Почему CO₂ поглощает, а N₂ нет
Молекула поглощает инфракрасное излучение, если при колебании меняется распределение её заряда
Блок «Углерод и энергия»
Воздух почти целиком состоит из азота и кислорода
Важно не то, сколько газа, а как устроена его молекула.
Четыре молекулы воздуха
UCAR, The Greenhouse Effect; LibreTexts Chemistry, Infrared: Theory. Шарики и связи: схема, не в реальном масштабе.
Критерий
LibreTexts Chemistry, Infrared: Theory («a net change in dipole moment» — изменение дипольного момента).
CO₂ может колебаться по-разному
O ← C → O
оба атома кислорода одновременно отдаляются
O → C → O
один атом кислорода приближается, а другой отдаляется
LibreTexts Chemistry, Infrared: Theory. Схема, не в реальном масштабе
Почему N₂ не поглощает инфракрасное излучение?
Поглощает инфракрасное или нет?
Нажимай на каждую карточку, чтобы сменить её группу, а затем проверь.
Одеяло?
«Парниковые газы — это одеяло, которое удерживает тепло». Что происходит на самом деле?
Естественная теплица
Атмосфера — это совокупность газов, окружающих планету.
Главный парниковый газ — углекислый газ (CO₂). Но не единственный.
Главный газ
Какой главный парниковый газ назван на слайде?
Что такое парниковый газ?
Парниковые газы — это газовые компоненты атмосферы, которые поглощают и испускают излучение в инфракрасном диапазоне и тем самым усиливают парниковый эффект. Главный и самый важный из них — углекислый газ, но есть и другие парниковые газы.
Диапазон ПГ
В каком диапазоне поглощают и испускают излучение ПГ?
CO₂ и метан
Источник: сжигание ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ), вырубка лесов и изменение землепользования.
Влияние: главный виновник глобального потепления из-за его количества и долгой жизни в атмосфере.
Источник: сельское хозяйство (особенно кишечное брожение у скота), разложение органических отходов на свалках, добыча и транспорт ископаемого топлива.
Влияние: его меньше, чем CO₂, но он гораздо сильнее удерживает тепло (примерно в 25 раз сильнее CO₂ за 100 лет).
Другие ПГ
Источник: азотные удобрения в сельском хозяйстве, промышленность, сжигание биомассы и ископаемого топлива.
Влияние: примерно в 300 раз сильнее CO₂ удерживает тепло за 100 лет.
Источник: промышленность и торговля: хладагенты, растворители, пропелленты аэрозолей, вспениватели.
Влияние: их мало, но потенциал глобального потепления очень высокий (в тысячи раз выше CO₂).
Источник: естественный круговорот воды (испарение и конденсация).
Влияние: самый распространённый ПГ, но его концентрация зависит в основном от температуры. Более тёплая атмосфера содержит больше пара, и это усиливает парниковый эффект.
Откуда берётся каждый газ?
Нажимай на источник, пока не появится газ, который он даёт.
Мало, но сильно
Почему метан важен, если его гораздо меньше, чем CO₂?
Потенциал глобального потепления (ПГП)
Одинаково ли действуют все ПГ? Нет. Чтобы сравнить действие газов, используют шкалу — потенциал глобального потепления (ПГП).
ПГП сравнивает влияние газа на потепление по отношению к CO₂ за определённый период, обычно 100 лет. У CO₂ ПГП равен 1 по определению. ПГП газа зависит и от того, сколько тепла он поглощает, и от того, сколько времени он остаётся в атмосфере.
Таблица ПГП
CO₂ — эталонный газ, поэтому его значение равно 1. Значения для главных ПГ:
| ПГ | Потенциал глобального потепления |
|---|---|
| Углекислый газ (CO₂) | 1 |
| Метан (CH₄) | 21 |
| Оксид азота (N₂O) | 296 |
| Фторуглероды | 120 – 12 000 |
| Хлорфторуглероды | 5 700 – 11 900 |
| Гексафторид серы | 22 200 |
Читаем таблицу
По таблице 1 кг метана греет как… сколько кг CO₂?
Самый сильный
У какого газа в таблице самый высокий ПГП?
Калькулятор ПГП
Посчитай сам: CO₂e = масса × ПГП. В таблице калькулятора можно выбрать «Значения урока» или «МГЭИК AR5» и изменить числа.
- Режим 1: 1 т CH₄ против 1 т CO₂.
- Режим 3: что выгоднее сократить — 10 т CO₂ или 1 т CH₄?
- Режим 4: пять заданий.
Открыть на весь экран (новая вкладка) ↗
Simulador creado por el prof. Federico Garberi · Автор симулятора — проф. Федерико Гарбери.
Видео: почему CO₂ да, а N₂ нет
«El Cambio Climático es Culpa Nuestra y Puedo Convencerte»
QuantumFracture · 12:52 · 2018
видео на испанском языке
На YouTube можно включить субтитры (⚙ → Субтитры → Перевести → русский).
Отрывок: 2:28 – 3:10
CO₂ и другие вещества — «молекулярные машины»: пропускают солнечный свет, но захватывают ИК Земли и начинают колебаться. Азот же на него не реагирует.
Попробуй сам: молекулы и свет
Выбери молекулу и источник света и включи лампу. Попробуй:
- CO₂ с инфракрасным, потом с видимым светом.
- N₂ и O₂ с инфракрасным.
- O₃ (озон) с ультрафиолетом.
- CH₄ и H₂O с инфракрасным.
Открыть на весь экран (новая вкладка) ↗
Симуляция «Молекулы и свет», PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, phet.colorado.edu. Лицензия CC BY 4.0.
CO₂ и свет
Что в симуляции делает CO₂ с инфракрасным и с видимым светом?
Азот
Что происходит с N₂, когда на него падает инфракрасное?
Озон и ультрафиолет
Что происходит с озоном (O₃) под ультрафиолетом?
Молекулы и излучение
Ещё один взгляд — симулятор учителя. Выбери молекулу и излучение и включи лампу:
- N₂ и O₂ с инфракрасным: поглощают?
- CO₂, H₂O и CH₄ с ИК: куда летит переизлучённый фотон?
- NO₂ с видимым светом и O₃ с ультрафиолетом.
- H₂O с микроволнами.
Открыть на весь экран (новая вкладка) ↗
Simulador creado por el prof. Federico Garberi · Автор симулятора — проф. Федерико Гарбери.
Много N₂, мало CO₂
Анимация, письменное задание и самооценка — на странице урока.
Симуляторы для этого урока
Открываются в новой вкладке. Это дополнительно: на результат не влияет.
Итоги
0 / 0
Можно вернуться назад клавишей ← и переделать любые задания.