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Los componentes gaseosos derivados de las emanaciones volcánicas que formaron la atmósfera primitiva
La formación de la atmósfera es un proceso de evolución que tiene 4.500 millones de años
En su forma primitiva debió estar compuesta por una parte de las emanaciones volcánicas, producto de la erupción del magma
Vapor de agua
H2O
Dióxido de carbono
CO2
Sulfuro de hidrógeno
H S2Cloruro de
hidrógeno
HCl
NitrógenoN2
¿Cómo se formaron los antiguos océanos?
Vapor de agua
H2O
Condensación
Nota: Recuerde que la condensación es el paso del estado gaseoso al líquido
Al enfriarse la atmósfera
¿Cómo se empezó a producir el oxígeno?
Vida: organismos fotosintéticos
Casi todo el oxígeno en la actualidad se cree que procede de la combinación fotosintética de dióxido de carbono y agua
Dióxido de carbonoCO2
El dióxido de carbono CO2
Junto a los gases nobles constituyen aproximadamente el 1% del aire
Argón, neón, helio, kriptón, xenón, radón
El dióxido de carbono se produce por combustión en presencia de oxígeno, de cualquier tipo de compuesto que contenga carbono
He aquí una parrilla que se realiza con carbón
El dióxido de carbono CO2
C
O2
CO2
CO2
Cuando una atmósfera contiene una alta concentración de puede tener efectos nocivos y provocar asfixia, pero solamente ocurre por falta de oxígeno
... sin embargo, puede ocurrir lo siguiente
El monóxido de carbono CO
C
O CO
R.I.P.Si el brasero no está bien encendido y si hay poco oxígeno, la combustión del C no es completa y se produce CO en vez de CO2. El monóxido de carbono, CO, es un gas incoloro, insípido y muy tóxico
Las capas de la atmósferas
En la atmósfera terrestre se pueden distinguir capas que difieren en cuanto a composición, temperatura y presión. Si consideramos la altura de la atmósfera con respecto a la superficie de la tierra podemos identificar las siguientes zonas ...
Las capas de la atmósferas
Zona
Troposfera
EstratosferaMesosferaIonosfera
Exosfera
Altura (Km)
18 - 5050 - 80
80 - 630
Sobre 630
0 - 18
La troposfera
Es la capa inferior de la atmósfera, la más próxima a la superficie de la Tierra y contiene el 90% de los gases atmosféricos. En ella la temperatura disminuye con la altitud en razón de 5.5º C por cada 1000 metros de altura sobre el nivel del mar. Aquí se forman las nubes, las corrientes verticales de aire y los fenómenos meteorológicos (lluvias, truenos, relámpagos, vientos, etcétera). También ocurren los fenómenos biológicos como dispersión de semillas, vuelos de pájaros, etcétera. Su espesor varía con la latitud, siendo máximo en el ecuador y mínimo en los polos
La Estratosfera
Se distinguen dos capas
De 18 a 30 kms., donde la temperatura permanece constante entre los valores de -50ºC y -40ºC
De 30 a 50 kms., en que la temperatura aumenta hasta alrededor de 0º C.
La capa de ozono O (entre 18 y 25 kms.) sufre una variación cíclica de su densidad (cada día y con las estaciones), ya que el ozono estratosférico sufre una serie de reacciones químicas que continuamente lo producen y lo destruyen. Es la capa que tiene más poder de absorción de los rayos ultravioletas solares, protegiendo a la superficie terrestre de sus efectos
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La mesosfera y la ionosfera
Región donde la temperatura disminuye drásticamente con la altura. Es una capa de aire poco denso y frío, en la que predominan gases ligeros
A partir de los 80 kms. de altura aumenta gradualmente la temperatura hasta alcanzar valores de cientos de grados (1200º C). Las radiaciones solares y la “lluvia de electrones” desde el Sol, ionizan los gases atmosféricos, haciendo que los átomos y moléculas queden cargados eléctricamente
Exosfera
Límite superior 900 kms. De altitud. Es la antesala al espacio interplanetario
Características y propiedades físicas del aire
Hola, yo soy el aire, y tengo las siguientes propiedadesSoy incoloro (el borde rojo que me ha
puesto el profe es para conversar con ustedes)
Soy transparente (ustedes no me pueden ver)
Soy inodoro (no me pueden oler, y si me huelen es porque me confunden con otro tipo de “gas”)
Soy buen aislante térmico y eléctrico
Soy una mezcla de gases
Ocupo un espacio y tengo peso
Y tengo presión atmosférica (como les fue!!!, eh?)
