Global Opvarmning

Saadullah Jalawan 2.y 08-05-15 Fysik

”Global opvarmning fører til flere jordskælv

For neden ses der eksempler på problemstillinger til global opvarmning som fører til flere jordskælv, der er

besvaret på fysiks vis.

Hvad sker der med is, når temperaturen stiger? Opskriv de fysiske love i detaljen.

Vi ved fra fysik og vores dagligdag, at der findes tre forskellige tilstandsformer nemlig, fast,

flydende og gasform. Hvis vi forstiller os noget is, som lige er kommet ud af fryseren og den fx har

en temperatur på -18 ℃. Hvis vi så tilfører den noget energi, vil den så småt begynde at køle ned og

dermed nærme sig omkring de 0 ℃. Når den så har noget smeltepunktet for vand som er de 0 ℃, så vil

der er på et tidspunkt ikke ske noget temperatur ændring også selvom der stadig bliver tilført noget energi.

På dette tidspunkt har vi en såkaldt smeltning, da der ikke forekommer en temperaturændring. Dette

betyder, at den kinetiske energi i molekylerne(i vandet) vil ikke foretage en ændring og energien vil brude

de såkaldte gitterbindinger. De brudte gitterbindinger gøre, at vi så skifter over til væskefasen som er en af

de tre faser. Denne såkaldte smeltevarme findes ikke kun hos is, men hos stort set(hvis ikke alle) alle

stoffer. F.eks. har vi, at bly har en smeltevarme på 23*103 j/kg og det betyder at der skal en mængde

energi på 23*103 j/kg, for at kunne smelte et kg bly af det faste stof, som derefter ved den præcist mængde

anvendte energi vil skifte tilstandsform til flydende. Med dette gælder følgende formel: Q=m∗Ls

Qer Dentilførte varmeenergi målt i enhedenJ ( joule ), mermassenmålt i kg og

Ls er s toffets smeltevarme ,målt ienhedenJkg

Hvorfor stiger Jordens temperatur, når atmosfærens indhold af CO2 stiger?

Vores udledning af drivhusgasser får temperaturen på vores klode til at stige, og et naturligt resultat af

denne proces er, at ismasserne forskellige steder i verden er begyndt at smelte. Vi hører om, at gletsjere

smelter, is kapper forsvinder i oceanerne, og at vandstanden i havene stiger mange meter som

konsekvens. Udledningen af CO2 er det som for alvor påvirker jordens temperatur. CO2 hedder

også kuldioxid, og er et kemisk stof hvis molekyler består af 1 kulstof atom og 2 oxygen (ilt)

atomer. Før i tiden blev det også kaldt kultveilte. CO2 opstår ved afbrænding af ting, der

indeholder kulstof f.eks. træ, kul og olie. Mennesker og dyr afgiver også CO2 når de ånder

Saadullah Jalawan 2.y 08-05-15 Fysik

ud. Planter og træer optager derimod CO2 ved hjælp af fotosyntese, og hjælper på denne måde

med at fjerne noget af den menneskeskabte CO2. CO2 virker som en drivhusgas, dvs. at den

lægger sig som et tæppe i jordens atmosfære, og forhindrer meget af jordens varme i at slippe

væk. Dermed bliver jorden gradvist varmere og varmere. Dette vil få jordens store is områder til at

smelte, med det resultat at vandstanden i verdenshavene stiger, og store landområder bliver

oversvømmet. Andre konsekvenser er at vi vil opleve flere ekstreme vejrforhold som f.eks.

orkaner, oversvømmelser og tørke. Solens stråling igennem atmosfæren og dermed til jorden, er

den mest almindelige grund til jordens temperaturstigning. Det er ikke alt strålingen som bliver

udsendt, som vi modtager. Noget af strålingen bliver sendt tilbage, mens noget bliver som

opvarmer jorden. Dette er styret af bølgelængden. Sammenspillet mellem frekvensen(f, målt i

hertz) og bølgelængden(λ, målt i m) er afgørende for om vi modtager solens varme og hvor meget.

Dette er defineret ud fra følgende formel: C = λ * f.

