丁铎尔效应的实质及产生条件是什么?_丁铎尔气候变化
1.2017高一化学重要笔记整理
2.气溶胶是什么?
3.丁达尔为什么这么伟大
气溶胶(aerosol)由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点,其大小为0.001~100μm,分散介质为气体。液体气溶胶通常称为雾,固体气溶胶通常称为雾烟。
天空中的云、雾、尘埃,工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟,采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘,人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。
气溶胶的消除,主要靠大气的降水、小粒子间的碰并、凝聚、聚合和沉降过程。
基本介绍 中文名 :气溶胶 外文名 :aerosol 大小 :0.001~100μm 消除方法 :降水、粒子碰并、聚合、沉降等 别称 :胶体分散体系,气体分散体系 颗粒形状 :近球形、片状、针状、不规则状等 简介,物理性质,特性,粒度,分类,自然产生,人类产生,研究历史,浓度分布,化学组成,制备方法,物质影响,全球变暖,环境污染,农业影响,套用举例,学术研究,研究进展,MODIS影像, 简介 悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒的密度与气体介质的密度可以相差微小,也可以悬殊很大。颗粒的大小一般从0.001~100μm。颗粒的形状多种多样,可以是近乎球形,诸如液态雾珠,也可以是片状、针状及其它不规则形状。在工程技术中,特别是劳动保护和环境保护工程中,为区别于洁净空气,常通俗地使用含尘气体或污染气体来称呼气溶胶。从流体力学角度,气溶胶实质上是气态为连续相,固、液态为分散相的多相流体。 气溶胶分为烟、雾和灰尘,可自然产生或人工形成。用物理或化学凝结法获得的小于10μm固体微粒构成的气溶胶称为烟。在蒸气凝结或液体分散过程液体微粒构成的气溶胶称为雾。固体物质分散时由大于10μm固体微粒构成的气溶胶叫做灰尘。气溶胶在多数情况下是粗分散物系,所以在引力场中它们迅速沉降于表面气溶胶中不断进行能导致本身破坏的自发过程:微粒的附着(凝聚)、汽滴的汇合(聚结)、沉积(沉降)、蒸发、等温升华。在上述过程的影响下,微粒的初始浓度(一立方厘米内的微粒个数)急剧下降。过滤、电场或超音波场的作用、气溶胶流向的变化(气旋)、促使气溶胶微粒增大的结晶中心引入或凝结核引入均属能破坏气溶胶的诸过程。气溶胶在军事上具有重大意义,在使用化学毒剂时,通常是使毒剂成气溶胶状态。以形成大面积的空气、地面和物体染毒。在核爆炸时生成放射性气溶胶,它可随空气流飘移至很远的距离,并使大气污染,而由于较大微粒的沉降又可沾染地面(沿放射性烟云运动的径迹)。气溶胶可用来构成遮蔽烟幕。在体积爆炸中,利用燃烧物质(混合燃料)生成气溶胶云团,此云团爆炸时具有很强的破坏力。在生活环境(潜水艇、宇宙飞船等)中产生的气溶胶是有害的。为在这种密闭空间里造成人们生活的正常条件,需想法清除气溶胶。 物理性质 特性 美国科学家莱尔·达维·古德休制造气溶胶:凡分散介质为气体的胶体物系成为气溶胶。它们的粒子大小约在0.001-100μm之间,属于粗分散物系。气溶胶粒子是悬浮在大气中的多种固体微粒和液体微小颗粒,有的来源于自然界,如火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的孢子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等:有的是由于人类活动,如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质,以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。当气溶胶的浓度达到足够高时,将对人类健康造成威胁,尤其是对哮喘病人及其他有呼吸道疾病的人群。空气中的气溶胶还能传播真菌和病毒,这可能会导致一些地区疾病的流行和爆发。 直接喷射性气溶胶仪器 气溶胶粒子具有分布不均匀、变化尺度小、复杂性的特点,多集中于大气的底层,对云的凝结核、雨滴、冰晶形成,进而对降水的形成起重要作用。气溶胶甚至可以改变云的存在时间,能够在云的表面产生化学反应,决定降雨量的多少,影响大气成分。 由于气溶胶的分散介质是气体,气体的粘度小,分散相与分散介质的密度差很大,质点相碰时极易粘结以及液体质点的挥发,使气溶胶有其独特的规律性。气溶胶质点有相当大的比表面和表面能,可以使一些在普通情况下相当缓慢的化学反应进行得非常迅速,甚至可以引起爆炸,如磨细的糖、淀粉和煤等。 气溶胶质点能发生光的散射,这是使天空成为蓝色,太阳落山时成为红色的原因。在动力性质方面,其布朗运动非常剧烈,当质点小时具有扩散性质;当质点大时,由于与介质的密度差大,沉降显著。因介质是气体,这些动力性质与气体分子自由路程有关。