كيف تحافظ غازات النجم على شكلها الكروي

الهواء غاز ، ومثل جميع الغازات ، يتكون من جزيئات في حركة ثابتة. هذه الجزيئات في حركة عشوائية مستمرة ، تصطدم مع بعضها البعض ومع جدران أي حاوية في. هذه الحركة هي ما يولد الضغط. كلما زاد عدد الجزيئات في منطقة ما ، يتم إنشاء المزيد من الضغط. يتم إنشاء ضغط الهواء بواسطة قوة هذه الاصطدامات مع جدران الحاوية.

يحدث ضغط الهواء على سطح الأرض بسبب وزن عمود الهواء فوقه. ضغط الهواء في أي نقطة معينة هو نتيجة وزن الهواء الذي يدفعه لأسفل. يتناقص ضغط الهواء مع زيادة الارتفاع حيث يوجد هواء أقل فوق هذه النقطة. يبلغ ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر حوالي 14.7 رطل لكل بوصة مربعة (PSI).

يعد ضغط الهواء عاملاً مهمًا في الطقس والمناخ. يؤثر على حركة كتل الهواء ، والتي بدورها تؤثر على درجة حرارة وهطول المساحة. ترتبط أنظمة الضغط العالي بالطقس الجاف الواضح ، بينما ترتبط أنظمة الضغط المنخفض بالطقس العاصف الرطب. يؤثر ضغط الهواء أيضًا على تكوين السحب وهطول الأمطار.

باختصار ، لا يحتوي الهواء على كتلة ولكنه يولد ضغطًا بسبب حركة الجزيئات ، ووزن الهواء الذي يدفع إلى أي نقطة معينة ، وتأثيره على الطقس والمناخ.

السوائل والغازات كلاهما من حالات المادة التي لها خصائص مميزة. تتميز السوائل ، مثل الماء والزيت ، بقدرتها على التدفق وأخذ شكل الحاوية. تتميز الغازات ، مثل الهواء والنيتروجين ، بقدرتها على التوسع لملء الحاوية والكثافة المنخفضة مقارنة بالسوائل أو المواد الصلبة. كل من السوائل والغازات لديها القدرة على نقل الطاقة والزخم طوال حجمها. بالإضافة إلى ذلك ، كل من السوائل والغازات لديها القدرة على التفريق والخلط مع السوائل أو الغازات الأخرى ، مما يتيح مجموعة واسعة من التفاعلات الكيميائية. علاوة على ذلك ، فإن السوائل والغازات على حد سواء قادرة على الحمل الحراري ، وهي عملية مهمة في نقل الحرارة. أخيرًا ، تعتبر السوائل والغازات قابلة للضغط ، مما يعني أنه يمكن أن يغير حجمها بسبب التغير في الضغط.

1. الغلاف الحراري 2. exosphere 3. mesosphere 4. الستراتوسفير 5. تروبوسفير

بدءًا من الأرض والانتقال إلى الخارج ، يتم ترتيب طبقات الغلاف الجوي على النحو التالي:

1. التروبوسفير: هذه هي أدنى وأكثر طبقة من الغلاف الجوي. يمتد من سطح الأرض حتى حوالي 10 إلى 15 كم في الارتفاع. يحتوي التروبوسفير على معظم الطقس والغيوم ، وهو المكان الذي يحدث فيه معظم نشاطنا للطقس.

2. الستراتوسفير: تمتد هذه الطبقة من tropopause ، وهي الحدود بين التروبوسفير والستراتوسفير ، حتى حوالي 50 كم على ارتفاع. تحتوي هذه الطبقة على طبقة الأوزون ، التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية من الشمس.

3. mesosphere: تمتد هذه الطبقة من الطبقات ، وهي الحدود بين الستراتوسفير والسيموسفير ، حتى حوالي 85 كم على ارتفاع. تحتوي هذه الطبقة على القليل جدًا من الأكسجين وتتكون في الغالب من النيتروجين وغازات التتبع الأخرى.

4. Thermosphere: تمتد هذه الطبقة من انقطاع الطمث ، والتي هي الحدود بين الميسوسفير والغرور الحراري ، حتى حوالي 400 كم في الارتفاع. تتميز هذه الطبقة بدرجات حرارة عالية جدًا وهي المكان الذي مدار المحطة الفضائية الدولية وغيرها من الأقمار الصناعية.

