Номер 1, страница 275 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Что такое парниковый эффект? Почему он возникает?
Перечислите парниковые газы.

Что такое парниковый эффект?
Парниковый эффект — это процесс, при котором определённые газы в атмосфере планеты (в данном случае, Земли) задерживают тепло, не давая ему уйти в космос. Этот процесс подобен тому, как стекло в парнике или теплице пропускает солнечное излучение внутрь, но препятствует выходу тёплого воздуха и инфракрасного излучения наружу, что приводит к повышению температуры внутри. Солнечная энергия, достигающая Земли, состоит в основном из коротковолнового излучения (видимый свет и ультрафиолет). Оно свободно проходит через атмосферу и нагревает поверхность планеты. Нагретая поверхность, в свою очередь, излучает тепло обратно в виде длинноволнового инфракрасного излучения. Парниковые газы в атмосфере поглощают это исходящее инфракрасное излучение и переизлучают его во всех направлениях, в том числе и обратно к поверхности Земли. Это дополнительное тепло и приводит к повышению средней температуры на планете, делая её пригодной для жизни. Без естественного парникового эффекта средняя температура на Земле была бы около $-18°C$, а не нынешние $+15°C$. Однако деятельность человека усиливает этот эффект, что ведёт к глобальному потеплению.

Ответ: Парниковый эффект — это нагрев нижних слоёв атмосферы и поверхности планеты из-за того, что атмосфера задерживает тепловое (инфракрасное) излучение, идущее от поверхности.

Почему он возникает?
Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере так называемых парниковых газов. Механизм его возникновения следующий:

1. Солнце излучает энергию в широком спектре, но основная её часть достигает Земли в виде коротковолнового излучения (видимый свет). Атмосфера Земли для этого излучения в значительной степени прозрачна.
2. Поверхность Земли (суша и океаны) поглощает эту солнечную энергию и нагревается.
3. Нагревшись, поверхность Земли сама начинает излучать энергию, но уже в виде длинноволнового теплового (инфракрасного) излучения.
4. Молекулы парниковых газов (например, углекислого газа $CO_2$ или метана $CH_4$) обладают способностью эффективно поглощать это инфракрасное излучение, в отличие от основных компонентов воздуха — азота ($N_2$) и кислорода ($O_2$), которые для него практически прозрачны.
5. Поглотив энергию, молекулы парниковых газов переходят в возбуждённое состояние, а затем возвращаются в основное, переизлучая эту энергию во всех направлениях. Часть излучения уходит в космос, а другая часть возвращается обратно к поверхности Земли, дополнительно её нагревая.

Этот процесс "улавливания" и переизлучения тепла и является причиной возникновения парникового эффекта.

Ответ: Он возникает потому, что парниковые газы в атмосфере поглощают тепловое излучение, исходящее от нагретой солнцем поверхности Земли, и переизлучают часть этого тепла обратно, не давая ему полностью уйти в космос.

Перечислите парниковые газы.
К основным парниковым газам, присутствующим в атмосфере Земли, относятся:

• Водяной пар ($H_2O$) — самый распространённый и мощный природный парниковый газ. Его концентрация в атмосфере напрямую зависит от температуры: чем теплее, тем больше испарение и, соответственно, больше водяного пара.
• Диоксид углерода (углекислый газ, $CO_2$) — второй по значимости парниковый газ, концентрация которого значительно возросла из-за человеческой деятельности: сжигания ископаемого топлива (уголь, нефть, газ), промышленных процессов и вырубки лесов.
• Метан ($CH_4$) — газ, обладающий более сильным парниковым потенциалом на единицу массы, чем $CO_2$, но его концентрация в атмосфере ниже. Основные источники — сельское хозяйство (животноводство, рисовые поля), добыча полезных ископаемых, свалки.
• Закись азота ($N_2O$) — образуется в результате сельскохозяйственной деятельности (использование азотных удобрений), сжигания топлива и в ходе некоторых промышленных процессов.
• Озон ($O_3$) — в стратосфере озон образует защитный слой от ультрафиолетового излучения, но в тропосфере (нижнем слое атмосферы) он является парниковым газом и компонентом смога.
• Фторсодержащие газы (F-газы) — это группа искусственно созданных, очень мощных парниковых газов с длительным временем жизни в атмосфере. К ним относятся гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы ($SF_6$) и трифторид азота ($NF_3$).

Ответ: Основные парниковые газы: водяной пар ($H_2O$), диоксид углерода ($CO_2$), метан ($CH_4$), закись азота ($N_2O$), озон ($O_3$) и фторсодержащие газы.