Estudo da atmosfera - troca de energia e massa

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ESTUDO DA ATMOSFERA
Química Ambiental

TROCAS DE ENERGIA E MASSA

Transferência de calor e massa
O Sol é a fonte de energia que controla a circulação da atmosfera, e emite energia em forma de radiação eletromagnética. Parte é interceptada pelo sistema Terra-atmosfera e convertida em outras formas de energia como, por exemplo, calor e energia cinética da circulação atmosférica. A entrada deenergia solar na atmosfera é gigantesca podendo chegar a 1,34x103 W/m2 (19,2 kcal/min.m2 ), sendo este valor conhecido como constante solar. Se esta energia chegasse a superfície da terra dificilmente haveria um ser vivo que suportasse estas condições. As grandes mudanças climáticas que conhecemos por idade do gelo foram causadas por pequenas variações na temperatura média da terra. Transferência de calor e massa
A atmosfera tem a missão de manter estas margens bastante estreitas de temperatura, infelizmente sem que possamos conhecer seus mecanismos na sua totalidade. Metade da radiação solar que entra na atmosfera atinge a superfície da terra, sendo que a metade restante ou é refletida diretamente ou absorvida pela atmosfera e enviada ao espaço como radiação infravermelha (IR). Amaior parte da energia solar que chega a superfície da terra é absorvida e deve retornar ao espaço com o objetivo de manter o balanço térmico necessário a vida.

Transferência de calor e massa
Este transporte de energia é conseguido através dos fenômenos de condução, convecção e radiação. Condução: Ocorre através da interação de átomos e moléculas adjacentes. Convecção: envolve o movimento demassas de ar que podem ser quentes ou frias. Elas possuem tanto calor sensível, em função da energia cinética das moléculas, como calor latente da energia do vapor de água. Radiação: ocorre através de radiações eletromagnéticas na região do infravermelho do espectro. Como esta é a única maneira de haver movimento no vácuo, é por este fenômeno que o calor retorna ao espaço mantendo o balanço térmico. Transferência de calor e massa
Este balanço entre a energia que entra e a que sai é que pode ser impactado pelo homem. Temperatura média da superfície terrestre: É mantida ao redor de 15ºC em função do efeito estufa natural da atmosfera no qual o vapor de água e em menor escala o CO2 reabsorvem uma parte do calor rebatido da superfície devolvendo por volta de 50% a superfície. Se nãoocorresse este fenômeno a temperatura na superfície terrestre seria ao redor de -18ºC, sendo que esta absorção é realizada essencialmente pelas moléculas de água.

Reações Químicas Atmosféricas
Processo Fotoquímico A absorção da luz por espécies químicas pode levar a reações que de outra forma não ocorreriam em condições, particularmente de temperatura, em ambientes com pouca luz. Estas reações sãochamadas de reações fotoquímicas ocorrendo sem a necessária presença de catalisadores e mesmo a temperatura mais baixas do que a reação realmente necessitaria.

Reações Químicas Atmosféricas
Processo Fotoquímico
Como exemplo poderíamos citar o NO2 que é uma das espécies fotoquímicas mais ativas em atmosferas poluentes, além de ser um dos principais precursores do fenômeno de formação do smog. ONO2 absorve luz reagindo e gerando uma molécula que por características próprias chama-se de eletronicamente excitada. NO2 + hv  NO2* Onde: h = constante de Plank : 6,62 x10- 27 erg.seg v = frequência da luz absorvida seg-1, inversamente proporcional ao comprimento de onda.

Reações Químicas Atmosféricas
Processo Fotoquímico A molécula eletronicamente excitada é um dos três tipos de espéciesquímicas reativas encontradas na atmosfera e estão fortemente engajadas nos processos atmosféricos. As outras espécies são átomos ou fragmentos de moléculas com elétrons desemparelhados, chamados radicais livres e íons consistindo de átomos carregados eletronicamente ou fragmentos de moléculas.

Reações Químicas Atmosféricas
As moléculas, eletronicamente excitadas, são produzidas quando...
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