Страница 113 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

В определённые периоды истории Земли концентрация кислорода в воздухе превышала ныне существующую. Такая атмосфера была химически очень активной, поэтому на Земле часто происходили лесные пожары. Определите по графику (см. рис. 84), сколько миллионов лет назад содержание кислорода в атмосфере превышало 30%.

Для того чтобы определить, в какой период времени содержание кислорода в атмосфере превышало 30%, необходимо проанализировать график изменения концентрации кислорода (рис. 84). Хотя сам график не приложен к вопросу, можно обратиться к стандартным графикам, иллюстрирующим этот процесс, которые используются в учебных материалах. Анализ такого графика проводится следующим образом:

1. На вертикальной оси (оси ординат), показывающей содержание кислорода в процентах, находится отметка 30%.

2. От этой отметки проводится воображаемая горизонтальная линия через всю область графика.

3. Эта линия пересекает кривую концентрации кислорода в двух точках. Эти точки обозначают начало и конец периода, когда уровень кислорода был выше 30%.

4. От этих точек пересечения опускаются перпендикуляры на горизонтальную ось (ось абсцисс), на которой отложено время в миллионах лет назад.

Применив этот метод к стандартному графику изменения содержания кислорода в фанерозое, мы видим, что концентрация кислорода превысила 30% примерно 360 миллионов лет назад (на границе девонского и каменноугольного периодов). Концентрация оставалась высокой в течение всего каменноугольного периода и начала пермского, достигая пика около 35%. Затем она начала снижаться и опустилась ниже отметки в 30% примерно 280 миллионов лет назад (в пермском периоде).

Ответ: Содержание кислорода в атмосфере превышало 30% в период примерно от 360 до 280 миллионов лет назад.

Есть ли атмосфера у Солнца? А у других планет Солнечной системы?

Есть ли атмосфера у Солнца?

Да, у Солнца есть атмосфера, представляющая собой внешние газовые слои звезды. Поскольку Солнце — это гигантский шар из горячей плазмы, у него нет твёрдой поверхности, как у Земли. За условную «поверхность» принимают фотосферу — самый нижний и видимый слой атмосферы. Всё, что находится над фотосферой, считается атмосферой Солнца. Она имеет сложное строение и состоит из нескольких слоёв:

• Фотосфера: это самый глубокий слой атмосферы, который мы видим как яркий диск Солнца. Именно она излучает большую часть света и тепла. Её температура составляет около 5500 °C.
• Хромосфера: слой, расположенный над фотосферой. Она имеет розовато-красный цвет и видна во время полных солнечных затмений. Температура в хромосфере возрастает с высотой от примерно 4300 °C до 8000 °C.
• Переходный слой: очень тонкая область между хромосферой и короной, где происходит резкий скачок температуры от десятков тысяч до миллиона градусов.
• Солнечная корона: самый внешний и очень разреженный слой атмосферы. Её температура достигает нескольких миллионов градусов. Корона простирается на миллионы километров в космос и хорошо видна во время полных солнечных затмений в виде жемчужного сияния вокруг тёмного диска Луны.

Вещество солнечной короны постоянно истекает в межпланетное пространство, образуя солнечный ветер — поток заряженных частиц, который распространяется по всей Солнечной системе.

Ответ: Да, у Солнца есть обширная и многослойная атмосфера, состоящая из фотосферы, хромосферы и солнечной короны.

А у других планет Солнечной системы?

Да, атмосфера есть у большинства планет Солнечной системы, однако они кардинально различаются по плотности, давлению и химическому составу.

