La Atmosfera

1. Describa las regiones de la atmosfera de la tierra.

TROPOSFERA es la región más activa; contiene alrededor de 80% de la masa total de aire y casi todo el vapor de agua de la atmosfera. Es la capa más delgada, allí se llevan a cabo todos los fenómenos que influyen el clima.

ESTRATOSFERA se encuentra sobre la troposfera y está compuesta por Oxigeno Nitrógeno y ozono, la temperatura del aire es más caliente por las reacciones exotérmicas provocadas por la radiación UV del sol.

MESOSFERA se encuentra sobre la estratosfera el ozono y otros gases se encuentran en concentraciones más bajas, la temperatura disminuye a medida que va aumentando la altitud.

TERMOSFERA es la capa más externa de la atmosfera, la temperatura aumenta por las reacciones del nitrógeno y el oxigeno molecular y de otras especies atómicas, y como del sol provienen electrones y protones que liberan energía en forma de calor.

2. Haga un esquema de los principales procesos de los ciclos del Nitrógeno y el Oxigeno.

Ciclo del Nitrógeno

Ciclo del Oxigeno

3. ¿Por qué los aviones supersónicos deben volar a gran altura para funcionar?

La estratosfera es la capa que existe justo encima, hasta unos 50 Km. En ella, la temperatura aumenta con la altura hasta llegar a unos cero grados centígrados. En esta capa los movimientos verticales son mucho menos importantes que los horizontales, que pueden llegar hasta los 200 Km por hora. Es por eso que los aviones suelen volar en esta zona.

4. La atmosfera de Júpiter está formada en gran parte por hidrogeno 90% y helio 9% ¿Qué diferencia existe entre esta mezcla de gases y la que compone la atmosfera terrestre? ¿Que hace distinta su composición?

La atmósfera de la Tierra está compuesta en un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno molecular y 1% de argón, algo esencial para la vida, mientras que la atmósfera se compone en su mayoría de Hidrógeno con un 87%, Helio 13%, además contiene Metano, Vapor de agua, Amoníaco y Sulfuro de hidrógeno, todos estos de un 0,1%. El cambio de estado entre capa y capa de la atmósfera de Júpiter es tan gradual que no presenta una frontera clara entre ésta y su interior líquido.

Su composición es diferente debido a que la atmosfera de la Tierra hace millones de años se componía por amoniaco, metano y agua con poco o nada de oxigeno, pero con el tiempo y los diferentes fenómenos que se presentaron transformaron la superficie permitiendo que se pudiera crear la vida en ella; mientas que en Júpiter la atmosfera hasta ahora está sufriendo los cambios y reacciones haciendo de este un planeta my inestable.

5. ¿Qué procesos originan la aurora boreal y la aurora austral?

Se originan cuando la superficie del sol produce estallidos solares, expulsando hacia el espacio infinidad de electrones y protones, que chocan con las moléculas y los átomos de la atmosfera externa de la Tierra, lo que causa que se ionicen y exciten electrónicamente. Los iones y moléculas excitadas regresan al estado basal emitiendo luz, se en el Hemisferio Norte se conoce como aurora boreal y en el Hemisferio Sur como aurora austral.

6. ¿Por qué los astronautas no pueden liberar átomos de oxigeno para probar el mecanismo responsable del resplandor del transbordador?

7. Describa la absorción de la radiación solar en la estratosfera por las moléculas de O2 y O3.

La formación de ozono en la estratosfera comienza con la fotodisociación del oxigeno molecular por la radiación solar de una longitud de onda menor que 240nm: UV

O2 ----------→ O +O

<240nm

Los átomos de O son muy reactivos y se combinan con las moléculas de oxigeno para formar ozono:

O + O2 + M ------→ O3 + M

Donde M es cualquier sustancia inerte, como N2. La fusión que tiene M en esta reacción exotérmica es absorber parte del exceso de energía liberada y evitar la descomposición espontanea de la molécula de O3.

Además el ozono absorbe la luz UV de entre 200 y 300 nm.

8. Explique los procesos que originan el calentamiento en la atmosfera.

En las últimas décadas los contaminantes emitidos a la atmósfera conocida como clorofluorocarbonos, (CFC), están destruyendo a la molécula de O3. Los CFC son poco reactivos, por lo que se difunden con lentitud hacia la estratosfera sin sufrir cambios, donde se descomponen por la radiación ultravioleta de longitudes de onda entre 175 a 220 nm, de acuerdo a la siguiente reacción química:

CFCl3 → CFCl2 + Cl

CF2Cl2 → CF2Cl + Cl

Los átomos de cloro, Cl, son muy reactivos y experimentan las siguientes reacciones:

Cl + O3→ Cl O + O2

Cl O + O → Cl + O2

El resultado global es la eliminación neta de una molécula de ozono en la estratosfera:

O3 + O → 2O2

Los átomos de oxigeno de esta reacción los aporta la descomposición fotoquímica del oxigeno molecular y del ozono, descrita antes. El átomo de cloro actúa como un catalizador en estas reacciones, es decir no se usa en la reacción química, y por lo tanto puede participar en muchas reacciones; se estima que un átomo de Cl puede destruir más de 105 moléculas de O3 antes de ser eliminado por otra reacción. También los compuestos del óxido de nitrógeno, NOx, pueden destruir el O3.

9. Enumere las propiedades de los CFC (cloroflurocarbonatos) y nombre cuatro usos importantes de ellos.

Formados por átomos de carbono, cloro y flúor, que poseen propiedades físicas y químicas adecuadas para ser empleados en múltiples aplicaciones; tienen alta estabilidad química, bajos puntos de ebullición, baja viscosidad y baja tensión superficial; se licuan con facilidad, siendo inertes, no tóxicos, no combustibles y volátiles.

Se emplean en la industria para refrigerantes de aires acondicionados, en la fabricación de productos desechables como vasos y platos, en la producción de solventes en la industria electrónica (limpieza de componentes

...