ลักษณะ Exosphere องค์ประกอบทางเคมีฟังก์ชั่นและอุณหภูมิ



Exosphere เป็นชั้นนอกสุดของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์หรือดาวเทียมซึ่งประกอบเป็นขีด จำกัด บนหรือขอบที่มีพื้นที่รอบนอก บนดาวเคราะห์โลกชั้นนี้ทอดตัวเหนือเทอร์โมสเฟียร์ (หรือไอโอโนสเฟียร์) จาก 500 กม. เหนือพื้นผิวโลก.

Exosphere ของโลกมีความหนาประมาณ 10,000 กม. และประกอบด้วยก๊าซที่แตกต่างจากที่เป็นอากาศที่เราหายใจอยู่บนพื้นผิวโลก.

ในชั้นนอกทั้งความหนาแน่นของโมเลกุลก๊าซและความดันมีน้อยที่สุดในขณะที่อุณหภูมิสูงและคงที่ ในชั้นนี้ก๊าซจะกระจายออกไปสู่อวกาศ.

ดัชนี

  • 1 ลักษณะ
    • 1.1 พฤติกรรม
    • 1.2 คุณสมบัติของบรรยากาศ
    • 1.3 สถานะทางกายภาพของนอกโลก: พลาสมา
  • 2 องค์ประกอบทางเคมี
    • 2.1 ความเร็วโมเลกุลของการหลบหนีจากนอกโลก
  • 3 อุณหภูมิ
  • 4 ฟังก์ชั่น
  • 5 อ้างอิง

คุณสมบัติ

Exosphere คือชั้นการเปลี่ยนแปลงระหว่างชั้นบรรยากาศของโลกและอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ มันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่น่าสนใจและมีคุณสมบัติการปกป้องที่สำคัญของโลก.

พฤติกรรม

คุณสมบัติหลักที่กำหนด exosphere ก็คือมันไม่ได้ทำตัวเหมือนของเหลวที่เป็นก๊าซเช่นชั้นในของชั้นบรรยากาศ อนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นมันจะหนีออกไปนอกอวกาศอย่างต่อเนื่อง.

พฤติกรรมของเอ็กโซสเฟียร์เป็นผลมาจากชุดของแต่ละโมเลกุลหรืออะตอมซึ่งติดตามวิถีการเคลื่อนที่ของตัวเองในสนามแรงโน้มถ่วงของโลก.

คุณสมบัติของบรรยากาศ

คุณสมบัติที่กำหนดบรรยากาศคือ: ความดัน (P) ความหนาแน่นหรือความเข้มข้นของก๊าซที่เป็นองค์ประกอบ (จำนวนโมเลกุล / V โดยที่ V คือปริมาตร) องค์ประกอบและอุณหภูมิ (T) ในแต่ละชั้นของบรรยากาศคุณสมบัติทั้งสี่นี้จะแตกต่างกันไป.

ตัวแปรเหล่านี้ไม่ได้ทำหน้าที่อิสระ แต่เกี่ยวข้องกับกฎหมายของก๊าซ:

P = d.R.T โดยที่ d = จำนวนโมเลกุล / V และ R คือค่าคงที่ของก๊าซ.

กฎนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีแรงกระแทกเพียงพอระหว่างโมเลกุลที่ประกอบกันเป็นแก๊ส.

ในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ (โทรโพสเฟียร์, สตราโตสเฟียร์, mesosphere และเทอร์โมสเฟียร์), ส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบด้วยมันสามารถถูกบำบัดเป็นก๊าซหรือของเหลวที่สามารถบีบอัดได้ ก๊าซ.

โดยการเพิ่มความสูงหรือระยะทางสู่พื้นผิวโลกความดันและความถี่ของการชนระหว่างโมเลกุลของก๊าซจะลดลงอย่างมาก.

ที่ระดับความสูง 600 กม. และสูงกว่าระดับนี้เราต้องพิจารณาบรรยากาศในลักษณะที่แตกต่างกันเนื่องจากมันจะไม่ทำงานเหมือนก๊าซหรือของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันอีกต่อไป.

สถานะทางกายภาพของนอกโลก: พลาสมา

สถานะทางกายภาพของนอกโลกคือของพลาสมาซึ่งถูกกำหนดให้เป็นสถานะที่สี่ของการรวมตัวหรือสถานะทางกายภาพของสสาร.

พลาสม่าเป็นสถานะของของเหลวที่อะตอมแทบทั้งหมดอยู่ในรูปแบบไอออนิกนั่นคืออนุภาคทั้งหมดมีประจุไฟฟ้าและมีอิเลคตรอนอิสระไม่เชื่อมโยงกับโมเลกุลหรืออะตอมใด ๆ สามารถกำหนดให้เป็นสื่อกลางของเหลวของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกและลบ, เป็นกลางทางไฟฟ้า.

พลาสมามีผลต่อโมเลกุลที่สำคัญเช่นการตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กสร้างโครงสร้างเช่นรังสีเส้นใยและสองชั้น สถานะทางกายภาพของพลาสมาเป็นส่วนผสมในรูปของการแขวนลอยของไอออนและอิเล็กตรอนมีคุณสมบัติของการเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี.

มันเป็นสถานะทางกายภาพที่พบมากที่สุดในจักรวาลก่อตัวดาวเคราะห์อวกาศดวงดาวและพลาสม่าอวกาศ.

องค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศแตกต่างกันไปตามระดับความสูงหรือระยะทางจากพื้นผิวโลก องค์ประกอบสถานะของการผสมและระดับการแตกตัวเป็นไอออนเป็นตัวกำหนดปัจจัยต่าง ๆ ในการจำแนกโครงสร้างแนวตั้งในชั้นบรรยากาศ.

