大氣科學(xué)概論第四空氣狀態(tài)方程程

1、大氣科學(xué)概論課件第四空氣狀態(tài)方程程第1頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 2.2.3 硫的化合物 (SO2、 H2S及硫酸鹽類) 一、SO2 : SO2是大氣中最重要的一種硫的化合物。SO2在大 氣中被轉(zhuǎn)化成硫酸和硫酸鹽，是大氣環(huán)境酸化和酸 雨形成的根源之一。（ph5.6的降水都稱酸雨） 來源：來源于煤、石油燃燒，所以人口密集和工業(yè)區(qū) 的濃度增加。特點：它的壽命短，隨距離的增加很快稀釋，并隨雨 水降落到地面。第2頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 二、鹽類： 在云滴和雨滴中，含有氨、鈣、鈉離子，容易 生成(Na)2SO4和(NH4)2SO4等鹽類。

2、大氣中的水滴溶解了硫酸鹽，通過降水帶 到地面，清除了大氣中的SO2和硫酸鹽，這個 過程稱濕沉降。 SO2也能被植物吸收，硫酸鹽顆粒本身還會逐 漸降落到地面，這個過程稱干沉降。 酸性物質(zhì)的干濕沉降、酸雨危害環(huán)境。這種危害包括森林退化，湖泊酸 化，魚類死亡，水生生物種群減少，農(nóng)田土壤酸化、貧脊，有毒重金屬污染 增強，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產(chǎn)，使建筑物和橋梁損壞，文物面目皆非。第3頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二第4頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二第5頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 2.2.4 氮的化合物 (NO、NO2 、

3、N2O3 、N2O5及NH3 、N2O) 一、奇氮： 常把NXO和N2O3、N2O5及HNO2、HNO3等氮氧 化合物合稱奇氮。 奇氮來源于化石燃料燃燒，汽車尾氣、生物 體燃燒，閃電、土壤排放。奇氮化合物是光化學(xué)煙霧的先驅(qū)物，它與碳?xì)浠衔锏姆磻?yīng)，是造成低層大氣臭氧高濃度的最主要原因。第6頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 光化學(xué)煙霧是由于汽車尾氣和工業(yè)廢氣 排放造成的，一般發(fā)生在濕度低、氣溫在 2432度的夏季晴天的中午或午后。 汽車尾氣中的烯烴類碳?xì)浠衔锖投趸?（NO2）被排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照 射下，會吸收太陽光所具有的能量。這些物質(zhì)的分子在吸收

4、了太陽光的能量后，會變得不穩(wěn)定起來，原有的化學(xué)鏈遭到破壞，形成新的物質(zhì)。 這種化學(xué)反應(yīng)被稱為光化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)物為含劇毒的光化學(xué)煙霧。第7頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二第8頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二第9頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二第10頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 二、氨： NH3氨大部分來源于土壤的細(xì)菌對生物 體的氮和氨基酸起分解作用，一部分來自動 物的糞便，一部分來自工業(yè)廢氣及燃燒。 NH3能中和降水中的硝酸和硫酸，降低降水酸度。第11頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0

5、分，星期二 2.2.5 氫、氦和氣體的逃逸 氫和氦都是宇宙中最豐富的元素，但在地 球大氣中卻是微量成分，這是因為在漫長的 地球大氣演化過程里，氫和氦逐漸擴散到高空 并逸出地球的結(jié)果。第12頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 2.2.6 干空氣狀態(tài)方程 干空氣可以看成是由多種化學(xué)成分的 混合理想氣體。 根據(jù)道爾頓分壓定律，混合理想氣體的壓強等于組成混合氣體的各成分的分壓強之和。P=P1+P2+P3+=Pi第13頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 混合理想氣體的方程: 令比氣體常數(shù)為 即 寫成 （式中P,V,T,m,n,R*, ,R,分別為混合氣體的壓強

6、、體積、溫度、質(zhì)量、摩爾數(shù)、普適氣體常數(shù)、平均摩爾質(zhì)量、比氣體常數(shù),空氣密度。） 第14頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 平均摩爾質(zhì)量 式中mi，i分別是第i種氣體的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量。 利用表2.1各種主要氣體的質(zhì)量百分比或體積百分比，可以算出90km以下干空氣的平均摩爾質(zhì)量 Md=28.97g/mol第15頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 因此，干空氣的比氣體常數(shù)是 即 令干空氣的密度為d,則干空氣的狀態(tài)方程可以寫成以下形式： 第16頁，共17頁，2022年，5月20日，15點0分，星期二 練習(xí)：試計算標(biāo)準(zhǔn)大氣的干空氣密度。 (p=1013.25hpa,T=