कूलिंग ड्राइंग के दौरान वायु कण। वायुमंडल की संरचना और संरचना। वायु ऊष्मा की कुचालक है
छोटे बच्चे अक्सर अपने माता-पिता से पूछते हैं कि हवा क्या है और इसमें आमतौर पर क्या होता है। लेकिन हर वयस्क सही उत्तर नहीं दे सकता। बेशक, सभी ने स्कूल में प्रकृति के अध्ययन में हवा की संरचना का अध्ययन किया, लेकिन वर्षों से इस ज्ञान को भुला दिया जा सकता है। आइए उन्हें भरने की कोशिश करें।
हवा क्या है?
वायु एक अद्वितीय "पदार्थ" है। आप इसे देख नहीं सकते, इसे छू सकते हैं, यह बेस्वाद है। यही कारण है कि यह क्या है इसकी स्पष्ट परिभाषा देना इतना कठिन है। आमतौर पर वे कहते हैं - हवा वह है जो हम सांस लेते हैं। यह हमारे चारों तरफ है, हालांकि हम इसे बिल्कुल भी नोटिस नहीं करते हैं। आप इसे तभी महसूस कर सकते हैं जब तेज हवा चलती है या एक अप्रिय गंध दिखाई देती है।
अगर हवा गायब हो जाए तो क्या होगा? इसके बिना, एक भी जीवित जीव जीवित और काम नहीं कर सकता, जिसका अर्थ है कि सभी लोग और जानवर मर जाएंगे। श्वसन की प्रक्रिया के लिए इसे बायपास नहीं किया जाता है। मायने यह रखता है कि जिस हवा में हम सांस लेते हैं वह कितनी साफ और स्वास्थ्यप्रद है।
आपको ताजी हवा कहां मिल सकती है?
सबसे उपयोगी हवा स्थित है:
- जंगलों में, विशेष रूप से देवदार।
- पहाड़ों पर।
- समुद्र के पास।
इन जगहों की हवा में एक सुखद सुगंध होती है और शरीर के लिए लाभकारी गुण होते हैं। यह बताता है कि क्यों बच्चों के स्वास्थ्य शिविर और विभिन्न अभयारण्य जंगलों के पास, पहाड़ों में या समुद्र के तट पर स्थित हैं।
आप शहर से दूर ही ताजी हवा का आनंद ले सकते हैं। इस कारण से बहुत से लोग गांव के बाहर समर कॉटेज खरीदते हैं। कुछ लोग गाँव में अस्थायी या स्थायी निवास स्थान पर चले जाते हैं, वहाँ घर बनाते हैं। यह छोटे बच्चों वाले परिवारों के लिए विशेष रूप से सच है। लोग बाहर जा रहे हैं क्योंकि शहर की हवा बहुत प्रदूषित है।
ताजा वायु प्रदूषण की समस्या
आधुनिक दुनिया में, पर्यावरण प्रदूषण की समस्या विशेष रूप से प्रासंगिक है। आधुनिक कारखानों, उद्यमों, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों, कारों के काम का प्रकृति पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। वे वातावरण में हानिकारक पदार्थों का उत्सर्जन करते हैं जो वातावरण को प्रदूषित करते हैं। इसलिए, बहुत बार शहरी क्षेत्रों में लोग ताजी हवा की कमी का अनुभव करते हैं, जो बहुत खतरनाक है।
खराब हवादार कमरे के अंदर एक गंभीर समस्या भारी हवा है, खासकर अगर इसमें कंप्यूटर और अन्य उपकरण हैं। ऐसे स्थान पर उपस्थित होने से व्यक्ति का दम घुटना शुरू हो सकता है, उसके सिर में दर्द होता है, कमजोरी आती है।
विश्व स्वास्थ्य संगठन द्वारा संकलित आँकड़ों के अनुसार, प्रति वर्ष लगभग 7 मिलियन मानव मृत्यु सड़क और घर के अंदर प्रदूषित हवा के अवशोषण से जुड़ी हैं।
हानिकारक हवा को कैंसर जैसी भयानक बीमारी के मुख्य कारणों में से एक माना जाता है। तो कैंसर के अध्ययन में शामिल संगठनों का कहना है।
इसलिए, निवारक उपाय करना आवश्यक है।
ताजी हवा कैसे प्राप्त करें?
एक व्यक्ति स्वस्थ रहेगा यदि वह प्रतिदिन ताजी हवा में सांस ले सके। यदि आवश्यक कार्य, धन की कमी या अन्य कारणों से शहर से बाहर जाना संभव नहीं है, तो मौके पर ही स्थिति से बाहर निकलने का रास्ता तलाशना आवश्यक है। शरीर को ताजी हवा का आवश्यक मानदंड प्राप्त करने के लिए, निम्नलिखित नियमों का पालन किया जाना चाहिए:
- अधिक बार सड़क पर होना, उदाहरण के लिए, शाम को पार्कों, बगीचों में टहलना।
- वीकेंड पर जंगल में घूमने जाएं।
- रहने और काम करने के क्षेत्रों को लगातार वेंटिलेट करें।
- अधिक से अधिक हरे पौधे लगाएं, विशेषकर उन कार्यालयों में जहां कंप्यूटर हैं।
- साल में एक बार समुद्र या पहाड़ों पर स्थित रिसॉर्ट्स की यात्रा करने की सलाह दी जाती है।
वायु किन गैसों से मिलकर बनती है?
हर दिन, हर सेकंड, लोग हवा के बारे में सोचे बिना पूरी तरह से सांस लेते और छोड़ते हैं। लोग उस पर किसी भी तरह से प्रतिक्रिया नहीं करते, इस तथ्य के बावजूद कि वह उन्हें हर जगह घेर लेता है। इसकी भारहीनता और मानव आंखों के लिए अदृश्यता के बावजूद, हवा में एक जटिल संरचना होती है। इसमें कई गैसों का अंतर्संबंध शामिल है:
- नाइट्रोजन।
- ऑक्सीजन।
- आर्गन।
- कार्बन डाईऑक्साइड।
- नियॉन।
- मीथेन।
- हीलियम।
- क्रिप्टन।
- हाइड्रोजन।
- क्सीनन।
वायु का मुख्य भाग है नाइट्रोजन , जिसका द्रव्यमान अंश 78 प्रतिशत है। कुल का 21 प्रतिशत ऑक्सीजन है, जो मानव जीवन के लिए सबसे आवश्यक गैस है। शेष प्रतिशत अन्य गैसों और जल वाष्प द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, जिससे बादल बनते हैं।
सवाल उठ सकता है कि ऑक्सीजन इतनी कम क्यों है, 20% से थोड़ा ही ज्यादा? यह गैस प्रतिक्रियाशील है। इसलिए, वातावरण में इसकी हिस्सेदारी में वृद्धि के साथ, दुनिया में आग लगने की संभावना काफी बढ़ जाएगी।
हम जिस हवा में सांस लेते हैं वह किससे बनी होती है?
हम जिस हवा में प्रतिदिन सांस लेते हैं उसका आधार दो मुख्य गैसें हैं:
- ऑक्सीजन।
- कार्बन डाईऑक्साइड।
हम ऑक्सीजन लेते हैं, हम कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। यह जानकारी हर छात्र जानता है। लेकिन ऑक्सीजन कहाँ से आती है? ऑक्सीजन उत्पादन का मुख्य स्रोत हरे पौधे हैं। वे कार्बन डाइऑक्साइड के उपभोक्ता भी हैं।
दुनिया दिलचस्प है। सभी चल रही जीवन प्रक्रियाओं में संतुलन बनाए रखने के नियम का पालन किया जाता है। कहीं से कुछ गया है तो कहीं कुछ आया है। तो यह हवा के साथ है। हरित स्थान उस ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं जिसकी मानवता को सांस लेने के लिए आवश्यकता होती है। मनुष्य ऑक्सीजन लेता है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है, जिसका पौधों द्वारा उपयोग किया जाता है। बातचीत की इस प्रणाली के लिए धन्यवाद, पृथ्वी ग्रह पर जीवन मौजूद है।
यह जानते हुए कि हम जिस हवा में सांस लेते हैं, उसमें क्या शामिल है और आधुनिक समय में यह कितना प्रदूषित है, यह आवश्यक है कि ग्रह के पौधे की दुनिया की रक्षा की जाए और हरे पौधों के प्रतिनिधियों को बढ़ाने के लिए हर संभव प्रयास किया जाए।
हवा की संरचना के बारे में वीडियो
हवा के खिलाफ घर्षण, निश्चित रूप से होता है, और इस मामले में कुछ मात्रा में गर्मी जारी होती है, हालांकि, एक अन्य भौतिक प्रक्रिया, जिसे वायुगतिकीय ताप कहा जाता है, अवरोही वाहन की त्वचा को गर्म करती है और आग के गोले को पृथ्वी की ओर उड़ाती है और विस्फोट करती है।
जैसा कि ज्ञात है, सुपरसोनिक गति से गैस में गति करने वाले शरीर के सामने एक शॉक वेव बनता है - एक पतला संक्रमणकालीन क्षेत्र जिसमें पदार्थ के घनत्व, दबाव और वेग में तेज, अचानक वृद्धि होती है। स्वाभाविक रूप से, जब गैस का दबाव बढ़ता है, तो यह गर्म हो जाता है - दबाव में तेज वृद्धि से तापमान में तेजी से वृद्धि होती है। दूसरा कारक - यह वास्तव में वायुगतिकीय ताप है - एक चलती हुई वस्तु की सतह से सीधे सटे एक पतली परत में गैस के अणुओं का मंदी है - अणुओं की अराजक गति की ऊर्जा बढ़ जाती है, और तापमान फिर से बढ़ जाता है। और पहले से ही गर्म गैस सुपरसोनिक गति से दौड़ते हुए शरीर को गर्म करती है, और ऊष्मा चालन और विकिरण की सहायता से दोनों को स्थानांतरित किया जाता है। सच है, गैस के अणुओं का विकिरण बहुत उच्च वेगों पर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने लगता है, उदाहरण के लिए, दूसरे लौकिक पर।
वायुगतिकीय ताप की समस्या का सामना न केवल अंतरिक्ष यान डिजाइनरों द्वारा किया जाता है, बल्कि सुपरसोनिक विमानों के डेवलपर्स द्वारा भी किया जाता है - जो कभी भी वातावरण नहीं छोड़ते हैं।
यह ज्ञात है कि दुनिया के पहले सुपरसोनिक यात्री विमान - कॉनकॉर्ड और Tu-144 के डिजाइनरों को अपने विमान को मच 3 की गति से उड़ाने के विचार को छोड़ने के लिए मजबूर किया गया था (उन्हें "मामूली" 2.3 के साथ संतोष करना पड़ा ). कारण वायुगतिकीय ताप है। इतनी गति से, वह लाइनरों की खाल को ऐसे तापमान तक गर्म करेगा जो पहले से ही एल्यूमीनियम संरचनाओं की ताकत को प्रभावित कर सकता है। एल्यूमीनियम को टाइटेनियम या विशेष स्टील (सैन्य परियोजनाओं के रूप में) के साथ बदलना आर्थिक कारणों से असंभव था। वैसे, प्रसिद्ध सोवियत मिग -25 उच्च ऊंचाई वाले इंटरसेप्टर के डिजाइनरों ने वायुगतिकीय ताप की समस्या को कैसे हल किया, यह पाया जा सकता है
हमारे और हमारे आसपास की हवा पृथ्वी पर जीवन के लिए एक अनिवार्य शर्त है। हवा के गुणों का ज्ञान एक व्यक्ति को रोजमर्रा की जिंदगी, घर, निर्माण और बहुत कुछ में सफलतापूर्वक लागू करने में मदद करता है। इस पाठ में हम वायु के गुणों का अध्ययन करते रहेंगे, अनेक रोमांचक प्रयोग करते रहेंगे, मानव जाति के अद्भुत आविष्कारों के बारे में जानेंगे।
थीम: निर्जीव प्रकृति
पाठ: वायु के गुण
आइए हवा के उन गुणों को दोहराएं जिनके बारे में हमने पिछले पाठों में सीखा था: हवा पारदर्शी, रंगहीन, गंधहीन होती है और अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करती है।
एक गर्म दिन में, खिड़की का फलक स्पर्श करने के लिए ठंडा होता है, जबकि खिड़की की चौखट और उस पर खड़ी वस्तुएँ गर्म होती हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि कांच एक पारदर्शी पिंड है जो गर्मी को गुजरने देता है, लेकिन खुद को गर्म नहीं करता है। हवा भी पारदर्शी होती है, इसलिए सूर्य की किरणों का संचार अच्छे से करती है।
चावल। 1. खिड़की के शीशे धूप का संचालन करते हैं ()
आइए एक साधारण प्रयोग करते हैं: आइए एक गिलास को उल्टा करके पानी से भरे एक चौड़े बर्तन में रखें। हम थोड़ा प्रतिरोध महसूस करेंगे और देखेंगे कि पानी गिलास को नहीं भर सकता क्योंकि गिलास में हवा पानी को "रास्ता नहीं देती" है। यदि आप गिलास को बिना पानी से निकाले थोड़ा सा झुकाते हैं तो गिलास में से एक हवा का बुलबुला निकलेगा और कुछ पानी गिलास में घुस जाएगा, लेकिन गिलास की इस स्थिति में भी पानी उसे भर नहीं पाएगा। पूरी तरह।
चावल। 2. झुके हुए गिलास से हवा के बुलबुले निकलते हैं, जो पानी को रास्ता देते हैं ()
ऐसा इसलिए होता है क्योंकि हवा, किसी भी अन्य पिंड की तरह, आसपास की दुनिया में जगह घेरती है।
हवा के इस गुण का उपयोग करते हुए, एक व्यक्ति ने विशेष सूट के बिना पानी के नीचे काम करना सीखा। इसके लिए, एक डाइविंग बेल बनाई गई थी: पारदर्शी सामग्री से बने बेल-कैप के नीचे, लोग और आवश्यक उपकरण बन जाते हैं और घंटी को क्रेन से पानी के नीचे उतारा जाता है।
गुंबद के नीचे की हवा लोगों को थोड़ी देर के लिए सांस लेने की अनुमति देती है, जहाज, पुल के पियर्स या जलाशय के निचले हिस्से को हुए नुकसान का निरीक्षण करने के लिए पर्याप्त है।
वायु के निम्नलिखित गुण को सिद्ध करने के लिए आवश्यक है कि बाएँ हाथ की उँगली से साइकिल के पम्प के छिद्र को कसकर बंद कर दिया जाए और दाएँ हाथ से पिस्टन को दबा दिया जाए।
फिर, अपनी उंगली को छेद से हटाए बिना, पिस्टन को छोड़ दें। जिस उंगली से छिद्र बंद है उसे लगता है कि हवा उस पर बहुत जोर से दबाव डाल रही है। लेकिन पिस्टन मुश्किल से चलता है, लेकिन हिल जाएगा। इसका मतलब है कि हवा को संपीड़ित किया जा सकता है। वायु में लोच होती है, क्योंकि जब हम पिस्टन को छोड़ते हैं, तो वह स्वयं अपनी मूल स्थिति में लौट आती है।
लोचदार पिंडों को पिंड कहा जाता है, जो संपीड़न की समाप्ति के बाद अपना मूल आकार ले लेते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप एक स्प्रिंग को दबाते हैं और फिर उसे छोड़ देते हैं, तो वह अपने मूल आकार में वापस आ जाएगी।
संपीड़ित हवा भी लोचदार होती है, यह विस्तार करती है और अपना मूल स्थान लेती है।
यह साबित करने के लिए कि हवा में द्रव्यमान होता है, आपको घर का बना तराजू बनाने की जरूरत है। पिचके हुए गुब्बारों को टेप से डंडियों के सिरों पर लगा दें। हम एक छोटी छड़ी के बीच में एक लंबी छड़ी लगाते हैं, ताकि छोर एक दूसरे को संतुलित कर सकें। हम उन्हें एक धागे से जोड़ देंगे। टेप के साथ दो डिब्बे में एक छोटी छड़ी संलग्न करें। एक गुब्बारे को फुलाएं और उसे फिर से उसी टेप के टुकड़े से चिपका दें। आइए इसे वापस जगह पर रखें।
हम देखेंगे कि कैसे छड़ी फूले हुए गुब्बारे की ओर झुक जाती है, क्योंकि गुब्बारे में भरी हवा उसे भारी बना देती है। इस अनुभव से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि वायु में द्रव्यमान होता है और इसे तोला जा सकता है।
