Парниковый эффект часть 3
Large Visitor Globe>
Хочу подписаться! Subscribe to to_be_absent by Email
©to_be_absent
Парниковый эффект часть 3
А теперь мы будем вместе с вами уважаемые читатели доказывать абсурдность всех приведенных выше утверждений. Потому что на самом деле в основе климатических изменений лежат давно известные и хорошо изученные законы физики и химии доступные для понимания любому, закончившему, среднюю школу. И всеобщее игнорирование этих законов (мы сомневаемся, что о них забыли или их не знают) еще раз наводит на мысль о всемирном заговоре, если же это не заговор, то наша работа будет претендовать на нобелевскую премию в области климатологии. Мы считаем, что в основе климатических перемен, в данный период, лежит неконтролируемое потребление природных углеводородов и в первую очередь природного газа, а именно, их сжигание в двигателях автомобилей, котельных, ТЭЦ, бытовых газовых плитах, факелах нефтяных месторождений и нефтеперерабатывающих заводов и т.д., список можно продолжить. В результате чего образуется огромное количество водяного пара, который оказывает основное влияние на температурный режим, являясь основным теплоносителем в земной атмосфере. И мы будем говорить о пароводяном загрязнении атмосферы.
[Нажмите, чтобы прочитать далее...]
Приготовьте калькуляторы. С помощью простых арифметических вычислений мы попытаемся убедить вас в своей правоте.
Реакция горения метана:
t↑
CH4 + 2O2 = CO2↑ + 2H2O
1 моль 2 моль 1 моль 2 моль
16г 64г 44г 36г
Как видим, при сгорании 16 грамм метана образуется 44 грамма углекислого газа и 36 граммов воды. При этом выделяется большое количество тепла в размере 35,9МДж/м³.
Рассчитаем, сколько углекислого газа и воды образуется при сгорании 1 м³ метана, если нормальная плотность метана равна 0,7168 кг/м³.
Вес воды Pв = 0,7168×0,036:0,016 = 1,6128 кг.
Вес углекислого газа (двуокиси углерода) Pco2 = 0,7168×0,044:0,016 = 1,971 кг
То есть при сгорании одного кубометра газа образуется 1,6128 кг или 1,6128 литра воды и 1,971 кг двуокиси углерода, что соответствует 1, 004м³ при нормальных условиях, плотность CO2 равна 1,98кг/м³. Не забудем и об энергии, которая выделится при сгорании газа. Часть этой энергии совершит нужную всем работу, а, учитывая, что КПД (коэффициент полезного действия) используемых тепловых машин составляет 40-70%, то немалая ее часть просто вылетит в трубу, обогревая атмосферу. Примем потери тепла равными 30%, то есть 35,9×30:100= 10,77МДж будут нагревать вылетающие из трубы водяной пар и углекислый газ.
Теперь те же расчеты приведем для жидких углеводородов, таких как бензин, керосин, дизельное топливо. Конечно же, их состав и химическая формула немного отличаются, но для простоты расчетов запишем формулу горения жидкого углеводородного топлива в следующем виде.
t↑
2 C8H18 +25O2 = 16 CO2 ↑ + 18 H2O
2 моль 25 моль 16моль 18моль
229г 800г 704г 324г
Рассчитаем сколько образуется воды при сгорании одного литра жидкого углеводородного топлива средней плотностью 0,72кг/дм³ : Pв = 0,72×324: 229 = 1,018 кг, (примерно один литр воды) и двуокиси углерода Pco2 = 0,72×704:229 = 2,213 кг или 1,117 м³ исходя из того, что плотность углекислого газа при нормальных условиях равна 1,98кг/м³, при этом выделится 42МДж тепла, из них 30% или 12,6МДж улетят в выхлопную трубу или рассеются радиатором автомобиля.
Теперь, используя эти уникальные, полученные в результате наших расчетов данные, мы вычислим, сколько воды и углекислого газа выбрасывается в атмосферу при сжигании углеводородов в такой небольшой стране как Беларусь. Эта страна гордится своими достижениями в экономике, (нужно сказать не напрасно) и мы без труда найдем необходимую нам статистику. Вот, например производство жидких углеводородов: http://oilnews.com.ua/ Белорусские НПЗ в 2010 г. произвели 8,47 млн т светлых нефтепродуктов, что на 13% меньше показателя 2009 г. Об этом сообщает Национальный статистический комитет Беларуси
А здесь потребление природного газа за 2010г: http://afn.by/
«Импорт российского газа для внутренних нужд Беларуси по итогам 2010 года увеличится на 3,5 млрд кубометров (почти на 20%) по сравнению с 2009 годом и составит 21,1 млрд. кубов» - говорится в материалах ОАО «Белтрансгаз».
