增加的二氧化碳水平增加空气的体积吗?

Question

有限公司₂水平提高,他们已经跨越400 ppm,这意味着每百万气体分子在空气中,400人的公司₂。

它一直在增加。这是否意味着总在大气中空气的体积增加或一些其他气体减少公司吗₂增加?

Answer 1

(下面主要编辑]

简而言之,答案是否定的。

我们进入体积变化之前,我不得不说,体积是一个棘手的措施适用于大气中作为一个整体,因为有大气层和太空之间没有明确的限制。此外,大气的厚度相当对大气质量变化不敏感。例如,金星的大气层比地球要大得多(大93倍)。导致地球表面压力的92倍。然而,大气的厚度非常相似,与中间层扩展到120公里,只有41%的人比地球上的高,尽管9300%的质量。

这行星的比较表明,更多的公司_2美元将导致更大规模的大气和更高的大气压力,但在其实际体积变化不大(如果你设法定义如何测量大气的体积)。

作为一个类比,想象你有1米的积雪,有1米的降雪。你不会得到两米的积雪。这场是因为新雪雪下面紧凑,导致大约1.7米的积雪。

因此,大气中的气体会导致大气的密度,但对其厚度几乎没有影响。

现在我们要做一个非常重要的区别:它不是相同的添加公司_2从美元公司_2源(如火山爆发)美元比添加它由于燃烧化石燃料。这是因为后者不添加大气分子,只是把O _2分子美元变成_2美元。现在,如果你看看这种转变意味着什么在体积方面,你会得到一个惊喜(至少对我来说是一个意外):

考虑到标准条件(20°C和1 atm)。一个立方米(的体积)的O _2美元重量1.331公斤。当你使用氧气燃烧化石燃料的所有分子会从32的分子量(O _2美元)到44.01 (CO _2)美元,意味着你最终CO _2美元1.831公斤。现在是很有趣的部分:在同等条件下,一个立方米(的体积)有限公司“_2美元重量1.842公斤,因此,我们最初立方米O _2美元变成0.994 ^ 3美元_2美元,相当于体积减少0.6%。因此,燃烧化石燃料可以减少大气的体积。

起初我很惊讶这个结果,但它很好地解释经典的实验,一个煮鸡蛋卷入一个瓶子:这是一个截图这个视频你可以看到在行动(跳到分钟1:10)

现在,尽管燃烧东西的体积减少的气氛。重要的是要注意,如果你增加温室气体CO _2美元或甲烷,你不仅增加这些气体在大气中,因为温度的增加也会导致水蒸气的增加。所以大气质量增加的质量将比公司_2美元或甲烷补充道。和额外的质量与其他分子,因此它将导致额外的体积(燃烧情况相反的分子是常数)。

因此,正如我们燃烧化石燃料的质量增加大气(以及大气压力),但体积减少,因为公司_2是燃烧的产物,美元费用的增加会减少氧气的数量(O _2美元)。

虽然,这减少很小:大气中氧气和0.04% ~ 21%的公司_2,美元因此增加公司_2 30%的美元(类似于从300到400 ppm),意味着减少O _2为0.01%,美元(使用一个相对较小的变化维基百科数字它将氧气从20.946%升到20.934%)。同时,严格成立的前提是你做一个瞬时燃烧。因为随着时间的推移,对这种不平衡可能会有负面的反馈工作。例如,植物将会增加光合作用的速率(公司“_2美元施肥效果)

也就是说,质量提高(和体积减少)有限公司相关_2从美元300 ppm(工业化前的水平)到400 ppm是可以忽略的,而且可能相形见绌每天微粒材料或水汽的变化。

作为边注,这本书”红色的火星”,使一个科学合理的描述如何“起程拓殖“火星,以及如何添加公司_2,美元或水蒸气增加大气压力和表面温度。

Answer 2

间接地让我回答这个问题。当压力锅部分充满水加热,将会有更多的空气中水蒸气分子在压力锅但压力锅仍然相同的体积。唯一改变压力锅内压力和温度的空气。

体积的气体由理想气体定律即决定PV = nRT在哪里P是压力,V是体积,n是数量的气体,R是一个常数,T是温度。如果P和T保持相同然后添加更多的气体(增加n)将导致V(体积)的变化。然而,影响空气压力和温度的因素高度可变和大型,极小的体积增量预期数量的有限公司₂无关紧要。然而,有限公司₂通过吸收红外辐射温度增加,导致体积增加的研究中。