在电学性质方面,气溶胶粒子没有扩散双电层存在,但可以带电,其电荷来源于与大气中气体离子的碰撞或与介质的摩擦,所带电荷量不等,且随时间变化;质点既可带正电也可带负电,说明其电性决定于外界条件。在稳定性方面,气溶胶粒子没有溶胶粒子那样的溶剂化层和扩散双电层,相碰时即发生聚结,生成大液滴(雾)或聚集体(烟),此过程进展极其迅速,所以气溶胶是极不稳定的胶体分散体系,但由于布朗运动的存在,也具有一定的相对稳定性。 粒度 描述气溶胶粒度的常用术语是当量直径 , 即粒子直径的可测量指标。被测的不规则粒子的当量直径就是与之有相同物理性质的球形粒子的直径。一般有空气动力学当量直径、迁移率当量直径、质量当量直径、表面当量直径、扩散当量直径等等。例如,空气动力学直径是与不规则粒子有着相同沉降速率的单位密度(1000kg/m 3 或1g/cm 3 )的球形粒子的直径。 气溶胶仪器 一般说来,半径小于1μm的粒子,大都是由气体到微粒的成核、凝结、凝聚等过程所生成;而较大的粒子,则是由固体和液体的破裂等机械过程所形成。它们在结构上可以是均相的,也可以是多相的。已生成的气溶胶在大气中仍然有可能再参加大气的化学反应或物理过程。液体气溶胶微粒一般呈球形,固体微粒则形状不规则,其半径一般为0.001-0.1μm,气溶胶在大气光学、大气辐射、大气化学、大气污染和云物理学等方面具有重要作用。 小粒径气溶胶的浓度受凝聚作用所限制,而大粒子的浓度则受沉降作用所限制。微粒在大气中沉降的过程中, 受的阻力和重力的作用达到平衡时,各种粒子的沉降速度不同。 分类 气溶胶按其来源可分为一次气溶胶(以微粒形式直接从发生源进入大气)和二次气溶胶(在大气中由一次污染物转化而生成)两种。它们可以来自被风扬起的细灰和微尘、海水溅沫蒸发而成的盐粒、火山爆发的散落物以及森林燃烧的烟尘等天然源,也可以来自化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放的烟尘等人为源。 自然产生 天然气溶胶:云、雾、霭、烟、海盐等。 生物气溶胶:微粒中含有微生物或生物大分子等生物物质的称为生物气溶胶(bioaerosol),其中含有微生物的称为微生物气溶胶。 人类产生 工业化气溶胶:有杀虫剂、消毒剂和卫生消毒剂、洗涤剂和清洁剂、蜡、油漆和发胶。 食用气溶胶:搅拌过的奶油。 气溶胶能够引起丁达尔效应 气溶胶中的粒子具有很多特有的动力性质,光学性质,电学性质。比如布朗运动,光的折射,象彩虹,月晕之类都是因为光线穿过大气层而引起的折射现象.而大气中含有很多的粒子,这些粒子就形成了气溶胶。 气溶胶在医学,环境科学,军事学方面都有很大的套用。在医学方面套用于治疗呼吸道疾病的粉尘型药的制备,因为粉尘型药粉更能够被呼吸道吸附而有利于疾病的治疗。环境科学方面比如用卫星检测火灾.在军事方面比如烟雾弹之类,还有可以制造气溶胶烟雾来防御雷射武器。 气溶胶的容器内含有两种物质--有待喷射的液态物和保持压力的压缩气体。当揿下按钮时,阀门张开,压缩气体将喷嘴里的一些液态物压出。 研究历史 1926年,挪威科学家埃里克·罗西姆首先想出了这个点子。但其他一些科学家也同样有此想法。美国人朱利叶斯·S·可汗想出了一次性使用的金属雾筒。同样来自美国的莱尔·达维·古德休则进一步研制了这一发明,使它成为可以上市的商品。1941年,第一批气溶胶开始销售。 气溶胶广泛套用于一系列消费品。涂漆、清洁剂、擦光剂、除臭剂、香水、剃须乳剂,甚至掼奶油,都广泛地以气溶胶方式销售。另外,人们还证明它们在卫生保健上也是行之有效的,可用来治疗某些呼吸器官的疾病。 但也发现了气溶胶存在的一个问题。用于压缩气体的化学药品通常是含氯氟烃(即CFCs),已证明它是对地球大气层上的臭氧层造成损害的一类物质。 最流行的现代气溶胶压缩气体是二氧化碳气体,它能在气溶胶喷筒内生成。像丙烷、异丁烷这类气体也可使用。 浓度分布 气溶胶的浓度,可以用一定体积中微粒的总质量来表示,基本单位是微克/米,也可以用数密度即单位体积内的粒子数目来表示。气溶胶的分布特性通常可用其粒子数目( n )、粒子表面积( S )、粒子的体积( V )或质量( m )按粒径大小( D )的分布来描述,一般作d n /d lg D 、d S /d lg D 和d V /d lg D 对lg D 的分布图,它们基本上呈常态分配。对于半径( r )在0.1μm和10μm之间的粒子,一般用容格(Junge)分布来表示。 式中 v 近似等于3, C 是正比于粒子浓度的常数。但是20世纪70年代以来,有人提出三模态大气气溶胶的分布(爱根核模、积聚模和粗粒子模)。图中还示出它们的粒径范围、主要质量源以及质量的输入或去除的主要过程。由此可见,爱根核范围的粒子是由高温过程或化学过程产生的蒸汽凝结而成;积聚作用范围的粒子是由核模中的粒子凝聚或通过蒸汽凝结长大而形成,80%以上的大气硫酸盐微粒属于此模;粗粒子则是由液滴蒸发、机械粉碎等过程形成。细粒子和粗粒子的分界线通常直径为2μm左右。从对人体呼吸道的危害看来,10μm以上的粒子,常阻留在鼻腔和鼻咽喉部;2~10μm的粒子大部分留在上呼吸道,而2μm以下的粒子随着粒径的减小在肺内滞留的比率增加,0.1μm以下的粒子随着粒径的减小在支气管内附着的比率增加。