В узлах кристаллической решетки поваренной соли находятся молекулы NaCl.    4)  Изотропия физических свойств аморфных тел объясняется тем, что
в аморфном теле межатомные расстояния в среднем одинаковы по различным направлениям.    5)  Аморфные тела не могут находиться в жидком состоянии.

стр 110 конец