5. exosphere: هذه هي الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي وتمتد من الانقطاع الحراري ، والتي هي الحدود بين الغلاف الحراري والغلاف الخارجي ، حتى الفضاء الخارجي. تتكون هذه الطبقة من جزيئات عالية التحويلية ولها أجواء قليلة جدًا.

تعد الغازات واحدة من الحالات الثلاث الرئيسية للمادة (الصلبة والسائلة والغاز) وهي معروفة بقدرتها على الانتشار وملء المكان الذي هم عليه. وذلك لأن الغازات ليس لها شكل أو حجم محدد وتتكون من جزيئات في الحركة باستمرار. نظرًا للطاقة الحركية لهذه الجزيئات ، فإنها قادرة على الانتشار وملء أي حاوية يتم وضعها فيها.

في حاوية بها غاز فيه ، ترتد جزيئات الغاز باستمرار من بعضها البعض وجدران الحاوية. هذا يعني أن الغاز يحاول دائمًا الانتشار وملء الحاوية. عندما ترتد الجزيئات من الجدران ، فإنها تدفع ضد بعضها البعض وانتشرت في جميع الاتجاهات. هذا يسمح للغاز بالانتشار وملء الحاوية.

من المهم أيضًا ملاحظة أن جزيئات الغاز صغيرة جدًا وخفيفة الوزن. هذا يعني أنه يمكنهم التحرك بسهولة وبسرعة ، مما يسمح لهم بالانتشار وملء المساحة التي هم فيها. وهذا هو السبب في أنه من السهل للغاية أن تنتشر الغازات وملء حاوياتها.

بشكل عام ، فإن الغازات قادرة على الانتشار وملء المكان الذي يكونون فيه بسبب افتقارها إلى الحجم المحدد ، وطاقةها الحركية ، وجزيئاتها الصغيرة وخفيفة الوزن. هذا هو السبب في أن الغازات قادرة على ملء وانتشر في أي حاوية يتم وضعها بسهولة.

المجموعة المعنية هي مجموعة الغاز النبيلة ، والتي تتكون من ثمانية عناصر في المجموع. تشتهر مجموعة الغاز النبيلة باستقرارها ، حيث أن جميع العناصر الموجودة داخلها قد ملأت الأصداف الخارجية تمامًا ، مما يعني أن لديهم مكملاً كاملًا من الإلكترونات في أطرافها الخارجية. هذا هو السبب في أن يشار إليها باسم الغازات "الخاملة" ، لأنها لا تميل إلى الرد مع عناصر أخرى. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن جميع عناصر الغاز النبيلة لديها 8 إلكترونات في قشرةها الخارجية. ومع ذلك ، هناك استثناء واحد لهذه القاعدة ، وهذا هو الهيليوم. لا يحتوي الهيليوم إلا على اثنين من الإلكترونات في أقصى خارجي ، مما يعني أنه لا يحتوي على مكمل كامل للإلكترونات. هذا هو السبب في أن الهيليوم يشار إليه في بعض الأحيان باسم "Odd Out Out" لمجموعة الغاز النبيلة ، لأنه العنصر الوحيد في المجموعة مع إلكترون واحد فقط في طاقته الأخيرة.

قوى الجاذبية والازدحام بين الجزيئات. تعتمد هذه النظرية على فكرة أن الجزيئات في الحركة باستمرار وأن حركتها تتأثر بالقوى الموجودة بينهما.

تم اقتراح نظرية الحركة الجزيئية لأول مرة من قبل الفيزيائي الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل في عام 1873. وأظهر عمله أن الجزيئات تميل إلى التحرك في خط مستقيم ، ولكن عندما يواجهون جزيئات أخرى ، فإنها تعاني اتجاه. تم توسيع عمل ماكسويل في وقت لاحق من قبل الفيزيائي النمساوي لودفيج بولتزمان ، الذي طور معادلة بولتزمان لوصف حركة الجزيئات.