半径小于0.1μm的粒子,其数密度随离地面高度的增加而减小,这表明它们来源于地表;但半径0.1~1μm的粒子,其数密度在对流层顶上部随高度逐渐增加,并且在15~20公里附近出现极大值,形成平流层内的气溶胶层,这层气溶胶可能是火山喷出物气体在平流层中经氧化成固体而形成的。它虽然只占大气中气溶胶总量的百分之几,但对于大气的气温有重要的影响。通过大气遥感可探测气溶胶粒子的平均谱分布。 自从美国公布了全球PM2.5的分布图,北京等城市的PM2.5含量受到关注,尤其是近断时间持续的“雾霾“天气使得市民感到恐慌,预防和治理PM2.5污染迫在眉睫。2012年全国增加了很多监测PM2.5站点,但是地面监测站毕竟不能完全均匀分布在每一个地方,卫星遥感手段以其时效性高、覆盖面广、解析度高等优势使得快速大面积监测气溶胶情况成为可能。MODIS是先进的多光谱遥感感测器,具有36个观测通道,覆盖了当前主要遥感卫星的主要观测数据。利用反演得到的气溶胶光学厚度空间分布数据结合PM2.5实测数据建立相关模型,即可实现PM2.5的遥感监测。该微课堂讲的就是如何基于ENVI 5.0反演气溶胶的光学厚度空间分布。 化学组成 气溶胶的化学组成十分复杂,它含有各种微量金属、无机氧化物、硫酸盐、硝酸盐和含氧有机化合物等。由于来源不同,形成过程也不同,故其成分不一,特别是城市大气受污染源的影响,气溶胶的成分变动较大。但是非城市大气气溶胶的成分比较稳定,大体上与地区的土壤成分有关。 大气中二氧化硫转化形成的硫酸盐,是气溶胶的主要成分之一。其转化过程尚未完全明白,已知二氧化硫可在均相条件下(在气相中),或在水滴、碳颗粒和有机物颗粒表面等多相条件下(在液相或固相表面上)转化成三氧化硫,再与水反应生成硫酸,并和金属氧化物的微尘反应而生成硫酸盐。硫是气溶胶内最重要的元素,其含量能反映污染物的全球性迁移、传输和分布的状况(见大气微量气体)。 气溶胶中硝酸盐和有机物的形成机制,尚待研究。气溶胶中有铵离子(NH 4 + )存在,能与硫酸根离子(SO 4 2- )和硝酸根离子(NO 3 - )生成铵盐。至于气溶胶中的有机物,更是许多种类有机物的复杂混合物,其中包括稀烃、烷烃、芳烃、多环芳烃、醛、酮、酸、醌、酯,以及有机氮化物和有机硫化物等。 气溶胶来源于土壤的各种元素(如铕、钠、钾、钡、铷、镧、铈、矽、钐、钛、钍、铝等),其含量在地区之间差别不大;而来源于工业区的各种元素(如氯、钨、银、锰、镉、锌、锑、镍、砷、铬等),就有较大的地区差别。 气溶胶是大气中极其重要的组成部分,它不仅直接影响人类的健康,还能增加大气的化学反应,降低能见度,增加降水、成云和成雾的可能性,影响大气辐射收支,导致环境温度和植物生长速率的改变以及沾污材料。对气溶胶的研究,无论对于大气化学、云和降水物理学、大气光学、大气电学、大气辐射学、气候学、环境医学或者生态学等学科来说,都有重要意义。但气溶胶化学组成的研究仅是开始,还有待于今后发展。 制备方法 可分为分散法和凝聚法两大类。分散法是借助外力将固体或液体分裂成较小的部分,又分为固体的机械磨碎法和液体喷雾法,所得气溶胶的分散程度往往不高。凝聚法是将分散相物质先分裂成单个分子的物质(即成气体或蒸气状的物质),然后再凝结成胶体大小的质点,因此包含过饱和蒸气的形成和过饱和蒸气的凝聚两个阶段。其关键是得到过饱和蒸气,这可以由蒸气冷却凝聚和化学反应来达到。对每一种物质来说,在一定的温度下,饱和蒸气的最大浓度及其相应的饱和蒸气压,都是一定的,且随温度的降低而减小,因此当蒸气冷却时,过饱和蒸气在凝结中心(或称核心)产生凝聚,形成气溶胶质点。凝结中心可以是尘粒,其他的大气核心、离子和极性分子等,但过饱和度相当高时,蒸气分子本身可凝结而无需核心,利用化学反应可产生蒸气压小的物质,达到过饱和就凝聚。通常所制得的气溶胶质点一般都是多分散的,用气溶胶发生器并控制反应条件可得到单分散的气溶胶。 物质影响 全球变暖 雾、烟、尘埃等是最常见的自然气溶胶。通过对密封装置的加压,可从各种各样的物质中产生气溶胶,其中包括杀虫剂、油漆、喷发定型剂等。这种物质与一种易于液化的气体混合(往往是一种加入微量氟化物或氯化物的碳氢化合物),一旦释压,后者会产生推进作用。人们普遍担心,由于加入氟化物的碳氢化合物比空气轻,因而会在大气层中引起一系列反应,从而破坏臭氧层(ozone layer)。因臭氧层保护地球上的生物免受紫外线的辐射,因此制定了一些措施,禁止在气溶胶中使用加入氟化物的碳氢化合物。 研究称气溶胶对全球变暖的“冷却效应”很微弱。一位挪威科学家表示,他已经估测出了气溶胶到底能对气候产生多大影响。 散布在大气中的气溶胶微粒对太阳光具有反射效应,进而可以“遮蔽”全球变暖的影响。而这位挪威科学家的研究项目的目的是要综合运用反应这种“直接气溶胶效应”的各类模型和观测结果,以准确评估这一冷却效应的作用。 据英国广播公司讯息,挪威国际气候和环境研究中心的气候科学家冈纳·迈尔(Gunnar Myhre)在《科学》杂志上报告说,他的研究发现冷却效应并不像此前研究预测的那么强烈。迈尔说,这能清楚地表明到目前为止人类到底给气候带来了多大的改变。他研究的污染微粒包括硫酸盐等工业气溶胶、燃烧农业废弃物所排放的硝酸盐以及柴油发动机和其它燃烧形式所产生的黑碳(煤烟)。