¿Cómo se determina el volumen de la atmósfera terrestre?
No se trata solo de comparar el volumen esférico de la Tierra terrestre con el volumen esférico en la línea Kármán. Eso solo da una aproximación. Hay una cantidad considerable de matemática involucrada (y una cantidad considerable de teoría como requisito previo) para llegar a una evaluación precisa.
Par ejemplo:
- ¿Podemos hipotéticamente conectar la Luna y la Tierra a través de un cable?
- ¿Cuándo descubrimos Plutón?
- La mayoría de los cuerpos celestes en el universo son esféricos. ¿Por qué?
- ¿Cuál es la velocidad de avance de la rotación de la Tierra, medida desde un punto fijo en el espacio?
- ¿Qué pasaría si un gran cometa se estrellara contra otro planeta como Marte y lo destruyera? ¿Tendría un efecto contrario en nuestro sistema solar?
El estudio de la atmósfera de la Tierra y sus procesos se llama ciencia atmosférica (aerología). Los primeros pioneros en el campo incluyen a Léon Teisserenc de Bort y Richard Assmann.
Los tres componentes principales del aire, y por lo tanto de la atmósfera de la Tierra, son nitrógeno, oxígeno y argón. El vapor de agua representa aproximadamente el 0.25% de la atmósfera en masa.
En general, la presión del aire y la densidad disminuyen con la altitud en la atmósfera. Sin embargo, la temperatura tiene un perfil más complicado con la altitud, y puede permanecer relativamente constante o incluso aumentar con la altitud en algunas regiones.
- Exosfera: 700 a 10,000 km (440 a 6,200 millas)
- Termosfera: 80 a 700 km (50 a 440 millas)
- Mesosfera: 50 a 80 km (31 a 50 millas)
- Estratosfera: 12 a 50 km (7 a 31 millas)
- Troposfera: 0 a 12 km (0 a 7 millas)
Atmósfera de la Tierra – Wikipedia
entonces podemos usar la ley de los gases ideales para traducir la ley baratropica que derivamos en la clase 1 de presión a densidad …
P = P (0) exp (-z / H) => n = n (0) exp (-z / H) o para densidad de masa r = r (0) exp (-z / H)
¿Recuerdas “el lunar” de la química? Un término útil (¿confuso?) Para una cantidad fija de una sustancia química.
1 mol = número de átomos o moléculas de Avogadro = NA = 6.02 x 10 ^ 23 mol ^ -1
3AtmosLayers – la ley de los gases ideales – Colorado State University
Presión de aire p en función de la altitud h (Fórmula barométrica)
Por Klaus-Dieter Keller – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, Archivo: Pressure air.svg
La fórmula barométrica , a veces llamada atmósfera exponencial o atmósfera isotérmica, es una fórmula utilizada para modelar cómo la presión (o densidad) del aire cambia con la altitud.
Fórmula barométrica – Wikipedia
La atmósfera comienza a nivel del mar a aproximadamente 1.014 bares de presión, y se reduce gradualmente a presión cero a aproximadamente la línea de Karman, a unos 100 km de altura. Puede aproximarse usando promedios y la fórmula para el volumen de una esfera. Alternativamente, la inscripción en una institución postsecundaria acreditada es imprescindible para comprender completamente la teoría.
http://udel.edu/~ginah/geog152/1… – The Earth’s Atmosphere – presentado por la Universidad de Delaware (50 páginas, presentación en powerpoint en pdf)
Hoja de datos de la Tierra – masa total de la atmósfera 5.1 x 10 ^ 18 kg; densidad superficial 1.217 kg / m ^ 3; altura de la escala 8.5 km; peso molecular medio: 28,97; rango de temperatura diurna: 283 K a 293 K (10 a 20 C)