ส่วนผสมของก๊าซอันเนื่องมาจากความปั่นป่วนนั้นเป็นโมฆะจริงและส่วนประกอบของก๊าซจะถูกแยกออกจากกันอย่างรวดเร็วโดยการแพร่.

ใน exosphere ส่วนผสมของก๊าซถูก จำกัด โดยการไล่ระดับอุณหภูมิ ส่วนผสมของก๊าซอันเนื่องมาจากความปั่นป่วนเป็นจริงไม่มีและส่วนประกอบของก๊าซจะถูกแยกออกจากกันอย่างรวดเร็วโดยการแพร่ สูงกว่า 600 กม. แต่ละอะตอมสามารถหนีจากแรงดึงแรงโน้มถ่วงของโลก.

นอกโลกมีความเข้มข้นต่ำของก๊าซแสงเช่นไฮโดรเจนและฮีเลียม ก๊าซเหล่านี้กระจายตัวในชั้นนี้มากโดยมีช่องว่างขนาดใหญ่มากระหว่างพวกมัน.

เอ็กโซสเฟียร์ยังมีก๊าซแสงน้อยเช่นไนโตรเจน (N)2) ออกซิเจน (O.)2) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO.)2) แต่สิ่งเหล่านี้ตั้งอยู่ใกล้กับ exobase หรือ baropause (โซนของ exosphere ที่อยู่ติดกับ thermosphere หรือ ionosphere).

ความเร็วโมเลกุลของการหลบหนีจากนอกโลก

ในชั้นนอกของโมเลกุลมีความหนาแน่นต่ำมากนั่นคือมีโมเลกุลน้อยมากต่อหนึ่งหน่วยปริมาตรและส่วนใหญ่ของปริมาตรนี้คือพื้นที่ว่าง.

เนื่องจากความจริงที่ว่ามีพื้นที่ว่างขนาดใหญ่ทำให้อะตอมและโมเลกุลสามารถเคลื่อนที่ในระยะทางไกลได้โดยไม่ชนกัน ความน่าจะเป็นของการชนระหว่างโมเลกุลนั้นน้อยมากและไม่เป็นจริง.

ในกรณีที่ไม่มีการชนกันอะตอมไฮโดรเจน (H) และฮีเลียม (เขา) เบาและเร็วขึ้นสามารถเข้าถึงความเร็วที่อนุญาตให้พวกเขาหลบหนีจากสนามแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงของโลกและออกจากอวกาศไปสู่อวกาศอวกาศ.

การหลบหนีออกสู่อวกาศของอะตอมไฮโดรเจนจากนอกโลก (ประมาณ 25,000 ตันต่อปี) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศในช่วงวิวัฒนาการทางธรณีวิทยาทั้งหมด.

โมเลกุลที่เหลือใน exosphere นอกเหนือจากไฮโดรเจนและฮีเลียมนั้นมีความเร็วเฉลี่ยต่ำและไม่ถึงความเร็วในการหลบหนี สำหรับโมเลกุลเหล่านี้อัตราการหลบหนีไปยังอวกาศอยู่ในระดับต่ำและการหลบหนีเกิดขึ้นช้ามาก.

อุณหภูมิ

ในนอกโลกแนวคิดของอุณหภูมิเป็นตัวชี้วัดพลังงานภายในของระบบนั่นคือพลังงานของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลสูญเสียความหมายเนื่องจากมีโมเลกุลน้อยมากและมีพื้นที่ว่างมาก.

การศึกษาทางวิทยาศาสตร์รายงานอุณหภูมิที่สูงมากในชั้นนอกของลำดับที่ 1500 K (1773 ° C) โดยเฉลี่ยซึ่งยังคงที่กับความสูง.

ฟังก์ชั่น

Exosphere เป็นส่วนหนึ่งของสนามแม่เหล็กเนื่องจากแมกนีโอสเฟียร์อยู่ระหว่าง 500 กม. ถึง 600,000 กม. จากพื้นผิวโลก.

สนามแม่เหล็กเป็นพื้นที่ที่สนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์เบี่ยงเบนลมสุริยะซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคพลังงานสูงมากเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบ.

นี่คือวิธีที่เอ็กโซสเฟียร์ประกอบด้วยชั้นของการป้องกันอนุภาคพลังงานสูงที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์.

การอ้างอิง

  1. Brasseur, G. and Jacob, D. (2017) แบบจำลองของเคมีบรรยากาศ Cambridge: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์.
  2. ฮาร์กรีฟ, J.K. (2003) สภาพแวดล้อมบนพื้นโลกแสงอาทิตย์ Cambridge: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์.
  3. คาเมดา, S. , Tavrov, A. , Osada, N. , Murakami, G. , Keigo, K. et al. (2018) VUV Spectroscopy สำหรับดาวเคราะห์นอกระบบดาวเคราะห์นอกระบบ การประชุมวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ในยุโรป 2018 บทคัดย่อ EPSC เล่มที่ 12, EPSC2018-621.
  4. Ritchie, G. (2017) เคมีบรรยากาศ Oxford: วิทยาศาสตร์ระดับโลก.
  5. Tinsley, B.A. , Hodges, R.R. และ Rohrbaugh, R.P. (1986) รุ่น Monte Carlo สำหรับ exosphere บกเหนือวัฏจักรสุริยะ วารสารวิจัยธรณีฟิสิกส์: ธงฟิสิกส์อวกาศ. 91 (A12): 13631-13647 doi: 10.1029 / JA091iA12p13631.