“气溶胶排放的全球模型显示,温室气体造成的全球变暖有大约10%被它们(气溶胶)的冷却效应消除了。”参与该项研究的英国气象局气溶胶研究员吉姆·海伍德(Jim Haywood)解释说,“但利用卫星手段探测到的大气气溶胶的含量却表明,冷却效应消除了大约20%(的全球变暖)。” 迈尔协调了两种方法,最终得到了一个更为精确的评估数据——冷却效应接近10%。这一结果比联合国 *** 间气候变化专家委员会(IPCC)此前所预测的要弱。“硫酸盐和有机碳反射太阳辐射,而黑碳在很大程度上却会吸收太阳辐射。”他解释说。“模型考虑到了黑碳(排放)增幅多于其它两种气溶胶的情况。但基于观测的方法却难以将其考虑在内,因为我们只有针对当前状况的观测数据,而且不是在人类活动开始之前的。这将对以后的气候预测产生影响。”海伍德说。 不过,气溶胶对气候的影响远不止于此。气溶胶微粒会改变云层,增加大气中液滴浓度,从而增加云量。迈尔说,这种“间接气溶胶效应”引起的遮蔽或者冷却作用仍然存在“很多不确定”。海伍德对此表示同意。“气溶胶对云量的影响让我们很伤脑筋,”他说,“这给我们的数据采集留下了一个大空白。”他和英国气象局的同事已经开始研究是否可以利用气溶胶来有意地遏制全球变暖。 在最近的一项研究中,他通过气候模型来预测,利用海盐颗粒增加云层的反照率这种故意使云层变亮的手段将对全球气温产生什么样的影响。研究小组发现,全球变暖将被延缓多达25年,但他们同时发现,这种方法也会带来很多不利影响。研究人员说,其中最严重的后果就是,南美地区的降雨量将大幅减少,这很可能会加速亚马逊雨林的枯萎,给这一世界主要碳汇造成损失。“采用这种方法,你必须非常谨慎地选择云层。”海伍德说。迈尔指出,同温室气体相比,气溶胶对气候的影响最终将变得无足轻重。 “气溶胶的寿命很短,而温室气体的寿命却很长——二氧化碳可以存在100多年。”他说,“在将来,温室气体才是全球变暖真正的大问题。它们的影响将越来越重要。” 环境污染 霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10公里的空气普遍混浊现象,这里的干尘粒指的是干气溶胶粒子。一般情况下,当能见度在1~10公里时可能既有干气溶胶的影响(即霾的影响),也可能有水滴的贡献(即轻雾的贡献),且不易区分,所以就被称为“雾-霾”现象。由于在实际的大气中没有气溶胶粒子作为云雾的凝结核(或冰核),无法形成雾,所以雾和霾的背后都与气溶胶粒子有关。 造成大气污染的空气气溶胶有烟雾、硫酸雾及光化学烟雾等。微粒物主要来源于工业生产、加工过程、各种锅炉或炉灶排出的烟尘以及汽车排出的污染物及由它转化成的二次污染物。气溶胶在气体介质中作布朗运动,不因重力作用而沉降,因此,可长期悬浮于空气之中。气溶胶粒子可通过呼吸道,侵入人体,对人体健康造成危害。因此,应该通过改进燃烧方式,采用无污染或少污染能源,提高除尘器效率以及植树造林等措施,加强对微粒的控制。 工业城市上空的烟雾和工厂、矿井中的烟尘对人体健康危害极大(如矽肺),还有破坏大自然的酸雨以及易引起爆炸的粉尘,都和气溶胶有关。 农业影响 气溶胶对气候和环境的影响,必将影响植被的生长及农业生产。大气气溶胶包括的种类繁多,按成分来源,可将气溶胶分为人为源气溶胶(硫酸盐类、氮化物类、氟化物类、黑碳类和金属粉尘)和白然源气溶胶(火山灰和沙尘类)。 大气气溶胶对植物的影响,一般通过改变植物光合有效辐射(PAR: Photosynthetically Active Radiation)的数量和质量或气候因了(温度、降水,直接改变PAR)来影响植物的生长发育,即大气中的气溶胶粒了吸收、散射太阳辐射,使地面接受太阳辐射减少,导致植物PAR随之减少,造成农作物生长受阻。 Lianhong Gu等根据全球第一生产力模型提出气溶胶的散射对陆地生态系统生产力有有利影响,像散射辐射导致林冠高效率的有效光能利用,还会降低林冠光合作用饱和度。Chameides等根据中国气溶胶光学厚度及其对总辐射削弱的估算结果,结合作物生长模式(CCERES),初步评估了气溶胶对南京地区冬小麦和水稻产量的影响。结果显示,辐射的降低与产量的降低呈1:1的线性关系,产量大约降低5%-30%。 但Roderick等得出中等气溶胶浓度和中等云量情况下净植被生产力(NPP)最高的研究结论,认为气溶胶的增加一定程度上提高NPP。后来Cohan等利用两个冠层光合作用模式分析了中纬度地区夏季光合有效辐射减少和漫射辐射增加给植被生产力造成的综合影响时发现,不同地区因气溶胶光学厚度和云量的不同,对植被生长可能有害,但亦可能有利。 Dev Niyogi通过观测试验,研究气溶胶沉降对不同植被包括树木、作物和草地的碳同化的影响,分析指出了不同漫射光比例和云量时,对3种植被碳同化的影响程度也不同。 套用举例 气溶胶在工业、农业、国防和其他方面都已得到广泛的套用, 工业: 气溶胶可以加快燃烧速率和充分利用燃料,喷雾干燥可提高产品质量,已广泛用于医药工业与洗衣粉的生产;气溶胶灭火技术就是近几十年发展起来的灭火技术,并成为哈龙灭火产品的代替物之一,也是套用在工民建消防领域的利器。气溶胶灭火技术烟火技术和超微颗粒技术发展的结晶。