大气科学概论第四空气状态方程程

大气科学概论课件第四空气状态方程程第1页，课件共17页，创作于2023年2月

2.2.3硫的化合物

(SO2、H2S及硫酸盐类)一、SO2:

SO2是大气中最重要的一种硫的化合物。SO2在大气中被转化成硫酸和硫酸盐，是大气环境酸化和酸雨形成的根源之一。（ph<5.6的降水都称酸雨）

来源：来源于煤、石油燃烧，所以人口密集和工业区的浓度增加。特点：它的寿命短，随距离的增加很快稀释，并随雨水降落到地面。第2页，课件共17页，创作于2023年2月

二、盐类：

在云滴和雨滴中，含有氨、钙、钠离子，容易生成(Na)2SO4和(NH4)2SO4等盐类。

大气中的水滴溶解了硫酸盐，通过降水带到地面，清除了大气中的SO2和硫酸盐，这个过程称湿沉降。

SO2也能被植物吸收，硫酸盐颗粒本身还会逐渐降落到地面，这个过程称干沉降。

酸性物质的干湿沉降、酸雨危害环境。这种危害包括森林退化，湖泊酸化，鱼类死亡，水生生物种群减少，农田土壤酸化、贫脊，有毒重金属污染增强，粮食、蔬菜、瓜果大面积减产，使建筑物和桥梁损坏，文物面目皆非。第3页，课件共17页，创作于2023年2月

第4页，课件共17页，创作于2023年2月

第5页，课件共17页，创作于2023年2月

2.2.4氮的化合物(NO、NO2

、N2O3

、N2O5及NH3、N2O)一、奇氮：

常把NXO和N2O3、N2O5及HNO2、HNO3等氮氧化合物合称奇氮。

奇氮来源于化石燃料燃烧，汽车尾气、生物体燃烧，闪电、土壤排放。

奇氮化合物是光化学烟雾的先驱物，它与碳氢化合物的反应，是造成低层大气臭氧高浓度的最主要原因。第6页，课件共17页，创作于2023年2月

光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，一般发生在湿度低、气温在24－32℃度的夏季晴天的中午或午后。

汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物为含剧毒的光化学烟雾。第7页，课件共17页，创作于2023年2月

第8页，课件共17页，创作于2023年2月

第9页，课件共17页，创作于2023年2月

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二、氨：

NH3氨大部分来源于土壤的细菌对生物体的氮和氨基酸起分解作用，一部分来自动物的粪便，一部分来自工业废气及燃烧。

NH3能中和降水中的硝酸和硫酸，降低降水酸度。第11页，课件共17页，创作于2023年2月

2.2.5氢、氦和气体的逃逸

氢和氦都是宇宙中最丰富的元素，但在地球大气中却是微量成分，这是因为在漫长的地球大气演化过程里，氢和氦逐渐扩散到高空并逸出地球的结果。第12页，课件共17页，创作于2023年2月

2.2.6干空气状态方程

干空气可以看成是由多种化学成分的

混合理想气体。根据道尔顿分压定律，混合理想气体的压强等于组成混合气体的各成分的分压强之和。

P=P1+P2+P3+…=∑Pi第13页，课件共17页，创作于2023年2月

混合理想气体的方程:

令比气体常数为即

写成

（式中P,V,T,m,n,R*,,R,ρ分别为混合气体的压强、体积、温度、质量、摩尔数、普适气体常数、平均摩尔质量、比气体常数,空气密度。）

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平均摩尔质量

式中mi，Ｍi分别是第i种气体的质量和摩尔质量。利用表2.1各种主要气体的质量百分比或体积百分比，可以算出90km以下干空气的平均摩尔质量

Md=28.97g/mol第15页，课件共17页，创作于2023年2月

因此，干空气的比气体常数是

即令干空气的密度为ρd,则干空气的状态方程可以写成以下形式：

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练习：试计算标准大气的干空气密度。