¿Qué es la presión atmosférica?
Antes deberíamos responder ¿qué entendemos por presión?
Muchas personas confundimos presión con fuerza. Diríamos que presión es “casi” una fuerza. Veamos la confusión: Observe las siguientes figuras: una caja sobre la mesa, y un zapato de mujer con taco de “aguja”.
Relación entre presión y fuerza
La caja y la mujer tienen un peso (que es una fuerza) que ejerce verticalmente hacia abajo, como lo indica la figura esquemáticamente mediante unas flechas (que alguna gente llama “vectores”)
Peso de la caja
Peso de la mujer
Relación entre presión y fuerza
Supongamos ahora que queremos medir el “efecto” que produce cada una de estas fuerzas sobre un “pedacito” de superficie tanto de la mesa como del suelo, indicado por sendos círculos rojos
Peso de la caja
Peso de la mujer
Superficie de contacto
Se define entonces como presión, al cociente entre la fuerza ejercida y la superficie o área de contacto.
En términos matemáticos: Presión = Fuerza / Área
Relación entre presión y fuerza
Suponga que tanto la caja como la mujer pesan 55 kilogramo peso. Intente poner su mano, como lo indica la figura bajo la caja y bajo el taco del pie derecho de la mujer. ¿Dónde cree usted que sentirá más presión?
En la mano que está bajo el taco de la mujer, puesto que el área de contacto es más pequeña, ¿verdad?
Presión atmosférica
Podemos definir la presión atmosférica como el peso que ejerce el aire sobre una superficie de contacto.
De otro modo, nuestro cuerpo tiene una superficie, y estamos rodeados de aire que está en contacto con nosotros, entonces el aire, la atmósfera ejerce una presión sobre nosotros. Pues bien, este efecto es lo que se conoce como presión atmosférica
En términos más coloquiales, la presión atmosférica es la fuerza que ejerce el peso de la atmósfera sobre las superficies de los objetos sobre la tierra (incluido obviamente la superficie de nuestro cuerpo). Ni más ni menos.
Si sabemos la fuerza que ejerce la atmósfera y sabemos la superficie de nuestra mano, sabemos entonces la presión que ejerce la atmósfera sobre nuestra mano.
Presión atmosférica
Puesto que la presión atmosférica depende del peso de la atmósfera (del aire que tenemos sobre nuestras cabezas), podemos concluir que la presión variará con la altura. Ya que a mayor altitud disminuye la cantidad de aire por encima y por lo tanto disminuye su peso.
5 kms
Nivel del mar
¿Cuál de las dos personas soporta menor presión?
El barómetro
El barómetro, fue inventado por el italiano Evangelista Torricelli, al cual mostramos aquí. El principio es bastante básico, por simple transmisión de fuerza a través de un fluido como el mercurio. Observe atentamente la figura.
El peso del aire sobre el mercurio, hace subir la columna de mercurio en el tubo graduado. Hasta donde llegue el equilibrio, es decir hasta que el nivel superior de la columna no se mueva, se mira la unidad de graduación, y esa “marca” es la presión atmosférica (que dependerá del sitio donde esté ubicado el barómetro de mercurio). Ingenioso, ¿verdad?
1608 - 1647
Una medida de la presión
Área basal de = 0.07 m2
Masa de = 0. 8 kilogramo
Peso = masa x g
g = 9.8 m / seg (aceleración de gravedad)2
Luego el peso de es de 0.8 x 9.8 = 7.84 {Kg m / seg }
2
A la unidad kg m / seg se le define como 1 Newton, y se abrevia por N2
Luego la presión ejercida por el ladrillo sobre el área de contacto de la mesa es de
7.84 / 0.07 = 112 { N / m }2
A la unidad N / m se le define como 1 Pascal, y se abrevia por Pa2
Por lo tanto la presión del ladrillo rojo sobre la mesa es de 112 Pa
Una medida de la presión atmosférica
Si ponemos el barómetro de Torricelli al nivel del mar, se observa experimentalmente que la columna de mercurio (Hg) alcanza su nivel de equilibrio en la altura de 760 milímetros (de Hg)
760 mm de Hg
Entonces se dice que la presión atmosférica al nivel del mar es de (equivale a) 760 mm de Hg.
Se define 760 mm de Hg por 1 atmósfera, y se abrevia por 1 atm.