Hvad sker, når frossen metan, der ligger under jordoverfladen, smelter?

Det er ikke kun de is- og snedækkede områder i Arktis, der påvirkes af den globale opvarmning.

Landområder i Sibirien og Alaska bliver nu også påvirket af de øgede temperaturer. Meget af

jorden i disse områder er konstant frossen, og udgør derfor den såkaldte permafrost. I områder

med permafrost, er der oplagret store mængder af gasarten metan i jorden. Metan virker som en

drivhusgas ligesom CO2, men kan holde på varmen 20 gange så effektivt, og kan altså bidrage

kraftigt til den globale opvarmning. Øget metan forårsager højere globale temperaturer, der øger

optøningen af permafrost, hvorved endnu mere metan frigives og når temperaturen stiger, så vil

trykket som følge af temperaturen også stige, da Trykket forøges altså hvis n (molekylmængden)

eller T (temperaturen) stiger. Trykket forøges ligeledes hvis volumenet falder, for så kommer der

jo flere molekyler pr. volumenenhed. Dette er defineret ud fra idealgasligningen: P∗V=n∗R∗T P

er trykket målt i pascal, V er volumen målt i kubikmeter, n er stofmængden målt i mol, T temperaturen

målt i kelvin og R er en gaskonstant målt i Pa∗m3

K∗mol. Hvis vi så omskriver ligningen til P=n∗R∗T

V

Så har vi, at V og n er konstant, og derved må trykket afhænge af temperaturen. Når metan går fra fast til

gasform, sker der en stigning af n, da der er flere molekyler i luften.

Hvorfor knækker is øer af Antarktis?

Saadullah Jalawan 2.y 08-05-15 Fysik

Som tidligere omtalt, så er det jordens opvarmning og udledning af drivhusgasser, der forsager smeltning af

isen. Global opvarmning har været skyld i at vandet er blevet varmere, og det varme vand gør, at isen der

er koblet til grundfjeldet vil svækkes. Da den står i bundet af haven, så trækker den isen opad og det gøre at

isen knækker af. Med tiden vil de her is klumper der er knækket af, få vandet til at stig og derved er der

tale om en opad rettet kraft nemlig opdrift, som er defineret ud fra følgende fysiske formel:

Fop = m * g

Hvor m er legemets masse, g er tyngdeaccelerationen og Fop er opdriften. Der er to modsatrettet kræfter

der påvirker hinanden og det er: Tyngdekraften, der trækker legemet nedad og Opdriften, der trækker

legemet opad.

Hvorfor vil landområder hæve sig, hvis den is de er dækket af smelter?

Ved en temperaturstigning vil isen smelte og vil typisk ende i havet som får den til at hæve sig. I den fysiske

verden vil det være således, at når den ikke-smeltet is er på jordoverfladen, så vil den resulterende kraft

være lig, da tyngdekraften og jordens kraft må være lige store, pga. at hverken jorden hæver sig eller isen

påvirker den nedad. Deraf kan vi opstille følgende formel: P= FA

hvor Per t ryk målt iN

m2 , F er den kraft, som er fordelt lige meget over længden(arealet), målt i N og A er

areal, som bliver påvirket af F og arealet er målt i kvadratmeter. Så isen må være påvirket af

tyngdekraften(F) og som sagt må tyngdekraften og jordens kraft være lige store da der ikke forekommer

nogle forandringer med hensyn til hævelse af jorden eller isen skubber den nedad. I det øjeblik isen bliver

til vand, så havner vandet selvfølgelig i havet. Og når det så sker, så vil den resulterende kraft ikke længere

være 0, da området så vil begynde af hæve sig.

Hvad sker der med en vulkan dækket af is, hvis isen smelter?

Fra tidligere afsnit, ved vi at når isen smelter(og det sker selvfølgelig pga. temperaturstigning) så vil der forekommer ændringer i trykket. Trykket gør, at der bliver dannet nyt lava og det sker ved, at trykket har påvirket jordskorpen, som skete ved at isen smeltede og det gør, at vulkanen går i udbrud.