Font Size

SCREEN

Layout

Menu Style

INFOFIZ

Поиск по сайту

Среда, 06 Март 2013 22:07

Почему молекулы воздуха не покидают Землю и не падают на нее?

Автор 
Оцените материал
(3 голосов)

   Атмосфера - это смесь газов и других веществ, которые окружают Землю, в виде тонкой, в основном прозрачной оболочки. Молекулы газов распределены в атмосфере неравномерно.

   У поверхности Земли воздух самый плотный. Когда мы поднимаемся над Землей, плотность окружающего воздуха уменьшается, и чем выше, тем сильнее. Молекул в воздухе остается все меньше и меньше, пока их количество не сходит на нет. Теперь мы оказались в космическом пространстве, где можно встретить случайную молекулу, но очень и очень редко.

  Не стоит думать, что у атмосферы есть какая-то четкая граница, дальше которой ее не пускают. Удобно, конечно, было бы засунуть всю планету в этакий воздушный шар: по эту сторону — земная жизнь, по ту — космос. Но такого барьера в природе нет. Молекулы воздуха не встречают ограничений сверху.

   Почему же они тогда не покидают Землю навсегда? Ведь со стороны Земли их толкают другие молекулы, а со стороны космоса — простор и свобода.

   Дело в том, что Земля притягивает молекулы, как и все другие тела.Причем притяжение довольно быстро ослабевает с удалением от поверхности Земли. Поэтому на самом деле все молекулы атмосферы стараются упасть на Землю. И только «теснота» внизу не позволяет им это сделать.

   Какова же толщина атмосферы, то есть, на каком расстоянии от себя Земля еще может удерживать молекулы воздуха? Половина всех молекул атмосферы находится в слое от 0 до 5 км над поверхностью Земли. В следующих пяти километрах по высоте (от 5 до 10 км над поверхностью) находится половина всех оставшихся молекул. Слой атмосферы от 0 до 11 км над поверхностью Земли называюттропосферой.

   В этом слое сосредоточено примерно три четвертых всех молекул атмосферы и вся земная жизнь. Только в тропосфере могут летать птицы. Здесь же собираются почти все облака. Самая высокая гора на планете — Эверест — поднимается на высоту менее 9 км. Значит, она не выходит за границу тропосферы. Но все же воздух у вершины Эвереста настолько разрежен, что дышать им невероятно трудно. Поэтому большинство альпинистов, поднимающихся на самую высокую точку планеты, пользуются кислородными масками.

   У границы тропосферы, на высоте около 10 км, совершают перелеты современные реактивные пассажирские самолеты. Здесь сопротивление воздуха не слишком мешает их движению, но все же воздуха еще достаточно, чтобы не дать самолету упасть.

   Выше тропосферы, на высоте от 11 до 51 км, лежит слой, называемый стратосферой. Здесь плотность воздуха очень мала, но все же достаточна для того, чтобы удерживать легкие водородные шары, запускаемые метеорологами.

   Над стратосферой лежат слои настолько разреженные, что их и воздухом-то можно назвать с большой натяжкой. Однако что-то там есть. Пожалуй, лишь на высоте более 1000 км от поверхности Земли мы можем считать, что атмосфера уже кончилась и началось космическое пространство. Между тропосферой и стратосферой, конечно, нет никаких «пограничных столбов».

   Но воздух в этих двух сферах ведет себя немного по-разному. В тропосфере чем выше мы поднимаемся над Землей, тем ниже опускается температура окружающего воздуха (в среднем на полградуса за каждые 100 м высоты).В стратосфере же температура с изменением высоты практически не меняется, а в верхних слоях даже начинает возрастать. 

   А почему же тогда молекулы газов не падают на Землю? Это объясняется двумя главными причинами. Во-первых, у молекул газов земной атмосферы очень маленькая масса. Взяв для примера молекулу кислорода, легко показать, что изменение потенциальной энергии молекулы (в поле Земли) при подъёме на 10 км составляет около 0.03 эВ. Во-вторых, из-за того что атмосфера постоянно подогревается солнечным излучением, у молекул газов появляется избыток кинетической энергии. Можно показать, что при комнатной температуре (+25С) кинетическая энергия молекул газа (в частности, кислорода) вблизи поверхности Земли ПРЕВЫШАЕТ (!) их потенциальную энергию. А кинетическая энергия - это энергия колебаний, вращений и перемещений (скачков) молекул - движения, противодействующего тяготению Земли. Этот баланс оказывается решающим, именно поэтому большая часть молекул и не падает на Землю. Но если Солнце погаснет, и температура атмосферы упадет до значений, близких к абсолютному нулю, притяжение Земли останется, а кинетическая энергия молекул будет близка к нулю - вот тогда все молекулы воздуха рано или поздно упадут на безжизненную поверхность нашей планеты.

 

Прочитано 8009 раз Последнее изменение Вторник, 26 Март 2013 01:43

Все права защищены

Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях, только на локальном компьютере. 
Все права на статьи, книги, видео и аудио материалы принадлежат их авторам или правообладателям и издательствам и отмечены соответствующими ссылками на первоисточники. Любое распространение и/или коммерческое использование без разрешения законных правообладателей не разрешается. 

 

Правообладателям

Если Вы являетесь автором материалов или обладателем авторских прав, и Вы возражаете против его использования на моем интернет-ресурсе - пожалуйста, свяжитесь со мной. Информация будет удалена в максимально короткие сроки.
Спасибо тем авторам и правообладателям, которые согласны на размещение своих материалов на моем сайте! Вы вносите неоценимый вклад в обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения.

Правообладателям

Статистика

Яндекс.Метрика

 

 

 

​ 

Сейчас на сайте

Сейчас 15 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте