> Polski > Climate Encyclopaedia > Troposfera > więcej > 2. Promieniowanie i gazy cieplarniane > * Ćwiczenie 2
|
|
 |
Troposfera
Dowiedz się więcej! |
Ćwiczenie 2
Model eksperymentalny efektu cieplarnianego
|
 |
|
|
Rycina 1. Przygotowanie eksperymentu nr 1.
L: lampa; T: termometr
A: woda; C: dwutlenek węgla
B: czarny karton
I: izolacja cieplna (np. zatyczki korkowe)
© 2004 Seesing, Tausch; Universität-Duisburg-Essen |
Rycina 2. Efekt cieplarniany. Znaczna część promieniowania słonecznego (I) docierającego do ziemi (E) jest pochłaniana, zamieniana na ciepło (Q) i wypromieniowywana przez podłoże jako promieniowanie długofalowe (cieplne). Gazy cieplarniane (g) znajdujące się w atmosferze (A) pochłaniają to promieniowanie prawie całkowicie i wypromieniowują je z powrotem, także w kierunku Ziemi. W efekcie zatrzymują ciepło niczym dach szklarni. (S: przestrzeń kosmiczna) © 2004 Seesing, Tausch; Universität-Duisburg-Essen, Duisburg |
|
|
|
E1 |
Przygotuj eksperyment tak jak pokazano na ryc. 1. Potrzebna będzie lampa (300 W, wolfram), szklane naczynie z wodą (warstwa 1 cm), drugie szklane naczynie z czarnym kartonem wyściełającym jego dno i czujnikiem temperatury w jego wnętrzu. Po włączeniu lampy odczytuj temperaturę co 30 sekund, zapisuj wyniki i na ich podstawie wykonaj wykres. Zakończ pomiary po 5. |
|
Z 1 |
Przeprowadź pomiary stosując: a) powietrze, i b) dwutlenek węgla, jako gaz wypełniający drugie naczynie szklane. |
|
Z 2 |
Powtórz pomiary (a i b), ale zamiast czarnego kartonu połóż na dnie drugiego naczynia folię aluminiową. |
| |
temperatura |
|
|
pokrycie dna drugiego naczynia: czarny karton (A1) |
pokrycie dna drugiego naczynia: folia aluminiowa (A2) |
|
czas[sek.] |
powietrze |
dwutlenek węgla |
powietrze |
dwutlenek węgla |
|
0 |
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
210 |
|
|
|
|
|
240 |
|
|
|
|
|
270 |
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
| |
|
|
Z 3 |
Wpisz w wolne miejsca poniżej co w eksperymencie nr 1 (E1) naśladuje poszczególne elementy środowiska przyrodniczego (patrz ryc. 1 i ryc. 2). |
|
Lampa naśladuje działanie: |
___________________________________________________ |
|
Woda w szklanym pojemniku naśladuje działanie: |
___________________________________________________ |
|
Powietrze / dwutlenek węgla w drugim szklanym pojemniku naśladuje działanie: |
___________________________________________________ |
|
Czarny karton na dnie drugiego szklanego pojemnika naśladuje działanie: |
___________________________________________________ |
|
Z 4 |
Eksperyment E1 przedstawia model naśladujący efekt cieplarniany. Dlaczego umieszczenie zimnej wody między lampą a szklanym pojemnikiem z gazem jest istotne? Zaznacz właściwą odpowiedź. |
Zadaniem warstwy wody między lampą i przestrzenią wypełnioną gazem jest:
pochłanianie ciepła docierającego z lampy,
pochłanianie zakresów fal niektórych kolorów ze spektrum światła lampy,
zapobieganie ulatnianiu się gazu z pojemnika,
naśladuje działanie chmur wodnych w atmosferze. |
 |
|
|
Ryc. 3. Wyniki z dwu serii pomiarowych.
© Tausch, von Wachtendonk: Chemie 2000+;
Buchner Verlag, Bamberg 2001
|
|
|
|
Z 5 |
Po około 150 s w serii pomiarowej wykonanej przy użyciu CO2, temperatura osiąga wartość o około 1oC wyższą niż to ma miejsce w serii z użyciem powietrza. Wyjaśnij dlaczego tak się dzieje posługując się informacją z ryc. 2: | |
|
|
T6 |
W czasie eksperymentu efekt cieplarniany staje się szczególnie widoczny gdy wyłożymy dno drugiego szklanego naczynia czarnym kartonem. Można uzyskać podobne rezultaty stosując karton w innych kolorach, ale nie w przypadku folii aluminiowej. Wyjaśnij dlaczego tak się dzieje. |
|
T7 |
Dzięki gazom cieplarnianym powietrze w dolnej części troposfery jest średnio o 33°C cieplejsze niż gdyby tych gazów nie było. Z tego 20,6°C jest powodowane przez parę wodną (H2O), 7,2oC przez dwutlenek węgla (CO2), a 2,4oC przez ozon troposferyczny (O3). Powietrze w dolnej części troposfery zawiera 0,037% objętości CO2, ale tylko około 40 ppb O3. Jaki udział (w °C) miałby ozon gdyby było to proporcjonalne do jego ilości w powietrzu? Poniżej zapisz swoje obliczenia i wynik: |
W porównaniu z CO2 ozon przyczynia się do efektu cieplarnianego w wymiarze _____________°C.
|
Z 8 |
W rzeczywistości udział ozonu w efekcie cieplarnianym jest znacznie wyższy niż to wynika z obliczeń w Z 7. Jaka jest tego przyczyna? |
c Ozon jest silniejszym utleniaczem niż inne gazy cieplarniane.
c Ozon pochłania promieniowanie cieplne w zakresie fal które nie są pochłaniane przez inne gazy cieplarniane.
c Ilość tlenu w cząsteczkach ozonu jest znacznie większa niż w innych gazach cieplarnianych.
c Ozon troposferyczny tworzy się pod wpływem silnego bezpośredniego promieniowania słonecznego.
|
O tej stronie:
Autorzy: M. Seesing, M. Tausch - Universität Duisburg-Essen, Duisburg / Niemcy
Ostatnia aktualizacja: 2004-05-13
Tłumaczenie na język polski: dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków |
