جواب با هم بیاندیشیم صفحه 49 شیمی دهم

پاسخ و توضیح تمرین با هم بیندیشیم صفحه 49 شیمی دهم این تمرین به شما کمک می‌کند تا با ویژگی‌های لایه‌های مختلف **هواکره (اتمسفر)** آشنا شوید و ارتباط آن با تغییرات دما و اجزای شیمیایی را درک کنید. 🌍 --- ## آ) رابطه‌ی تغییر دما و لایه‌ای بودن هواکره **بله،** **تغییرات دمایی** یکی از **اصلی‌ترین دلایل** و معیارهای دسته‌بندی هواکره به لایه‌های مختلف است. **توضیح:** همان‌طور که در نمودار مشاهده می‌کنید، دما با افزایش ارتفاع **روند ثابتی ندارد**، بلکه: * **تروپوسفر (تا $12 \text{ km}$):** دما با افزایش ارتفاع **کاهش** می‌یابد. * **استراتوسفر (تا $50 \text{ km}$):** دما با افزایش ارتفاع **افزایش** می‌یابد (به دلیل وجود لایه‌ی اوزون و جذب پرتوهای فرابنفش). * **مزوسفر (تا $85 \text{ km}$):** دما دوباره با افزایش ارتفاع **کاهش** می‌یابد. این **الگوی متناوب افزایش و کاهش دما** باعث می‌شود دانشمندان بتوانند هواکره را بر اساس این **گرادیان‌های دمایی** به لایه‌های مشخصی (تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر) تقسیم کنند. مرزهای هر لایه در جایی است که روند تغییر دما معکوس می‌شود. --- ## ب) ذرات دیگر در لایه‌های هواکره (یون‌ها) **بله،** علاوه بر اتم‌ها ($athbf{O}, \mathbf{N}, \mathbf{H}$) و مولکول‌ها ($athbf{N_2}, \mathbf{O_2}, \mathbf{H_2O}, \mathbf{CO_2}$)، ذرات دیگری به نام **یون‌ها** (مانند $\mathbf{He^+}, \mathbf{O^+}, \mathbf{N_2^+}$) در لایه‌های بالایی هواکره (به ویژه در $\mathbf{\text{یونوسفر}}$ که بخشی از ترموسفر است) وجود دارند. **علت ایجاد یون‌ها:** * در لایه‌های بالایی هواکره، شدت **پرتوهای پرانرژی خورشیدی** (به ویژه پرتوهای **فرابنفش شدید** و پرتوهای **ایکس**) بسیار زیاد است. * این پرتوها دارای انرژی کافی هستند که بتوانند با برخورد به مولکول‌ها و اتم‌های گازی، **الکترون‌های آن‌ها را جدا کنند** (فرآیند **یونش**). $$\mathbf{\text{Molecule} + \text{High Energy Photon} \longrightarrow \text{Ion}^+ + \text{e}^-}$$ * این فرآیند باعث ایجاد لایه‌ای از یون‌ها و الکترون‌های آزاد می‌شود که به آن **یونوسفر** می‌گویند. این لایه نقش مهمی در بازتاب امواج رادیویی دارد. ⚡

پاسخ و توضیح تمرین با هم بیندیشیم صفحه 49 شیمی دهم این تمرین به بررسی رابطه‌ی بین **ارتفاع**، **غلظت ذرات** و **فشار هوا** می‌پردازد. این مفهوم، دلیل اصلی کمبود اکسیژن در ارتفاعات بلند است. ⛰️ --- ## تأثیر افزایش ارتفاع بر فشار هوا **پاسخ:** با افزایش ارتفاع از سطح زمین، **فشار هوا به شدت کاهش می‌یابد.** ### تحلیل داده‌ها و نمودار 1. **بررسی مقادیر فشار:** * در سطح دریا ($athbf{0 \text{ km}}$): فشار $\mathbf{1.0 \text{ atm}}$ است. * در ارتفاع $\mathbf{3 \text{ km}}$: فشار به حدود $\mathbf{0.70 \text{ atm}}$ کاهش می‌یابد. * در ارتفاع $\mathbf{12 \text{ km}}$ (ارتفاع پرواز هواپیما): فشار به حدود $\mathbf{0.20 \text{ atm}}$ کاهش می‌یابد. 2. **بررسی شمار ذرات در واحد حجم (غلظت):** * مکعب پایینی (سطح زمین): **بیشترین** تعداد ذرات (غلظت بالا) را دارد. * مکعب میانی (ارتفاع متوسط): تعداد ذرات **متوسط** است. * مکعب بالایی (ارتفاع زیاد): **کمترین** تعداد ذرات (غلظت پایین) را دارد. ### توضیح علت **فشار هوا** در هر نقطه‌ای، ناشی از **وزن ستون هوای بالای آن نقطه** است. دلیل کاهش فشار با افزایش ارتفاع عبارت است از: 1. **جاذبه و چگالی:** نیروی گرانش زمین، مولکول‌های هوا را به سمت پایین می‌کشد. در نتیجه، **چگالی هوا** در نزدیکی سطح زمین **بیشتر** است (همان‌طور که در مکعب‌ها با تعداد ذرات بیشتر نشان داده شده است). 2. **کاهش ستون هوا:** هر چه به سمت بالا حرکت می‌کنیم، **وزن ستون هوایی** که بر سر ما فشار می‌آورد، کمتر می‌شود. 3. **کاهش غلظت:** در ارتفاعات بالاتر، به دلیل کاهش جاذبه و پراکندگی بیشتر ذرات، **تعداد مولکول‌های هوا در یک حجم معین (غلظت)** به شدت کم می‌شود. این کاهش غلظت باعث **کاهش تعداد برخورد مولکول‌ها با سطح** و در نتیجه **کاهش شدید فشار** می‌شود. به همین دلیل است که خلبانان و کوهنوردان در ارتفاعات بالا با کمبود فشار و اکسیژن مواجه می‌شوند. 🌬️