在不断的发展过程中,逐渐自我完善,在用于灭火救援时呈现出越来越好的优越性能。 农业: 农药的喷洒可提高药效、降低药品的消耗;利用气溶胶进行人工降雨,可大大改善旱情。 国防: 当雷射在大气中传输时,大气中的各类气体分子和气溶胶粒子都会对雷射产生吸收和散射,进而影响雷射在大气中的能量分布。在各类引起雷射衰减的因素中,对雷射传输能量损耗最大、传输特性影响最为强烈的是大气气溶胶粒子的散射、吸收和衰减效应。如在雷射通信技术领域,众多实验结果表明,大气信道的影响己经成为制约无线雷射通信技术发展的最大挑战,严重时大气的衰减甚至可达100dB,这极大的降低了探测端接收光信号的信噪比,进而导致通信距离下降及通信质量变差。在军事国防领域,大气散射的影响和作用则更加致命,在雷射武器、雷射测距、雷射雷达、雷射制导等套用中,大气气溶胶所导致的大气散射会使光束向四面八方发散,严重破坏雷射的定向性和能量集中的特性,从而导致定向雷射传输的作用距离缩短雷射能量降低,严重时甚至造成打击失效。因此研究气溶胶的吸收和散射特征,可以得到雷射衰减效应及其物理规律,在国防上,可以用来制造信号弹和遮蔽烟幕。 学术研究 研究进展 气溶胶产生过程 据一项研究报告,在芬兰Hyyti?l?北方森林中的实地研究及在实验室中的试验揭示了气体分子是如何形成大气气溶胶的。这些发现可能就新气溶胶形成对大气气溶胶预算的作用及其对气候的影响有所启示。 大多数的气溶胶——它们是来自火山、尘埃、污染物及其它来源的极小的在空气中传播的颗粒——是从它们本身的环境中产生的,而不是从陆地、海洋或太空被完整直接地运输过来的。这些气溶胶来自一种增长过程,它开始时为大气中的分子及分子簇,它的尺寸随着其获取其它分子、分子簇和颗粒而变得越来越大。 在二十世纪90年代,科学家们已经发现了大气颗粒形成机制的线索,但在那时要知道其确切的机制是不可能的,因为他们没有足够的能力来检测微小颗粒以观察这一过程的肇始。 Markku Kulmala及其同事研发了敏感的新技术,使得人们能够检测并对这些细小的起源物进行计数,从而使人们能够详细地勾勒出气溶胶形成的过程。研究人员发现,气溶胶形成的起始步骤是以直径小于0.002μm的集簇物开始,而硫酸及有机分子是颗粒增长过程的关键成分。研究人员发现,硫酸和像碳这样的有机分子会连线在一起形成一种关键性的集簇物,它会增长成为一个气溶胶颗粒。集簇物足够稳定的积聚以实现持续增长是气溶胶形成的关键。 理解气溶胶是如何形成的对了解这些颗粒对气候变化的影响是至关重要的。 MODIS影像 自从美国公布了全球PM2.5的分布图,北京等城市的PM2.5含量受到关注,尤其是持续的“雾霾“天气使得市民感到恐慌,预防和治理PM2.5污染迫在眉睫。2012年全国增加了很多监测PM2.5站点,但是地面监测站毕竟不能完全均匀分布在每一个地方,卫星遥感手段以其时效性高、覆盖面广、解析度高等优势使得快速大面积监测气溶胶情况成为可能。 反演流程 MODIS是先进的多光谱遥感感测器,具有36个观测通道,覆盖了当前主要遥感卫星的主要观测数据。利用反演得到的气溶胶光学厚度空间分布数据结合PM2.5实测数据建立相关模型,即可实现PM2.5的遥感监测。该微课堂讲的就是如何基于ENVI 5.0反演气溶胶的光学厚度空间分布。 作用 气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中,从而冷却大气,并会使大气的能见度变坏,另一方面却能通过微粒散射、漫射和吸收一部分太阳辐射,减少地面长波辐射的外逸,使大气升温。2017高一化学重要笔记整理
不一定。
若pm2.5即细颗粒物的直径处于1~100nm间,可形成胶体;若其直径小于1nm或处于100nm~2.5um时,则分别形成溶液和浊液。
PM2.5又称细粒、细颗粒、细颗粒物。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5?微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。
与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
扩展资料:
1、胶体(Colloid)又称胶状分散体(colloidal dispersion)是一种较均匀混合物,在胶体中含有两种不同状态的物质,一种分散相,另一种连续相。
分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成,分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体;胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,这是一种高度分散的多相不均匀体系。
2、分散质的粒度>100nm(10^-7m)之间的分散系叫浊液。分散质是分子的集合体或离子的集合体,具有浑浊、不稳定等宏观特征。浊液是不溶性固体颗粒或不溶性小液滴分散到液体中形成的混合物,分别为悬浊液和乳浊液,浊液不均匀,不稳定。
百度百科—细颗粒物
百度百科—胶体
百度百科—浊液
百度百科—溶液
气溶胶是什么?
