Na Atmosfera da Terra: Radiação, Matéria e Estrutura Unidade temática 2

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1 Sumário Na : Radiação, Matéria e Estrutura Unidade temática 2 Atmosfera: temperatura, pressão e densidade em função da.. - Transferência de energia. - Principais características das camadas da atmosfera. Relação entre o volume de um gás e o número de partículas. - Conceito de mole. Número de Avogadro. APSA 2 : análise de diagramas e de dados. As camadas da atmosfera terrestre Atmosfera terrestre e as suas camadas A atmosfera terrestre (estende-se até aos cerca de 1000 km de ) divide-se em 5 camadas. 1

2 As camadas da atmosfera terrestre As várias camadas da atmosfera O que é que acontece à energia solar quando entra na atmosfera terrestre? Ao entrar na atmosfera terrestre, a energia proveniente do Sol pode ser: - Refletida/difundida (a) e (c); - Absorvida (b) e (d). Parte da energia solar é diretamente absorvida por alguns gases, como o ozono e o vapor de água, enquanto outra parte é refletida/difundida para o Espaço pelas nuvens e pela superfície da Terra. 2

3 Processos de transferência de energia: condução, convecção e irradiação. Como é que se faz a transferência de energia entre a Terra e a atmosfera? A transferência de energia entre a Terra e a atmosfera pode verificar-se por três processos: condução, convecção e irradiação. Condução: - A maior parte da energia transferida por condução ocorre à superfície. Convecção: - A convecção resulta dos movimentos ascendentes e dos movimentos descendentes de massas de ar (formação de nuvens). Transferência de energia na troposfera 3

4 Como é que se faz a transferência de energia entre a Terra e a atmosfera? Irradiação: - A superfície da Terra irradia energia para a atmosfera, sob a forma de radiações IV. - Na Troposfera, o vapor de água, o dióxido de carbono e o metano, absorvem radiações IV e voltam a irradiá-las para a Terra (efeito de estufa). 4

5 O efeito de estufa O processo que cria o efeito estufa é natural e é responsável pelo aquecimento do planeta. Certos gases, como o dióxido de carbono, criam uma espécie de telhado, como o de uma estufa, sobre a Terra - daí o nome do fenómeno - deixando a radiação solar entrar e não deixando o calor sair. Se não existisse efeito de estufa, a temperatura da superfície terrestre seria, em média, cerca de 34 C mais fria do que é hoje. Quais são os gases que provocam o efeito estufa? O dióxido de carbono (CO 2 ) tem um tempo de duração de 50 a 200 anos e, entre os restantes gases, é o que mais contribui para efeito estufa, com uma participação de 64 %. O metano (CH 4 ) tem um tempo de duração de 9 a 15 anos e participa em 19 %. O óxido de diazoto (N 2 O) tem um tempo de duração de 120 anos e participa em 5,7 %. O hexafluoreto de enxofre (SF 6 ) dura cerca de 3200 anos e contribui em 0,08 %. O hidrofluorcarboneto (HFC) dura 1,5 a 264 anos e tem um contributo "negligenciável" para o efeito estufa. O polifluorcarbonetos (CFC s) tem um tempo de duração de 50 a 1700 anos e participam em 10%. 5

6 Principais características das camadas da atmosfera A diferente composição das camadas da atmosfera terrestre faz com que estas apresentem pressão, densidade e temperaturas distintas. A densidade e a pressão diminuem com o aumento da. Já a temperatura tem uma variação um pouco diferente: a relação entre a e a temperatura não é a mesma para todas as camadas atmosféricas. Principais características das camadas da atmosfera A Troposfera é a zona onde se encontra cerca de 90% da massa total e 99% da massa de água da atmosfera. O ar nas zonas próximas do solo é mais quente e o calor espalha-se pela troposfera porque nesta zona o ar é instável (ventos). A temperatura, a pressão e a densidade diminuem com a. 6

7 Principais características das camadas da atmosfera Na Estratosfera, a temperatura aumenta com a devido à energia libertada nas reações em que o ozono (O 3 ) intervém. Principais características das camadas da atmosfera Na Mesosfera, não existe ozono, a temperatura volta a diminuir até uma temperatura próxima de - 90 C. 7

8 Principais características das camadas da atmosfera Na Termosfera, o ar está muito rarefeito e, por isso, qualquer variação de energia causa grandes variações de temperatura. É uma zona muito sensível à atividade solar. As altas temperaturas provocam a ionização das partículas aí existentes. Principais características das camadas da atmosfera A Exosfera, é uma região ainda mais rarefeita do que a termosfera aí a temperatura é muito elevada mas, varia pouco à medida que a aumenta. Quando as moléculas ou os átomos a conseguem alcançar escapam-se para o Espaço. 8

9 Nota: Na parte final a locutora diz que na exosfera a temperatura diminui, devia ter dito aumenta pouco. Conceito de mole. Número de Avogadro Unidade de contagem de partículas: mole (palavra de origem latina e significa muito grande) Mole é a unidade de contagem das unidades estruturais (átomos, moléculas, iões e outras partículas). A grandeza química quantidade de substância ou quantidade química, representa-se por n. A unidade da quantidade de substância, n, no SI é representada por mol. Definição de Mole: É a quantidade de substância, n, que contém tantas partículas (átomos, moléculas ou iões) quantos os existentes em 0,012 kg de carbono -12, isto é 6,022 x partículas. Ao número 6,022 x chama-se número de Avogadro, N A. 9

10 Conceito de mole O que representa? 2Cu Poderá ter duas interpretações: - uma em termos de partículas 2 átomos de cobre - outra em termos de moles de partículas 2 x 6,022 x átomos de cobre ou 2 mol de Cu H 2 O Poderá ter duas interpretações: - uma em termos de partículas 1 molécula de água - outra em termos de moles de partículas 1 x 6,022 x moléculas de água ou 1 mol de H 2 O Conceito de mole O que representa? 3NaCl Poderá ter duas interpretações: - uma em termos de partículas Substância cloreto de sódio: 3 partículas do composto cloreto de sódio Constituída por 3 iões sódio e 3 iões cloro - outra em termos de moles de partículas Substância cloreto de sódio: 3 x 6,022 x de cloreto de sódio ou 3 mol de NaCl Constituída por 3 mol de iões sódio e 3 mol de iões cloro 10

11 Conceito de mole. Unidades estruturais Como calcular o número de unidades estruturais? Nº de unidade estruturais = n x N A Exemplos: 3 mol de Fe, quantos átomos são? 2 mol de H 2 O, quantas moléculas são? E quantos átomos? 0,6 mol de H 2 SO 4, quantas moléculas são? E quantos átomos? Massa molar Massa molar Massa molar (M) é a massa por cada mole duma certa substância. Exprime-se usualmente em g/mol. No Sistema Internacional (SI) exprime-se em kg/mol. 11

12 Massa molar Massa molar A massa molar é numericamente igual à massa atómica relativa (Ar) no caso de se tratar de átomos, ou numericamente igual à massa molecular relativa (Mr) no caso de se tratar de substâncias. Exemplos: Massa molar Massa molar Exemplos: Partícula (X) Ar (X) Mr (X) M (X) H 1, ,01 g/mol Cl 35, ,45 g/mol H ,02 2,02 g/mol Cl ,90 70,90 g/mol Exemplo do NaCl Como calcular a massa relativa do composto iónico? Mr(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) Mr(NaCl) = 22, ,45 = 58,44 M(NaCl) = 58,44 g/mol 12

13 TPC Exercícios que ficarem por fazer da APSA Quantidade química, massa molar e volume molar 13