यदि हवा में द्रव्यमान है, तो उसे पृथ्वी और उस पर सब कुछ पर दबाव डालना चाहिए। दरअसल, वैज्ञानिकों ने गणना की है कि पृथ्वी के वायुमंडल की हवा एक व्यक्ति (जैसे तीन ट्रक) पर 15 टन का दबाव डालती है, लेकिन एक व्यक्ति को यह महसूस नहीं होता है, क्योंकि मानव शरीर में पर्याप्त मात्रा में हवा होती है जो समान दबाव डालती है . अंदर और बाहर का दबाव संतुलित रहता है, इसलिए व्यक्ति को कुछ महसूस नहीं होता।
पता करें कि हवा को गर्म और ठंडा करने पर क्या होता है। ऐसा करने के लिए, आइए एक प्रयोग करें: आइए एक ग्लास ट्यूब के साथ एक फ्लास्क को अपने हाथों की गर्मी से गर्म करें और देखें कि हवा के बुलबुले ट्यूब से पानी में निकलते हैं। इसका कारण यह है कि गर्म करने पर बल्ब की हवा फैलती है। यदि हम फ्लास्क को ठंडे पानी में भिगोए हुए कपड़े से ढक दें, तो हम देखेंगे कि कांच का पानी ट्यूब से ऊपर उठ जाता है, क्योंकि ठंडा करने के दौरान हवा संकुचित हो जाती है।
चावल। 7. ताप और शीतलन के दौरान वायु के गुण ()
हवा के गुणों के बारे में अधिक जानने के लिए, हम एक और प्रयोग करेंगे: हम एक तिपाई ट्यूब पर दो फ्लास्क लगाएंगे। वे संतुलित हैं।
चावल। 8. हवा की गति को निर्धारित करने का अनुभव
लेकिन अगर एक फ्लास्क को गर्म किया जाए तो यह दूसरे से ऊपर उठ जाएगा, क्योंकि गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में हल्की होती है और ऊपर उठती है। यदि आप गर्म हवा वाले फ्लास्क के ऊपर पतले, हल्के कागज की पट्टियों को बांधते हैं, तो आप देखेंगे कि कैसे वे गर्म हवा की गति दिखाते हुए फड़फड़ाते और ऊपर उठते हैं।
चावल। 9. गर्म हवा ऊपर उठती है
मनुष्य ने हवा के इस गुण के ज्ञान का उपयोग एक विमान बनाने के लिए किया - एक गुब्बारा। गर्म हवा से भरा एक बड़ा गोला आसमान में ऊँचा उठता है और कई लोगों के वजन का समर्थन करने में सक्षम होता है।
हम इसके बारे में शायद ही कभी सोचते हैं, लेकिन हम हर दिन हवा के गुणों का उपयोग करते हैं: एक कोट, टोपी या मिट्टियाँ अपने आप गर्म नहीं होती हैं - कपड़े के तंतुओं में हवा अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करती है, इसलिए, तंतुओं को फुलाते हैं, उनमें अधिक हवा होती है, जिसका अर्थ है कि इस कपड़े से बनी वस्तु उतनी ही गर्म होती है।
वायु संपीड्यता और लोच का उपयोग inflatable उत्पादों (inflatable गद्दे, गेंदों) और विभिन्न तंत्रों (कार, साइकिल) के टायरों में किया जाता है।
चावल। 14. साइकिल का पहिया ()
कंप्रेस्ड एयर पूरी गति से चलने वाली ट्रेन को भी रोक सकती है। बसों, ट्रॉली बसों, मेट्रो ट्रेनों में एयर ब्रेक लगाए जाते हैं। वायु हवा, टक्कर, कीबोर्ड और वायु उपकरणों की ध्वनि प्रदान करती है। जब ढोल वादक ड्रम की कसकर खिंची हुई त्वचा पर अपनी डंडियों से प्रहार करता है, तो उसमें कंपन होता है और ड्रम के अंदर की हवा ध्वनि उत्पन्न करती है। अस्पतालों ने फेफड़े के वेंटिलेशन उपकरण स्थापित किए हैं: यदि कोई व्यक्ति अपने दम पर सांस नहीं ले सकता है, तो वह ऐसे उपकरण से जुड़ा होता है, जो ऑक्सीजन युक्त संपीड़ित हवा को एक विशेष ट्यूब के माध्यम से फेफड़ों में पहुंचाता है। संपीड़ित हवा का उपयोग हर जगह किया जाता है: छपाई, निर्माण, मरम्मत आदि में।
वायुमंडल(ग्रीक एटमोस से - भाप और स्पैरिया - गेंद) - पृथ्वी का वायु खोल, इसके साथ घूमता है। वायुमंडल का विकास हमारे ग्रह पर होने वाली भूगर्भीय और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं के साथ-साथ जीवित जीवों की गतिविधियों से निकटता से जुड़ा हुआ था।
वायुमंडल की निचली सीमा पृथ्वी की सतह से मेल खाती है, क्योंकि हवा मिट्टी के सबसे छोटे छिद्रों में प्रवेश करती है और पानी में भी घुल जाती है।
2000-3000 किमी की ऊंचाई पर ऊपरी सीमा धीरे-धीरे बाह्य अंतरिक्ष में गुजरती है।
ऑक्सीजन युक्त वातावरण पृथ्वी पर जीवन को संभव बनाता है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपयोग मनुष्यों, जानवरों और पौधों द्वारा सांस लेने की प्रक्रिया में किया जाता है।
यदि वायुमंडल न होता तो पृथ्वी चंद्रमा की तरह शांत होती। आखिर ध्वनि वायु के कणों का कंपन है। आकाश के नीले रंग को इस तथ्य से समझाया जाता है कि सूर्य की किरणें, जैसे कि एक लेंस के माध्यम से, वातावरण से गुजरती हैं, अपने घटक रंगों में विघटित हो जाती हैं। ऐसे में नीले और नीले रंग की किरणें सबसे ज्यादा बिखरती हैं।