Итого: на территории Белоруссии в 2010 году сгорело 21,1 млрд. м³ газа и 8, 47 млн. тонн, бензина, керосина и дизельного топлива, и это без учета, топлива, сожженного транзитным транспортом и пролетающими над территорией воздушными судами.
Таким образом, выбросы в атмосферу при сжигании природного газа за 2010 год составили:21 100 000 000 × 1,6128 = 34 030 080 000 кг = 34 030 080 тонн воды, то есть примерно 34 миллиона кубометров новой воды (назовем ее искусственной) образовалось при сжигании природного газа.
Соответственно выбросы углекислого газа составят:
21 100 000 000 × 1,004 = 21 184 400 000 м³
А при сжигании жидких углеводородов:
8 470 000 : 0,72 × 1,018 = 11 975 639 тонн воды, и
8 470 000 ×1000 : 0,72 × 1,117 = 13 140 264 000 м³ углекислого газа.
Нам удалось найти сведения о количестве транзитных полетов над территорией Беларуси.
http://gate.belta.by/
В 2009 году зафиксировано 157,8 тыс. полетов, учитывая, что средний расход составляет 4тонны/час и время полета над территорией 1час, получится 157 800 × 4: 0,72 × 1,018 = 892 447 тонн воды, т.е. почти миллион тонн воды в год выбрасывается в воздушное пространство Белоруссии пролетающими над ней самолетами, а также :
157 800×1000:0,72×1,117 =244 809 167 м³ двуокиси углерода.
Всего в год в атмосфере над территорией Белоруссии образуется:
21 184 400 000 + 13 140 264 000 + 244 809 167 = 34 569 473 956 м³ двуокиси углерода, и 34 030 080 + 11 975 639 + 892 447 = 46 898 166 тонн искусственной воды (почти 47 млн. м³ воды). Для сравнения, объем Минского моря составляет 108,5 млн. м³. http://ru.wikipedia.org/wiki/
Как видим антропогенное появление водяного пара просто огромно. При температуре воздуха 0º,С плотность насыщенных паров воды равна 4,85 г/м³, следовательно, объем образовавшегося пара будет равен 46 898 166×1000 000/4,85=9 669 724 948 454 м³. Только над территорией Белоруссии в результате жизнедеятельности человека образуется 9,67 триллиона кубических метра водяного пара.
Если бы это количество пара образовалось одновременно, то оно накрыло бы всю территорию Беларуси (207 560 км²) густым облаком тумана высотой 46,6 метров.
А теперь посмотрим, сколько углеводородов производит и сжигает весь остальной мир.
http://www.rgo.ru/2011/03/dobycha-nefti-i-gaza/
«По данным Международного энергетического агентства (International Energy Agency, IEA), приводимым в отчёте этой организации за 2010 год, в мире в 2009 году было добыто более 3,8 млрд. тонн нефти».
«По данным IEA, общий объём добычи газа в 2009 году составил 3,1 трлн. куб.м.»
Из того же источника известно, что только 9% от добываемой нефти используются в промышленности, остальная часть, идет на переработку для производства горючего.
Из сырой нефти извлекается до 85% светлых нефтепродуктов. http://firma-trader.ru/benzinraznyi
Не сложно подсчитать что, на планете Земля в 2009 году было сожжено 3,8×0,91×0,85 = 2,9393 млрд. тонн жидких углеводородов. Из которых образовалось 2,9393:0,72×1,018 = 4,156 млрд. тонн искусственной воды (более 4 кубических километров воды) и 2,9393:0,72×1000×1,117 = 4 560 млрд. м³ = 4,56 трлн. м³ углекислого газа.
От сжигания всего природного газа на планете Земля за 2009 год образовалось 3,1×1,6128 = 5 трлн. кг = 5 млрд. тонн воды и 3,1×1,004 = 3,1124 трлн. м³ углекислого газа.
Всего за 2009 год выброшено в атмосферу углекислого газа 4,56 + 3,1124 = 7,6724 трлн. м³ = 7672,4 км³ или 15,2 млрд. тонн. Всего в 2009 году на земном шаре было синтезировано человеком и выброшено в виде пара в атмосферу 4,156+5= 9,156 млрд. тонн искусственной воды т.е. 9,156 км³ воды. Это количество воды в виде пара, при нормальных условиях, займет объем равный 9 156 000 000×1000000/ 4,85 = 1 887 835 км³, объем тропосферы равен 5 156 720 990 км³, при расчетах радиус земли принят равным 6400 км, а высота тропосферы 10 км. Как видим, количество воды, получившейся от сжигания углеводородов уже сопоставимо с масштабами планеты.