معادلة بولتزمان هي معادلة رياضية تفسر سلوك الغازات والسوائل. ينص على أن متوسط الطاقة الحركية لنظام الجزيئات يتناسب مع درجة حرارة النظام. كما ينص أيضًا على أن متوسط سرعة الجزيء سيكون يتناسب عكسيا مع الجذر التربيعي لكتلة الجزيء. يتم استخدام هذه المعادلة لحساب معدل الانتشار ، وهو المعدل الذي تنتقل به الجزيئات من مكان إلى آخر. كما أنه يستخدم لحساب معدل التوصيل الحراري ، وهو المعدل الذي يتم فيه نقل الحرارة من جزء من نظام إلى آخر.

تعد نظرية الحركة الجزيئية جزءًا مهمًا من الكيمياء الفيزيائية وتستخدم لشرح سلوك الغازات والسوائل والمواد الصلبة. تساعدنا هذه النظرية على فهم بنية المادة وكيف تتغير. كما أنه يساعدنا على فهم القوى الموجودة بين الجزيئات وكيف تؤثر هذه القوى على طريقة تحرك الجزيئات.

البركان هو فتحة في قشرة الأرض التي يتم من خلالها إطلاق الصهارة والرماد البركاني والغازات. يتم تشكيل البراكين عندما يرتفع الصخور المنصهرة (الصهارة) تحت سطح الأرض إلى السطح ويتم إخراجها ، مما يخلق بنية تشبه الجبل. يتم تسخين الصهارة إلى درجات حرارة عالية للغاية ، ويتم إطلاق الغاز من الصهارة ، مما تسبب في ثوران متفجر.

يمكن أن تحدث الانفجارات البركانية في أي مكان على الأرض حيث تكون القشرة رقيقة بما يكفي للسماح للمواد المنصهرة بالهروب. تم العثور على معظم براكين الأرض على طول حدود الألواح التكتونية ، حيث يتم دفع طبق واحد أسفل آخر. تُعرف هذه العملية باسم الاندماج ، وغالبًا ما تحدث على طول "حلقة النار" ، وهي حزام من البراكين التي تدور حول المحيط الهادئ.

يمكن أن تكون الانفجارات البركانية مدمرة للغاية ، مما تسبب في فقدان الحياة ، وتلف الممتلكات ، والأضرار البيئية الشديدة. يمكن أن تنشر الانفجارات الكبيرة الرماد على مناطق واسعة ، مما تسبب في تعطيل السفر الجوي وغيرها من الأنشطة. تطلق الانفجارات البركانية أيضًا كميات كبيرة من الحرارة والغازات في الغلاف الجوي ، والتي يمكن أن تسبب تغير المناخ.

بالإضافة إلى قوتهم المدمرة ، يمكن أن تكون البراكين مفيدة أيضًا. يمكن استخدام الرماد البركاني لتخصيب التربة ، ويمكن تسخير حرارة الانفجارات البركانية للطاقة. تنشئ الانفجارات البركانية أيضًا أرضًا جديدة ، والتي يمكن استخدامها للزراعة ، ويمكن أن تشكل معادنًا ومعادنًا جديدة ذات قيمة للبشر.

باختصار ، تعد البراكين قوى طبيعية قوية يمكن أن تسبب تدميرًا كبيرًا ، لكنها يمكن أن تكون مفيدة أيضًا.

المياه الجوفية هي مورد طبيعي مهم يلعب دورًا حيويًا في الحفاظ على الحياة على الأرض. إنه مصدر رئيسي لمياه الشرب للبشر والحيوانات والنباتات. تستخدم المياه الجوفية أيضًا للري والعمليات الصناعية وإنتاج الطاقة. تشير التقديرات إلى أن حوالي 50 في المائة من سكان العالم يعتمدون على المياه الجوفية لتلبية احتياجاتهم اليومية.

تتشكل المياه الجوفية عند هطول الأمطار ، مثل المطر أو الثلج ، يتسلل إلى التربة ويتم تخزينه في السطح تحت السطحي. يتسرب الماء ببطء عبر التربة ويتراكم ببطء في المسام والشقوق في الصخور والمواد الأخرى التي تشكل قشرة الأرض. يتم ترشيح الماء بشكل طبيعي عن طريق التربة ويتم تخزينه في طبقات المياه الجوفية.