वातावरण सूर्य से आने वाली अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को बरकरार रखता है, जिसका जीवित जीवों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। यह हमारे ग्रह को ठंडा होने से रोकते हुए, पृथ्वी की सतह पर भी गर्मी बनाए रखता है।
वायुमंडल की संरचना
घनत्व और घनत्व में भिन्न, वायुमंडल में कई परतों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है (चित्र 1)।
क्षोभ मंडल
क्षोभ मंडल- वायुमंडल की सबसे निचली परत, जिसकी मोटाई ध्रुवों के ऊपर 8-10 किमी, समशीतोष्ण अक्षांशों में - 10-12 किमी और भूमध्य रेखा के ऊपर - 16-18 किमी है।
चावल। 1. पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना
क्षोभमंडल में हवा पृथ्वी की सतह से, यानी जमीन और पानी से गर्म होती है। इसलिए, इस परत में हवा का तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए औसतन 0.6 डिग्री सेल्सियस की ऊंचाई के साथ घटता है।क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर, यह -55 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। इसी समय, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर भूमध्य रेखा के क्षेत्र में, हवा का तापमान -70 ° С है, और उत्तरी ध्रुव के क्षेत्र में -65 ° С है।
वायुमंडल का लगभग 80% द्रव्यमान क्षोभमंडल में केंद्रित है, लगभग सभी जल वाष्प स्थित हैं, गरज, तूफान, बादल और वर्षा होती है, और ऊर्ध्वाधर (संवहन) और क्षैतिज (हवा) वायु गति होती है।
हम कह सकते हैं कि मौसम मुख्य रूप से क्षोभमंडल में बनता है।
स्ट्रैटोस्फियर
स्ट्रैटोस्फियर- वायुमंडल की परत क्षोभमंडल के ऊपर 8 से 50 किमी की ऊँचाई पर स्थित होती है। इस परत में आकाश का रंग बैंगनी दिखाई देता है, जिसे वायु के विरलन द्वारा समझाया जाता है, जिसके कारण सूर्य की किरणें लगभग बिखरती नहीं हैं।
समताप मंडल में वायुमंडल का 20% द्रव्यमान होता है। इस परत में हवा दुर्लभ है, व्यावहारिक रूप से कोई जल वाष्प नहीं है, और इसलिए बादल और वर्षा लगभग नहीं बनते हैं। हालाँकि, समताप मंडल में स्थिर वायु धाराएँ देखी जाती हैं, जिसकी गति 300 किमी / घंटा तक पहुँच जाती है।
यह परत केंद्रित है ओजोन(ओजोन स्क्रीन, ओजोनोस्फीयर), एक परत जो पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करती है, उन्हें पृथ्वी पर जाने से रोकती है और इस तरह हमारे ग्रह पर रहने वाले जीवों की रक्षा करती है। ओजोन के कारण, समताप मंडल की ऊपरी सीमा पर हवा का तापमान -50 से 4-55 डिग्री सेल्सियस तक होता है।
मेसोस्फीयर और समताप मंडल के बीच एक संक्रमणकालीन क्षेत्र है - स्ट्रैटोपॉज़।
मीसोस्फीयर
मीसोस्फीयर- 50-80 किमी की ऊँचाई पर स्थित वायुमंडल की एक परत। यहाँ वायु घनत्व पृथ्वी की सतह से 200 गुना कम है। मेसोस्फीयर में आकाश का रंग काला दिखाई देता है, दिन के समय तारे दिखाई देते हैं। हवा का तापमान -75 (-90) डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है।
80 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है बाह्य वायुमंडल।इस परत में हवा का तापमान तेजी से 250 मीटर की ऊंचाई तक बढ़ता है, और फिर स्थिर हो जाता है: 150 किमी की ऊंचाई पर यह 220-240 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है; 500-600 किमी की ऊँचाई पर यह 1500 ° C से अधिक हो जाता है।
मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर में, ब्रह्मांडीय किरणों की क्रिया के तहत, गैस के अणु परमाणुओं के आवेशित (आयनित) कणों में टूट जाते हैं, इसलिए वायुमंडल के इस हिस्से को कहा जाता है योण क्षेत्र- 50 से 1000 किमी की ऊंचाई पर स्थित बहुत दुर्लभ हवा की एक परत, जिसमें मुख्य रूप से आयनित ऑक्सीजन परमाणु, नाइट्रिक ऑक्साइड अणु और मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस परत की विशेषता उच्च विद्युतीकरण है, और लंबी और मध्यम रेडियो तरंगें इससे परावर्तित होती हैं, जैसे कि एक दर्पण से।
आयनमंडल में, अरोरा उत्पन्न होते हैं - सूर्य से उड़ने वाले विद्युत आवेशित कणों के प्रभाव में दुर्लभ गैसों की चमक - और चुंबकीय क्षेत्र में तेज उतार-चढ़ाव देखे जाते हैं।