清晰有重点的笔记能帮助高一学生更好理解化学课堂知识,也有利于高一学子在课后或者考试前对所学化学知识点进行复习。下面是我为您带来的 高一化学 重要笔记整理,希望对大家有所帮助。
高一化学重要笔记整理
一、化学实验安全
1、(1)做有毒气体的实验时,应在通风厨中进行,并注意对尾气进行适当处理(吸收或点燃等)。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯,尾气应燃烧掉或作适当处理。
(2)烫伤宜找医生处理。
(3)浓酸撒在实验台上,先用Na2CO3 (或NaHCO3)中和,后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上,宜先用干抹布拭去,再用水冲净。浓酸溅在眼中应先用稀NaHCO3溶液淋洗,然后请医生处理。
(4)浓碱撒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。
(5)钠、磷等失火宜用沙土扑盖。
(6)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖。
二.混合物的分离和提纯
分离和提纯的 方法 分离的物质 应注意的事项 应用举例
过滤 用于固液混合的分离 一贴、二低、三靠 如粗盐的提纯
蒸馏 提纯或分离沸点不同的液体混合物 防止液体暴沸,温度计水银球的位置,如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向 如石油的蒸馏
萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法 选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂 用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘
分液 分离互不相溶的液体 打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔,使漏斗内外空气相通。打开活塞,使下层液体慢慢流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出 如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液
蒸发和结晶 用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物 加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热 分离NaCl和KNO3混合物
三、离子检验
离子 所加试剂 现象 离子方程式
Cl- AgNO3、稀HNO3 产生白色沉淀 Cl-+Ag+=AgCl?
SO42- 稀HCl、BaCl2 白色沉淀 SO42-+Ba2+=BaSO4?
四.除杂
注意事项:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是"适量",而应是"过量";但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
五、物质的量的单位――摩尔
1.物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。
2.摩尔(mol): 把含有6.02 ?1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。
3.阿伏加德罗常数:把6.02 X1023mol-1叫作阿伏加德罗常数。
4.物质的量 = 物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数 n =N/NA
5.摩尔质量(M)(1) 定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量.(2)单位:g/mol 或 g..mol-1(3) 数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量.
6.物质的量=物质的质量/摩尔质量 ( n = m/M )
六、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积(Vm)(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积.(2)单位:L/mol
2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm
3.标准状况下, Vm = 22.4 L/mol
七、物质的量在化学实验中的应用
1.物质的量浓度.
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。
(2)单位:mol/L
(3)物质的量浓度 = 溶质的物质的量/溶液的体积 CB = nB/V
2.一定物质的量浓度的配制
(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用有关物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制得溶液.
(2)主要操作
a.检验是否漏水.b.配制溶液 1计算.2称量.3溶解.4转移.5洗涤.6定容.7摇匀8贮存溶液. 注意事项:A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶.
B 使用前必须检查是否漏水.
C 不能在容量瓶内直接溶解. D 溶解完的溶液等冷却至室温时再转移. E 定容时,当液面离刻度线1―2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止.