Теперь уважаемые читатели, когда мы выяснили количество веществ, выбрасываемых в атмосферу Земли человеком, определим влияние каждого из них на происходящие в ней процессы. Для этого необходимо вспомнить курс Физики и такие явления как испарение, конденсация, абсорбция, теплоемкость, теплопроводность, теплопередача и конвекция. В совокупности эти явления приводят к тем температурным изменениям, которые мы наблюдаем в атмосфере.
Ниже приведены данные об атмосфере Земли: http://ru.wikipedia.org/wiki/Атмосфера_Земли
Физические свойства
Толщина атмосферы - примерно 2000-3000 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха в атмосфере - (5,1-5,3)×1018 кг. Из них масса сухого воздуха составляет 5,1352 ±0,0003×1018 кг, общая масса водяных паров в среднем равна 1,27×1016 кг.
Молярная масса чистого сухого воздуха составляет 28,966 г/моль, плотность воздуха у поверхности моря приблизительно равна 1,2 кг/м3. Давление при 0 °C на уровне моря составляет 101,325 кПа; критическая температура - −140,7 °C; критическое давление - 3,7 МПа; Cp при 0 °C - 1,0048×103Дж/(кг·К), Cv - 0,7159×103 Дж/(кг·К) (при 0 °C). Растворимость воздуха в воде (по массе) при 0 °C - 0,0036 %, при 25 °C - 0,0023 %.
За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,35 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.
Газ
Содержание по объёму, %
Содержание по массе, %
Азот
78,084
75,50
Кислород
20,946
23,10
Аргон
0,932
1,286
Вода
0,5-4
-
Углекислый газ
0,0387
0,059
Неон
1,818×10−3
1,3×10−3
Гелий
4,6×10−4
7,2×10−5
Метан
1,7×10−4
-
Криптон
1,14×10−4
2,9×10−4
Водород
5×10−5
7,6×10−5
Ксенон
8,7×10−6
-
Итак, исходные данные: Масса сухого воздуха 5,1352 ±0,0003×1018 кг, масса углекислого газа (смотри таблицу выше, столбец содержание по массе в %) равна 5,1352·1018 : 100% × 0,059% =30,3·1014кг, общая теплоемкость Cу.г. = m·с = 30,3·1014× 0,846 =25,6·1014 кДж/К
Общая масса метана (считаем через объем) Vм = 5,1352·1018 : 1,2 : 100 × 1,7·10-4 = 7,27· 1012 м³
Плотность метана 0,73 кг/м³, Рм = 7,27·1012 × 0,73 = 5,3·1012 кг, общая теплоемкость метана Cм = m ·c =5,3·1012×2,2=11,66·1012 кДж/К
общая масса водяных паров в среднем равна 1,27·1016 кг, общая теплоемкость водяных паров Cв = m·c = 1,27·1016 ×2,01 = 2, 5527·1016 кДж/К
Рассмотрим, как ведут себя эти газы в атмосфере земли. Начнем с метана CH4. Не можем не поспорить по поводу вывода метана из атмосферы: http://www.pereplet.ru/obrazovanie/
« Николай Михайлович Бажин, доктор химических наук, профессор, зав. кафедрой химии окружающей среды Новосибирского государственного университета. Область научных интересов - физическая химия, фотохимия, химия атмосферы. Автор 160 статей и 10 монографий». Человек на двух страницах с помощью двух десятков формул пытается вывести метан из атмосферы и, не смотря на все свои звания, явно запутался, делал он это намеренно или нет, мы можем только гадать.
Про озон написано много всяких небылиц. На самом деле все гораздо проще. Метан в два раза легче воздуха, как самый легкий из атмосферных газов он поднимается вверх от источников выделения. В верхних слоях атмосферы окисляется озоном, с образованием воды и углекислого газа: 2О3 + СН4 = СО2 +2 Н2О +О2. Создавая пары воды в атмосфере, метан косвенным образом влияет на Парниковый Эффект. Мы считаем, что именно метан являлся и является основным источником появления воды на Земле. И только от количества, выделяемого с поверхности земли метана, зависит толщина озонового слоя. «Реакции озона с органическими соединениями идут с выделением большого количества энергии. Например, эфир, спирт, вата, смоченная скипидаром, метан и многие другие вещества самовоспламеняются при соприкосновении с озонированным воздухом, а смешение озона с этиленом приводит к сильному взрыву».