बहिर्मंडल
बहिर्मंडल- वायुमंडल की बाहरी परत, जो 1000 किमी से ऊपर स्थित है। इस परत को प्रकीर्णन क्षेत्र भी कहा जाता है, क्योंकि गैस के कण यहां तेज गति से चलते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में बिखर सकते हैं।
वातावरण की रचना
वायुमंडल नाइट्रोजन (78.08%), ऑक्सीजन (20.95%), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03%), आर्गन (0.93%), हीलियम, नियॉन, क्सीनन, क्रिप्टन (0.01%) की एक छोटी मात्रा से युक्त गैसों का मिश्रण है। ओजोन और अन्य गैसें, लेकिन उनकी सामग्री नगण्य है (तालिका 1)। पृथ्वी की हवा की आधुनिक संरचना एक सौ मिलियन साल पहले स्थापित की गई थी, लेकिन फिर भी तेजी से बढ़ी मानव उत्पादन गतिविधि ने इसके परिवर्तन का नेतृत्व किया। वर्तमान में, CO2 की मात्रा में लगभग 10-12% की वृद्धि हुई है।
वायुमंडल को बनाने वाली गैसें विभिन्न कार्यात्मक भूमिकाएँ निभाती हैं। हालांकि, इन गैसों का मुख्य महत्व मुख्य रूप से इस तथ्य से निर्धारित होता है कि वे उज्ज्वल ऊर्जा को बहुत दृढ़ता से अवशोषित करते हैं और इस प्रकार पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के तापमान शासन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।
तालिका 1. पृथ्वी की सतह के पास शुष्क वायुमंडलीय हवा की रासायनिक संरचना
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वॉल्यूम एकाग्रता। % |
आणविक भार, इकाइयाँ |
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ऑक्सीजन |
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कार्बन डाईऑक्साइड |
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नाइट्रस ऑक्साइड |
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0 से 0.00001 |
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सल्फर डाइऑक्साइड |
गर्मियों में 0 से 0.000007 तक; सर्दियों में 0 से 0.000002 |
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0 से 0.000002 तक |
46,0055/17,03061 |
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एजोग डाइऑक्साइड |
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कार्बन मोनोआक्साइड |
नाइट्रोजन,वातावरण में सबसे आम गैस, रासायनिक रूप से कम सक्रिय।
ऑक्सीजन, नाइट्रोजन के विपरीत, रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय तत्व है। ऑक्सीजन का विशिष्ट कार्य ज्वालामुखियों द्वारा वातावरण में उत्सर्जित विषमपोषी जीवों, चट्टानों और अधूरे ऑक्सीकृत गैसों के कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण है। ऑक्सीजन के बिना, मृत कार्बनिक पदार्थों का अपघटन नहीं होगा।
वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की भूमिका असाधारण रूप से महान है। यह दहन की प्रक्रियाओं, जीवित जीवों के श्वसन, क्षय के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करता है और सबसे पहले, प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बनिक पदार्थों के निर्माण के लिए मुख्य निर्माण सामग्री है। इसके अलावा, शॉर्ट-वेव सोलर रेडिएशन को प्रसारित करने और थर्मल लॉन्ग-वेव रेडिएशन के हिस्से को अवशोषित करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड की संपत्ति का बहुत महत्व है, जो तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा करेगा, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी।
वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर, विशेष रूप से समताप मंडल के तापीय शासन पर भी प्रभाव पड़ता है ओजोन।यह गैस सौर पराबैंगनी विकिरण के प्राकृतिक अवशोषक के रूप में कार्य करती है, और सौर विकिरण के अवशोषण से वायु ताप होता है। वायुमंडल में कुल ओजोन सामग्री का औसत मासिक मूल्य क्षेत्र के अक्षांश और 0.23-0.52 सेमी के भीतर मौसम के आधार पर भिन्न होता है (यह जमीन के दबाव और तापमान पर ओजोन परत की मोटाई है)। भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक ओजोन सामग्री में वृद्धि होती है और शरद ऋतु में न्यूनतम और वसंत में अधिकतम के साथ वार्षिक भिन्नता होती है।