3.溶液稀释:C(浓溶液)?V(浓溶液) =C(稀溶液)?V(稀溶液)
八、物质的分类
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫分散系。被分散的物质称作分散质(可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作分散剂(可以是气体、液体、固体)。溶液、胶体、浊液三种分散系的比较
分散质粒子大小/nm 外观特征 能否通过滤纸 有否丁达尔效应 实例
溶液 小于1 均匀、透明、稳定 能 没有 NaCl、蔗糖溶液
胶体 在1-100之间 均匀、有的透明、较稳定 能 有 Fe(OH)3胶体
浊液 大于100 不均匀、不透明、不稳定 不能 没有 泥水
九、物质的化学变化
1、物质之间可以发生各种各样的化学变化,依据一定的标准可以对化学变化进行分类。
(1)根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为:
A、化合反应(A+B=AB)B、分解反应(AB=A+B)
C、置换反应(A+BC=AC+B)
D、复分解反应(AB+CD=AD+CB)
(2)根据反应中是否有离子参加可将反应分为:
A、离子反应:有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。
B、分子反应(非离子反应)
(3)根据反应中是否有电子转移可将反应分为:
A、氧化还原反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应
实质:有电子转移(得失或偏移)
特征:反应前后元素的化合价有变化
B、非氧化还原反应
2、离子反应
(1)、电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。酸、碱、盐都是电解质。在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质。
注意:
①电解质、非电解质都是化合物,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电。
②电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电。
③能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等。④非金属氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质。
高一化学考试大题高分策略
1、一般有4道大题
其中包括1道化学反应原理题、1道实验题、1道元素或物质推断题、1道有机推断题。
2、试题的综合程度较大
一般都涉及多个知识点的考查。如元素化合物性质题中常涉及元素推断、性质比较实验、离子检验、反应原理等问题。
再如化学反应原理题中的几个小题之间基本上没有多大联系,纯粹就是拼盘组合,其目的就是增大知识的覆盖面,考查知识的熟练程度及思维转换的敏捷程度。
3、重视实验探究与分析能力的考查。
第Ⅱ卷大题或多或少地融入了对实验设计、分析的考查,如基本操作、仪器与试剂选用、分离方法选择、对比实验设计等。
把对实验能力的考查体现得淋漓尽致,尤其是在实验设计上融入了实验数据的分析,题型新颖。
理综化学学科大题的答题策略
1、元素或物质推断类试题
该类题主要以元素周期律、元素周期表知识或物质之间的转化关系为命题点,采用提供周期表、文字描述元素性质或框图转化的形式来展现题干。
然后设计一系列书写化学用语、离子半径大小比较、金属性或非金属性强弱判断、溶液中离子浓度大小判断及相关简单计算等问题。
此类推断题的完整形式是:推断元素或物质、写用语、判性质。
答题策略
元素推断题,一般可先在草稿纸上画出只含短周期元素的周期表,然后对照此表进行推断。
(1)对有突破口的元素推断题,可利用题目暗示的突破口,联系其他条 件,顺藤摸瓜,各个击破,推出结论;
(2)对无明显突破口的元素推断题,可利用题示条件的限定,逐渐缩小推求范围,并充分考虑各元素的相互关系予以推断;
(3)有时限定条件不足,则可进行讨论,得出合理结论,有时答案不止一组,只要能合理解释都可以。
若题目只要求一组结论,则选择自己最熟悉、最有把握的。有时需要运用直觉,大胆尝试、假设,再根据题给条件进行验证也可。
无机框图推断题解题的一般思路和方法:
读图审题?找准?突破口?逻辑推理?检验验证?规范答题。
解答的关键是迅速找到突破口,一般从物质特殊的颜色、特殊性质或结构、特殊反应、特殊转化关系、特殊反应条件等角度思考。
突破口不易寻找时,也可从常见的物质中进行大胆猜测,然后代入验证即可,尽量避免从不太熟悉的物质或教材上没有出现过的物质角度考虑,盲目验证。
2、化学反应原理类试题
该类题主要把热化学、电化学、化学反应速率及三大平衡知识融合在一起命题,有时有图像或图表形式。
重点考查热化学(或离子、电极)方程式的书写、离子浓度大小比较、反应速率大小、平衡常数及转化率的计算、电化学装置、平衡曲线的识别与绘制等。
设问较多,考查的内容也就较多,导致思维转换角度较 大。试题的难度较大,对思维能力的要求较高。
答题策略
该类题尽管设问较多,考查内容较多,但都是《考试大纲》要求的内容,不会出现偏、怪、难的问题,因此要充满信心,分析时要冷静,不能急于求成。
这类试题考查的内容很基础,陌生度也不大,所以复习时一定要重视盖斯定律的应用与热化学方程式的书写技巧及注意事项。
有关各类平衡移动的判断、常数的表达式、影响因素及相关计算;影响速率的因素及有关计算的关系式;电化学中两极的判断、离子移动方向、离子放电先后顺序、电极反应式的书写及有关利用电子守恒的计算;电离程度、水解程度的强弱判断及离子浓度大小比较技巧等基础知识,都是平时复习时应特别注意的重点。在理解这些原理或实质时,也可以借用图表来直观理解,同 时也有利于提高自己分析图表的能力与技巧 总结 思维的技巧和方法,答题时注意规范细致。再者是该类题的问题设计一般没有递进性,故答题时可跳跃式解答,千万不能放弃。
3、实验类试题
该类题主要以化工流程或实验装置图为载体,以考查实验设计、探究与实验分析能力为主,同时涉及基本操作、基本实验方法、装置与仪器选择、误差分析等知识。