Количество выделяемого, в атмосферу метана сложно подсчитать, разные источники приводят разные цифры, большие количества выделяются океанами, на дне которых находятся огромные залежи метан гидратов они и представляют главную опасность. Содержание метана в атмосфере определяется скоростью диффузии с поверхности земли в верхние слои атмосферы, и поэтому распределение метана в тропосфере равномерно по высоте. Общая теплоемкость метана равная Cм = 11,66·1012 кДж/К, меньше в 4000 раз теплоемкости атмосферной воды, и несмотря на поглощение в инфракрасном спектре, не может существенно влиять на нагрев атмосферы. Здесь мы должны вспомнить о теплопроводности воздуха, она настолько мала λв = 0,034 Вт/м·К, что передачей тепла от молекул метана к основному теплоносителю - водяному пару, можно пренебречь. И мы будем рассматривать теплоемкость каждого из газов в отдельности. http://www.newchemistry.ru/
РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В ВОДЕ (миллилитры газа на 100 граммов воды)
O2 T,°C 0 20 40 60 80 100
Vs 4,89 3,1 2,31 1,95 1,78 1,72
CH4 T,°C 0 20 40 60 80 100
Vs 5,56 3,31 2,37 1,95 1,77 1,7
N2O T,°C 0 5 10 15 20 25
Vs 130 104,8 87,8 73,8 62,9 54,4
CO2 T,°C 0 10 20 25 40 60
Vs 171,3 119,4 87,8 75,9 53 35,9
Растворимость Диоксида углерода -CO2- в воде (г газа на кг воды). http://www.dpva.info/
АБСОРБЦИЯ (absorptio; лат. ab - от, из и sorbeo - поглощаю) в химии - поглощение газа или растворенного вещества жидкостью или твердым телом. Поглощаемое вещество (абсорбтив, или абсорбат) растворяется в поглотителе (абсорбент), равномерно распределяясь по всему его объему. Т. о., абсорбция аналогична растворению. Величина абсорбции газов жидкостями зависит от природы газа и жидкости, давления газа и температуры. Так, в соответствии с законом Генри концентрация (С) газа, растворенного в жидкости, пропорциональна давлению (Р) газа над жидкостью, или C = kP, где k - коэффициент пропорциональности. Если С выражена в объеме газа, приведенного к нормальным условиям, растворяющегося в единице объема жидкости, а давление Р - в атмосферах, то k равен коэффициенту абсорбции Бунзена. Закон Генри применим для малорастворимых газов. Абсорбция газа уменьшается с повышением температуры (на этом основан простой способ удаления, газов из жидкостей кипячением)».
Теперь рассмотрим свойства нашего “главного” парникового газа - двуокиси углерода. Его влияние на температурный режим атмосферы прямо противоположно тому, что ему приписывают все перечисленные выше “климатологи”. Наше утверждение основано на двух исключительных свойствах углекислого газа. Во-первых, его плотность ρм = 1,98кг/м³ в полтора раза выше плотности воздуха ρв = 1,29 кг/м³. Вторым его свойством, определяющим его поведении в атмосфере, является высокая растворимость, в десятки раз превышающая растворимость основных атмосферных газов, а также большая зависимость растворимости от температуры (смотрите графики выше.) Поэтому, углекислый газ, выброшенный из труб, опускается в нижние слои атмосферы, абсорбируясь по пути, парами воды запускает механизм конденсации. При этом он не просто растворяется в воде, а, являясь ангидридом, частично соединяется с ней, образуя угольную кислоту, и в таком виде адсорбируется поверхностью земли и океана.
2H2O + CO2 ↔H3O+ + HCO3ˉ
Таким образом, углекислый газ выводит из воздуха влагу, снижая общую теплоемкость атмосферы и уменьшая ее способность задерживать тепловое излучение земли. Обратная зависимость растворимости углекислого газа от температуры определяет его процентное содержание в атмосфере (смотри график выше). То есть чем выше температура воды в реках, озерах, морях и океанах, тем меньше растворимость, тем больше углекислого газа будет в атмосфере. То есть температура среды определяет содержание углекислого газа в воздухе, а не наоборот, как это утверждают сторонники углекислотной версии Парникового Эффекта. Телега не может двигаться впереди лошади.
При этом углекислый газ вносит свой вклад в повышение температуры воздуха пропорционально своей общей теплоемкости Cу.г. =25,6·1014 кДж/К, которая в 10 раз ниже общей теплоемкости водяных паров Cв = 2,5527·1016 кДж/К
. Углекислый газ является лишь одной из форм существования углерода на земле, количество которого неизменно. Анализируя сказанное выше, мы делаем вывод, что только вода с ее огромной теплоемкостью может влиять на климат планеты.Если вам понравилась статья или помогла приведенная в ней информация, отблагодарите писателя:
©to_be_absent
Этот журнал не является официальным информационным ресурсом или СМИ.
© Все права на тексты и изображения, не снабжённые ссылками на источники, принадлежат автору.
При цитировании или другом использовании информации с этого сайта ссылки на источник обязательны.
Хочу подписаться! Subscribe to to_be_absent by Email
Часть 1; 2; 4.