वायुमंडल की एक विशिष्ट संपत्ति को तथ्य कहा जा सकता है कि मुख्य गैसों (नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आर्गन) की सामग्री ऊंचाई के साथ थोड़ी बदल जाती है: वायुमंडल में 65 किमी की ऊंचाई पर, नाइट्रोजन सामग्री 86%, ऑक्सीजन - 19 है , आर्गन - 0.91, 95 किमी की ऊँचाई पर - नाइट्रोजन 77, ऑक्सीजन - 21.3, आर्गन - 0.82%। इसके मिश्रण से लंबवत और क्षैतिज रूप से वायुमंडलीय वायु की संरचना की स्थिरता बनी रहती है।
वायु में गैसों के अतिरिक्त होता है जल वाष्पऔर ठोस कणों।उत्तरार्द्ध में प्राकृतिक और कृत्रिम (मानवजनित) दोनों मूल हो सकते हैं। ये फूल पराग, छोटे नमक क्रिस्टल, सड़क की धूल, एरोसोल अशुद्धियाँ हैं। जब सूरज की किरणें खिड़की में प्रवेश करती हैं, तो उन्हें नंगी आंखों से देखा जा सकता है।
शहरों और बड़े औद्योगिक केंद्रों की हवा में विशेष रूप से बहुत सारे कण पदार्थ होते हैं, जहाँ हानिकारक गैसों का उत्सर्जन और ईंधन के दहन के दौरान बनने वाली उनकी अशुद्धियाँ एरोसोल में जुड़ जाती हैं।
वायुमंडल में एरोसोल की सांद्रता हवा की पारदर्शिता को निर्धारित करती है, जो पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले सौर विकिरण को प्रभावित करती है। सबसे बड़े एरोसोल संघनन नाभिक हैं (लाट से। संक्षेपण- संघनन, गाढ़ा होना) - जल वाष्प के जल बूंदों में परिवर्तन में योगदान।
जल वाष्प का मूल्य मुख्य रूप से इस तथ्य से निर्धारित होता है कि यह पृथ्वी की सतह की लंबी-तरंग तापीय विकिरण में देरी करता है; बड़े और छोटे नमी चक्रों की मुख्य कड़ी का प्रतिनिधित्व करता है; जब जल संस्तर संघनित होता है तो वायु का तापमान बढ़ा देता है।
वायुमंडल में जलवाष्प की मात्रा समय और स्थान के साथ बदलती रहती है। इस प्रकार, पृथ्वी की सतह के पास जल वाष्प की सांद्रता उष्णकटिबंधीय में 3% से लेकर अंटार्कटिका में 2-10 (15)% तक होती है।
समशीतोष्ण अक्षांशों में वायुमंडल के ऊर्ध्वाधर स्तंभ में जल वाष्प की औसत सामग्री लगभग 1.6-1.7 सेमी (संघनित जल वाष्प की परत इतनी मोटी होगी)। वायुमंडल की विभिन्न परतों में जलवाष्प के बारे में जानकारी विरोधाभासी है। उदाहरण के लिए, यह मान लिया गया था कि 20 से 30 किमी की ऊंचाई सीमा में, विशिष्ट आर्द्रता ऊंचाई के साथ दृढ़ता से बढ़ जाती है। हालाँकि, बाद के माप समताप मंडल की अधिक शुष्कता का संकेत देते हैं। जाहिर है, समताप मंडल में विशिष्ट आर्द्रता ऊंचाई पर बहुत कम निर्भर करती है और मात्रा 2-4 मिलीग्राम/किलोग्राम होती है।
क्षोभमंडल में जल वाष्प सामग्री की परिवर्तनशीलता वाष्पीकरण, संघनन और क्षैतिज परिवहन की बातचीत से निर्धारित होती है। जलवाष्प के संघनन के फलस्वरूप बादल बनते हैं और वर्षण वर्षा, ओलों और हिम के रूप में होता है।
पानी के चरण संक्रमण की प्रक्रियाएं मुख्य रूप से क्षोभमंडल में आगे बढ़ती हैं, यही वजह है कि समताप मंडल (20-30 किमी की ऊंचाई पर) और मेसोस्फीयर (मेसोपॉज के पास), जिसे मदर-ऑफ-पर्ल और सिल्वर कहा जाता है, अपेक्षाकृत कम देखे जाते हैं। , जबकि क्षोभमंडलीय बादल अक्सर पूरी पृथ्वी की सतह का लगभग 50% कवर करते हैं।
हवा में निहित जल वाष्प की मात्रा हवा के तापमान पर निर्भर करती है।
-20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 1 मीटर 3 हवा में 1 ग्राम से अधिक पानी नहीं हो सकता है; 0 डिग्री सेल्सियस पर - 5 ग्राम से अधिक नहीं; +10 डिग्री सेल्सियस पर - 9 ग्राम से अधिक नहीं; +30 ° С पर - 30 ग्राम से अधिक पानी नहीं।
निष्कर्ष:हवा का तापमान जितना अधिक होगा, उसमें उतने ही अधिक जल वाष्प हो सकते हैं।
वायु हो सकता है अमीरऔर संतृप्त नहींभाप। इसलिए, यदि +30 ° C 1 m 3 के तापमान पर हवा में 15 ग्राम जल वाष्प होता है, तो वायु जल वाष्प से संतृप्त नहीं होती है; अगर 30 ग्राम - संतृप्त।
पूर्ण आर्द्रता- यह हवा के 1 मीटर 3 में निहित जल वाष्प की मात्रा है। इसे ग्राम में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि वे कहते हैं कि "पूर्ण आर्द्रता 15 है", तो इसका मतलब है कि 1 एमएल में 15 ग्राम जल वाष्प होता है।
सापेक्षिक आर्द्रता- यह वायु के 1 मीटर 3 में जल वाष्प की वास्तविक सामग्री का अनुपात (प्रतिशत में) जल वाष्प की मात्रा है जो किसी दिए गए तापमान पर 1 मीटर एल में निहित हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदि रेडियो पर एक मौसम की रिपोर्ट प्रसारित की जाती है कि सापेक्षिक आर्द्रता 70% है, तो इसका मतलब है कि हवा में 70% जल वाष्प होता है जिसे यह एक निश्चित तापमान पर धारण कर सकता है।