• Меркурий: практически не имеет атмосферы. У него есть лишь чрезвычайно разреженная газовая оболочка, называемая экзосферой, состоящая в основном из атомов, выбитых с поверхности солнечным ветром.
• Венера: обладает очень плотной и мощной атмосферой, состоящей на 96.5% из углекислого газа. Давление у её поверхности в 92 раза выше земного. Из-за сильнейшего парникового эффекта Венера является самой горячей планетой Солнечной системы (средняя температура около +462 °C).
• Земля: имеет уникальную атмосферу, состоящую из 78% азота, 21% кислорода и небольших примесей других газов. Она защищает жизнь от вредного излучения и поддерживает комфортную температуру.
• Марс: обладает разреженной атмосферой (давление у поверхности составляет менее 1% от земного), которая на 95% состоит из углекислого газа. Из-за низкой плотности она плохо удерживает тепло, поэтому на Марсе очень холодно.
• Юпитер и Сатурн (газовые гиганты): их атмосферы огромны и плавно переходят в жидкие недра планет. Они состоят преимущественно из самых лёгких газов — водорода (около 90%) и гелия (около 10%), как и Солнце.
• Уран и Нептун (ледяные гиганты): их атмосферы также состоят из водорода и гелия, но содержат значительно больше метана. Именно метан поглощает красный свет и придаёт этим планетам их характерный голубой и синий цвет.

Таким образом, каждая планета обладает своей уникальной газовой оболочкой, свойства которой определяются её массой, расстоянием от Солнца и геологической историей.

Ответ: Да, все планеты Солнечной системы, кроме Меркурия (у которого есть лишь экзосфера), обладают атмосферами, но они сильно отличаются по составу, плотности и температуре.

1. Плотность воды равна $1 \text{ кг/л}$. Во сколько раз воздух легче воды?

Дано:

Перевод в СИ:

Чтобы ответить на вопрос, во сколько раз воздух легче воды, необходимо найти отношение их плотностей. Плотность — это физическая величина, показывающая массу вещества в единице объема. Чем меньше плотность, тем "легче" вещество при одинаковом объеме.

Плотность воды указана в условии задачи, а плотность воздуха является справочной (табличной) величиной. При нормальных условиях (температура 0 °C и атмосферное давление) плотность сухого воздуха составляет примерно $1.29 \text{ кг/м}^3$.

Для проведения расчетов необходимо, чтобы все величины были выражены в одной системе единиц. Переведем плотность воды из кг/л в стандартную единицу СИ — кг/м³. Зная, что 1 кубический метр ($1 \text{ м}^3$) равен 1000 литрам ($1000 \text{ л}$), получаем:

$ \rho_{воды} = 1 \frac{\text{кг}}{\text{л}} = 1 \frac{\text{кг}}{0.001 \text{ м}^3} = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} $

Теперь, когда обе плотности выражены в одинаковых единицах, мы можем найти их отношение. Обозначим искомое отношение буквой N.

$ N = \frac{\rho_{воды}}{\rho_{воздуха}} $

Подставим числовые значения в формулу:

$ N = \frac{1000 \text{ кг/м}^3}{1.29 \text{ кг/м}^3} \approx 775.19 $

Округлив полученный результат до целого числа, мы можем заключить, что плотность воды примерно в 775 раз больше плотности воздуха.

Ответ: воздух легче воды примерно в 775 раз.

2. Чему равна объёмная доля кислорода в воздухе?

Решение

Воздух, которым мы дышим, представляет собой не отдельное химическое вещество, а механическую смесь различных газов. Состав сухого атмосферного воздуха у поверхности Земли относительно постоянен. Основные его компоненты и их примерные объёмные доли следующие:

• Азот ($N_2$) — около 78,08%
• Кислород ($O_2$) — около 20,95%
• Аргон ($Ar$) — около 0,93%
• Углекислый газ ($CO_2$) — около 0,04%
• Незначительные количества неона ($Ne$), гелия ($He$), метана ($CH_4$), криптона ($Kr$), водорода ($H_2$) и других газов.

Объёмная доля компонента в смеси, обозначаемая греческой буквой фи ($φ$), — это безразмерная величина, равная отношению объёма, занимаемого этим компонентом ($V_{компонента}$), к общему объёму смеси ($V_{смеси}$).

$φ(компонента) = \frac{V_{компонента}}{V_{смеси}}$

Обычно объёмную долю выражают в процентах, для этого результат умножают на 100%.

Исходя из состава воздуха, объёмная доля кислорода ($O_2$) составляет примерно 20,95%. В большинстве практических и учебных расчётов это значение принято округлять до 21%. Иногда, для грубых оценок, используют значение 1/5, что соответствует 20%.

Ответ: объёмная доля кислорода в воздухе составляет приблизительно 21% (более точное значение — 20,95%).