命题的内容主要是气体制备、溶液净化与除杂、溶液配制、影响速率因素探究、元素金属性或非金属性强弱(物质氧化性或还原性强弱)、物质成分或性质探究、中和滴定等基本实验的重组或延伸。
答题策略
首先要搞清楚实验目的,明确实验的一系列操作或提供的装置都是围绕实验目的展开的,要把实验目的与装置和操作相联系,找出涉及的化学原理、化学反应或物质的性质等,然后根据问题依次解答即可。
高一地理 常用 学习方法
1.聚合思维法
是指从不同来源,不同方向探索一个正确答案的思维方法。
如:我国气象学家竺可桢教授通过长期对气温、气压、风向和湿度等气候要素的观察,并仔细观察冰的初冻、融化以及物候现象等,得出了我国近五千年以来的气候变化规律。
2. 逆向思维 法
这是以背道常规现象、由结论推原因或条件的 思维方式 。
如:近年来在青藏高原发现了岩溶地形,这一反常现象怎样解释?按青藏高原现在的自然条件,不能形成岩溶地貌。但如果反过来由果索因,从青藏高原的发展历史来探寻答案,则问题就解决了。
3.假设思维法
这种方法也就是我们常说的科学假说。由于受科学水平和技术条件的限制,人们在实践过程中,对某些现象不能确切了解其产生和发展规律,往往借助猜测,作出假定说明。
如:魏格纳用这种方法提出了?大陆漂移说?。科学家们对地中海未来的情形提出了?消亡说?、?干涸说?、?扩展说?三种假设。
4. 发散思维 法
发散思维又叫扩散思维,是指当遇到一个问题,以解决这一问题为目标,进行多方向、多角度、多层次的智力活动,寻求多种答案的思维。
如:植树造林有什么作用?用发散思维就可回答为,森林提供木材,净化空气,吸烟滞尘,涵养水源,保持水土,美化环境等。
5.形象思维法
这种方法就是人们利用自然形象进行思维的方法。
如:在进行地图教学时,由于地图引起学生形象思维有三种因素:
一是空间关系,如地图的范围,经纬度等;
二是地理形象,如山脉、河流、岛屿等;
三是图例符号,如地图上的颜色、等高线、表示城市的圆圈等。
通过对地图的观察,会从三方面引起学生的形象思维活动,有利于形成大家对各种地理事物的空间想象,有利于地理知识的理解和记忆。
6.联想思维法
这是从已知的地理概念出发,将有关 其它 地理概念彼此联系起来的思维过程。联想有?纵比?和?横比?两种发散形式。纵比是从地理事物的各个发展阶段进行比较。
如:地壳的演化史,可比较古生代、中生代、新生代生物的演化阶段的不同。横比是由此地理事物与彼地理事物进行比较。
如:马达加斯加岛的自然带与我国台湾自然带的比较。
7.类比思维法
类比思维是通过联想分析比较,综合归纳,把已经熟知的地理知识、地理规律、思维 经验 与所研究的地理现象、过程相联系,找出它们的相似性,并用类似方法分析、处理问题的思维方法。
如:讲到等深线、等降水量线、等压线时,老师只要提示同学们与等高线相对比,就可解决这些概念。
8.演绎思维法
这是由一般地理原理推断个别地理事物的分布和发展的思维方法。
如:地中海式气候的特征是夏季炎热干燥,冬季温和多雨。非洲大陆西南角属地中海式气候,所以这里必是夏季炎热干燥,冬季温和多雨。
9.归纳思维法
归纳思维是由一系列具体地理事实材料概括出一般地理原理,或者是由一些特殊地理事物推导出一般地理原理的思维方法。
如:我国北方的黄河,海河,辽河等河流,除了它们各自的特性之外,都具有含沙量大,水位变化大,冬季结冰等共同特点,这些特点加以归纳,即可得出中国北方河流水文的一般特征。
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丁达尔为什么这么伟大
气溶胶(aerosol)由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点,其大小为0.001~100μm,分散介质为气体。液体气溶胶通常称为雾,固体气溶胶通常称为雾烟。
天空中的云、雾、尘埃,工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟,采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘,人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。
气溶胶的消除,主要靠大气的降水、小粒子间的碰并、凝聚、聚合和沉降过程。
扩展资料:
气溶胶的影响:
1、全球变暖
雾、烟、尘埃等是最常见的自然气溶胶。通过对密封装置的加压,可从各种各样的物质中产生气溶胶,其中包括杀虫剂、油漆、喷发定型剂等。这种物质与一种易于液化的气体混合(往往是一种加入微量氟化物或氯化物的碳氢化合物),一旦释压,后者会产生推进作用。
2、环境污染
霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10公里的空气普遍混浊现象,这里的干尘粒指的是干气溶胶粒子。一般情况下,当能见度在1~10公里时可能既有干气溶胶的影响(即霾的影响),也可能有水滴的贡献(即轻雾的贡献),且不易区分,所以就被称为“雾-霾”现象。
3、农业影响
气溶胶对气候和环境的影响,必将影响植被的生长及农业生产。大气气溶胶包括的种类繁多,按成分来源,可将气溶胶分为人为源气溶胶(硫酸盐类、氮化物类、氟化物类、黑碳类和金属粉尘)和白然源气溶胶(火山灰和沙尘类)。
百度百科-气溶胶
因为丁达尔的工作为我们奠定了气候变化及气象学的基础。
他是一位重要的科学家,也是一名著名的登山家。我们在初中化学课堂上学到的“丁达尔效应”,便是以他的名字命名的。但他所作的科学贡献,远不仅于此。云端的丁达尔效应:当光线透过溶胶体时,从入射光的垂直方向可以观察到胶体中出现一条光亮的“通路”。
1859年,丁达尔用实验证明了含有二氧化碳和水蒸气的气体可以吸收热量。他的实验所采用的热源并非太阳,而是一个含有沸水的铜制立方体所辐射出的热量,即红外线辐射。现在我们知道,这也是地球表面会放出的辐射。那时有研究表明,地球的温度比预期的要高,因此有人推测大气层或许起到了绝缘保温的作用。但是没人能对这种现象,即我们现在所说的温室效应作出更科学的解释。
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