हवा की सापेक्ष आर्द्रता जितनी अधिक होगी, टी। हवा संतृप्ति के जितनी करीब होगी, उसके गिरने की संभावना उतनी ही अधिक होगी।
विषुवतीय क्षेत्र में हमेशा उच्च (90% तक) सापेक्ष आर्द्रता देखी जाती है, क्योंकि पूरे वर्ष उच्च वायु तापमान होता है और महासागरों की सतह से एक बड़ा वाष्पीकरण होता है। समान उच्च सापेक्ष आर्द्रता ध्रुवीय क्षेत्रों में है, लेकिन केवल इसलिए कि कम तापमान पर जल वाष्प की थोड़ी मात्रा भी हवा को संतृप्त या संतृप्ति के करीब बनाती है। समशीतोष्ण अक्षांशों में, सापेक्ष आर्द्रता मौसमी रूप से बदलती है - यह सर्दियों में अधिक और गर्मियों में कम होती है।
रेगिस्तान में हवा की सापेक्ष आर्द्रता विशेष रूप से कम होती है: 1 मीटर 1 हवा में किसी दिए गए तापमान पर संभव जल वाष्प की मात्रा से दो से तीन गुना कम होता है।
सापेक्ष आर्द्रता को मापने के लिए, एक हाइग्रोमीटर का उपयोग किया जाता है (ग्रीक हाइग्रोस से - गीला और मेट्रेको - आई माप)।
ठंडा होने पर, संतृप्त हवा अपने आप में जल वाष्प की समान मात्रा को बरकरार नहीं रख पाती है, यह कोहरे की बूंदों में बदलकर गाढ़ा (संघनित) हो जाता है। गर्मियों में साफ ठंडी रात में कोहरा देखा जा सकता है।
बादलों- यह वही कोहरा है, केवल यह पृथ्वी की सतह पर नहीं, बल्कि एक निश्चित ऊंचाई पर बनता है। जैसे ही हवा ऊपर उठती है, वह ठंडी हो जाती है और उसमें मौजूद जलवाष्प संघनित हो जाती है। पानी की परिणामी छोटी बूंदों से बादल बनते हैं।
बादलों के निर्माण में शामिल कणिका तत्वक्षोभमंडल में निलंबित।
बादलों का एक अलग आकार हो सकता है, जो उनके गठन की स्थितियों (तालिका 14) पर निर्भर करता है।
सबसे निचले और सबसे भारी बादल स्तरी होते हैं। वे पृथ्वी की सतह से 2 किमी की ऊंचाई पर स्थित हैं। 2 से 8 किमी की ऊंचाई पर, अधिक मनोरम मेघपुंज बादल देखे जा सकते हैं। सबसे ऊंचे और सबसे हल्के सिरस के बादल हैं। वे पृथ्वी की सतह से 8 से 18 किमी की ऊँचाई पर स्थित हैं।
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परिवार |
बादलों के प्रकार |
उपस्थिति |
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A. ऊपरी बादल - 6 किमी से ऊपर |
आई. सुफ़ने |
धागे जैसा, रेशेदार, सफेद |
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द्वितीय। पक्षाभ कपासी बादल |
छोटे गुच्छे और कर्ल की परतें और लकीरें, सफेद |
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तृतीय। सिरोस्टरटस |
पारदर्शी सफ़ेद घूंघट |
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बी मध्य परत के बादल - 2 किमी से ऊपर |
चतुर्थ। आल्टोक्यूम्यलस |
सफेद और भूरे रंग की परतें और लकीरें |
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वी. आल्टोस्ट्रेटस |
दूधिया ग्रे रंग का चिकना घूंघट |
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B. निचले बादल - 2 किमी तक |
छठी। निंबोस्ट्रेट्स |
ठोस निराकार धूसर परत |
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सातवीं। स्ट्रेटोक्यूमलस |
धूसर रंग की अपारदर्शी परतें और लकीरें |
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आठवीं। बहुस्तरीय |
प्रबुद्ध ग्रे घूंघट |
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डी। ऊर्ध्वाधर विकास के बादल - निचले से ऊपरी स्तर तक |
नौवीं। क्यूम्यलस |
क्लब और गुंबद चमकीले सफेद, हवा में फटे किनारों के साथ |
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एक्स। क्यूम्यलोनिम्बस |
गहरे सीसे के रंग का शक्तिशाली क्यूम्यलस के आकार का द्रव्यमान |
वायुमंडलीय सुरक्षा
मुख्य स्रोत औद्योगिक उद्यम और ऑटोमोबाइल हैं। बड़े शहरों में, मुख्य परिवहन मार्गों के गैस संदूषण की समस्या बहुत विकट है। इसीलिए हमारे देश सहित दुनिया के कई बड़े शहरों में कार से निकलने वाली गैसों की विषाक्तता पर पर्यावरण नियंत्रण की शुरुआत की गई है। विशेषज्ञों के अनुसार, हवा में मौजूद धुआं और धूल पृथ्वी की सतह पर सौर ऊर्जा के प्रवाह को आधा कर सकते हैं, जिससे प्राकृतिक परिस्थितियों में बदलाव आएगा।