المياه الجوفية عادة ما تكون طازجة وخالية من أي نسبة من الأملاح أو المواد الضارة بصحة الإنسان. ومع ذلك ، في بعض المناطق ، يمكن أن تصبح المياه ملوثة بسبب الأنشطة البشرية ، مثل الجريان السطحي الزراعي ، والنفايات الصناعية ، وتسرب خزانات التخزين تحت الأرض. يمكن أن تؤدي المياه الجوفية الملوثة إلى انتشار الأمراض والأمراض.

المياه الجوفية هي أيضا مورد قيِّم للتخفيف من تغير المناخ. يمكن أن تمتص وتخزين كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى ، مما يجعلها جزءًا مهمًا من دورة الكربون العالمية. تعد المياه الجوفية مهمة أيضًا لإعادة شحن أنظمة المياه السطحية ، مثل الأنهار والجداول ، مما يساعد على الحفاظ على النظم الإيكولوجية المائية الصحية.

في الختام ، المياه الجوفية هي مورد ثمين يجب حمايته وإدارته بحكمة. من الضروري الحفاظ على الحياة على الأرض ويجب إدارتها بمسؤولية لضمان أن الأجيال القادمة يمكن أن تستفيد من فوائدها العديدة.

التفاعل الكيميائي هو عملية يتم فيها تغيير مادة أو أكثر إلى مادة مختلفة أو أكثر. يمكن رؤية الأدلة على حدوث تفاعل كيميائي بعدة طرق.

العلامة الأكثر وضوحا لتفاعل كيميائي هي تكوين منتج جديد. إذا تم الجمع بين مواد أو أكثر وتشكيل مادة جديدة ، فهذه علامة محددة على حدوث تفاعل كيميائي. على سبيل المثال ، عند الجمع بين الهيدروجين والأكسجين ، تكون النتيجة هي الماء.

علامة أخرى على حدوث تفاعل كيميائي هو تغيير في درجة الحرارة. غالبًا ما تتطلب التفاعلات الكيميائية مدخلات الطاقة في شكل حرارة ، ويتم إطلاق هذه الطاقة عند حدوث التفاعل. إذا تغيرت درجة حرارة البيئة فجأة وبشكل كبير ، يمكن أن يكون هذا مؤشرا على التفاعل الكيميائي.

إن إطلاق الغاز هو أيضًا علامة على حدوث تفاعل كيميائي. تنتج العديد من التفاعلات الكيميائية غازات ، مثل ثاني أكسيد الكربون ، والتي يمكن رؤيتها بالعين المجردة. إذا تم إطلاق الغاز أثناء التفاعل ، فهذه علامة واضحة على حدوث تفاعل كيميائي.

أخيرًا ، يعد التغيير في اللون مؤشراً آخر على حدوث تفاعل كيميائي. تتسبب العديد من التفاعلات في حدوث تغيير في لون المواد المتفاعلة أو المنتجات ، ويمكن استخدام هذا لتحديد ما إذا كان رد الفعل قد حدث.

باختصار ، يمكن رؤية دليل على حدوث تفاعل كيميائي في تكوين منتج جديد ، أو تغيير في درجة الحرارة ، أو إطلاق الغاز ، أو تغيير في اللون.

عندما تبرد الصهارة ، يمكن أن تتشكل مجموعة متنوعة من أنواع الصخور اعتمادًا على تكوين الصهارة والسرعة التي تبرد بها. تتألف الصهارة من المعادن والغازات المنصهرة ، وعندما تبرد ، فإن هذه الجزيئات تتلوى في أنواع مختلفة من الصخور المعروفة باسم الصخور البركانية. النوع الأكثر شيوعًا من الصخور البركانية هو البازلت ، والذي يتشكل عندما يبرد الصهارة بسرعة. البازلت غامق في اللون وله نسيج ذو حبيبات رفيعة للغاية. أنواع أخرى من الصخور البركانية التي يمكن أن تتشكل عندما تبرد الصهارة ببطء أكثر هي الجرانيت والريوليت والخفاف. الجرانيت هو صخرة نارية خشنة الحبيبات تتألف من الكوارتز ، الفلسبار ، والمعادن الأخرى. Rhyolite هو صخرة نارية فاتحة اللون ، والخفاف هو صخرة مسامية فاتحة اللون. يتم تشكيل كل هذه الأنواع من الصخور عندما تبرد الصهارة ، ويمكن العثور عليها في العديد من المناطق على الأرض ، بما في ذلك المحيطات والجبال والصحاري.