Composicion atmosferica

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Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Ingeniería Ambiental

Tema: La Atmósfera y La Energía Solar

Profesora: Gloria Cedeño

Grupo: 1-IT-151

Integrantes

Sebastian Campo Betancur       20-14-2777

Ivan Barbero                             E-8-134653

18 de septiembre de 2018

Contenido

Introducción        3

Contenido

1. Composición atmosférica        3

1. Capas de la atmosfera        3

1. Principales gases        5

1. Ecuación de estado y su uso en el aire atmosférico        5

1. Algunas ecuaciones de estado        6

1. Ley de Boyle. La Relación Presión-Volumen.        6
2. Ley de Charles y Gay Lussac. La Relación Temperatura -Volumen        6
3. Ley de Avogadro. La Relación Volumen – Cantidad        6

1. Relación de las ecuaciones de estado con el aire atmosférico        6

1. Radiación solar y su efecto en la atmosfera        6

1. Características de la radiación solar        6
2. Efectos sobre la atmosfera        7

1. Contaminación atmosférica        8

1. Principales contaminantes del aire        8

1. Contaminantes gaseosos:        8
2. Los aerosoles:        8

1. Causas de la contaminación atmosférica        8

1. Contaminantes primarios        9
2. Contaminantes secundarios        9

1. Partículas diversas        9

1. PM10        9
2. PM2.5        9

1. Consecuencias de la contaminación atmosférica        9

1. Deforestación e incendios de bosques        10
2. Contaminación de las aguas del planeta        10
3. Basureros no cubiertos o a cielo abierto        10
4. Destrucción de flora y fauna        10

1. Conclusiones        10

Introducción

En líneas posteriores se presentará una idea clara acerca de un tema bastante importante para la existencia humana y que suele ser demasiado subestimado por todos. Se buscará generar una descripción del concepto de atmosfera desde un punto de vista ambiental; fijando más que nada en la composición que tiene esta capa protectora terrestre, su relación con diversas fórmulas o ecuaciones usadas en la química y termodinámica. Aunado a esto, se presentarán dos temas bastante controversiales y actuales que aún no se tratan con el debido respeto. La contaminación como agente destructor de la atmosfera y derivado de lo anterior, como los rayos violetas afectan aún más el aire atmosférico.

1. Composición atmosférica

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                                                        Figura 1. Distintas capas de la atmosfera

1. Capas de la atmosfera

• Troposfera: Es la capa más cercana a la corteza terrestre. Se extiende hasta una altura de 8 kilómetros sobre los polos y de unos 18 kilómetros sobre el ecuador. En esta, Tienen lugar la mayor parte de los fenómenos relacionados con el tiempo atmosférico (vientos, nubes y lluvias).

• Hay una gran movilidad de gases. La troposfera contiene el 80% de toda la masa de gases de la atmósfera y el 99% de todo el vapor de agua. Con la altura disminuye la densidad del aire, la temperatura y la presión.

• Estratosfera: Se llama así porque los gases se disponen por su densidad en capas o estratos horizontales a causa de no haber corrientes verticales. Esta es zona de equilibro dinámico por no tener corrientes, y térmico porque la temperatura es baja pero constante.  A medida que asciende la altitud, la temperatura aumenta debido a que el ozono absorbe la luz solar. Esta carece de vapor de agua, de dióxido de carbono y el oxígeno está muy enrarecido, pero en cambio hay hidrógeno y helio.

• Mesosfera: Se sitúa entre los 50 y 80 km de altitud. La temperatura sufre un fuerte descenso térmico y alcanza temperaturas de -90ºC, la más baja de la atmósfera. Esta es una capa importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. Los gases apenas se mueven.

• Termosfera: Se sitúa a partir de los 80 km. Es la última capa térmica, donde la temperatura aumenta de forma progresiva. A estas alturas, el aire está enrarecido extremadamente. Las partículas experimentan una ionización por radiación ultravioleta y tienden a permanecer ionizadas debido a las mínimas colisiones que se producen entre los iones. También la termosfera ejerce una gran importancia en la refracción de las ondas, como por ejemplo las de radio.

Además de experimentar variaciones térmicas importantes, la atmósfera cambia también su composición química a medida que se aleja de la superficie terrestre. Desde el punto de vista de su composición química, en la atmósfera distinguimos:

• Homosfera: Se extiende desde el suelo hasta unos 100 kilómetros de altura coincidiendo aproximadamente con las tres primeras capas térmicas de la atmósfera.  Esta presenta una composición química casi constante. Las moléculas de los diferentes gases están difundidas unas entre otras de forma homogénea, con un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y pequeñas cantidades de dióxido de carbono, argón, hidrógeno y otros gases.

En la parte superior de la estratosfera se da una gran acumulación de ozono, es la denominada capa de ozono, que absorbe la radiación ultravioleta del sol e impide que estos rayos tan perjudiciales para la vida lleguen hasta la superficie de nuestro planeta. El ozono se produce libremente en la atmósfera por asociación de moléculas de oxígeno y su existencia resulta fundamental, pero diversas mediciones han demostrado que está disminuyendo la capa de forma considerable.

• Heterosfera: A partir de unos 100 kilómetros de altura predominan los gases ligeros. Las moléculas de los gases son cada vez más escasas. Suelen estar ionizadas (disociadas en átomos). A unos 100 km de altura hay una capa de nitrógeno molecular, sobre ésta, hay otra capa cuyo principal componente es el oxígeno atómico, a unos 500 km predomina el helio y a mayor altitud corresponde el hidrógeno atómico.

1. Principales gases

Los principales gases que componen la atmósfera con unidad son:

• Nitrógeno (N2): 78 % total del aire. Es un gas que no reacciona con casi ninguna otra sustancia (inerte) y apenas se disuelve en agua.
• Oxígeno (O2): 21 % del total. Es un gas muy reactivo, se combina con otras sustancias oxidándolas. Permite que los combustibles ardan y se disuelve en agua.
• Dióxido de carbono (CO2): 0,033 % del total. Producido por la combustión de los combustibles fósiles y la respiración de las plantas. Es soluble en agua.

Otros gases presentes son:

• Gases nobles: Argón (Ar) 0,93 %; Kriptón (Kr) 0,000114 %; Neón (Ne) 0,00182 %; Helio (He) 0,000524 %.
• Hidrógeno y metano
• El vapor de agua (H2O) se encuentra hasta un 4 %. Su proporción depende de la zona de la superficie terrestre y de la t temperatura de la atmósfera.

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                                              Tabla 1 y 2. Gases encontrados en la atmosfera

1. Ecuación de estado y su uso en el aire atmosférico

Una ecuación de estado es una ecuación que relaciona, para un sistema en equilibrio termodinámico, las variables de estado que lo describen. Tiene la forma general:

f(P,V,T)=0

No existe una única ecuación de estado que describa el comportamiento de todas las sustancias para todas las condiciones de presión y temperatura. Por lo cual se subdividió este criterio en diversas ecuaciones que tratan a los gases conforme a ciertos parámetros determinados.

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