En las vacaciones de julio viajas en avión de Lima a Cusco, a unos 3,400 m s. n. m. Al bajar del avión notas que el aire se siente distinto, que te falta el aliento al caminar y que en las alturas sopla más fresco. Estás dentro de una capa de gases que envuelve todo el planeta: la atmósfera. Sin ella, la Tierra sería un desierto abrasador de día y helado de noche. ¿Por qué en lo alto hace más frío y cuesta respirar?
El aire y su composición
Sientes el viento en la cara en la Costa Verde, ves cómo se infla la vela de un velero frente a Miraflores y notas la resistencia al empujar el émbolo de una jeringa tapada. ¿De qué está hecha esa mezcla invisible que llamamos aire?
Practica★☆☆Sin empezar
El aire está formado aproximadamente por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y un 1 % de otros gases (argón, dióxido de carbono, vapor de agua…). Ordena estos…
El aire está formado aproximadamente por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y un 1 % de otros gases (argón, dióxido de carbono, vapor de agua…). Ordena estos componentes de mayor a menor proporción y representa los datos con un gráfico de barras sencillo.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
El vapor de agua es un componente variable del aire. Explica qué ocurre cuando una masa de aire húmedo asciende y se enfría, y relaciónalo con la formación de nubes.
El vapor de agua es un componente variable del aire. Explica qué ocurre cuando una masa de aire húmedo asciende y se enfría, y relaciónalo con la formación de nubes.
El esquema representa las capas de la atmósfera (no están dibujadas a escala). a) ¿Qué capa está señalada con «?»? b) ¿En qué capa se forman las nubes y se producen las…
El esquema representa las capas de la atmósfera (no están dibujadas a escala).
a) ¿Qué capa está señalada con «?»?
b) ¿En qué capa se forman las nubes y se producen las tormentas?
c) ¿Qué gas forma, en la capa señalada con «?», una zona que absorbe la radiación ultravioleta del Sol?
Un alumno sostiene que, dado que el aire en la troposfera es mucho más denso y contiene miles de veces más átomos para emitir luz al ser excitados, las auroras polares…
Un alumno sostiene que, dado que el aire en la troposfera es mucho más denso y contiene miles de veces más átomos para emitir luz al ser excitados, las auroras polares deberían formarse cerca del suelo y no a cientos de kilómetros de altitud. Rebate su hipótesis justificando por qué este fenómeno solo se desencadena en la termosfera/ionosfera y predice qué riesgos existirían para la biosfera si la atmósfera no actuara como escudo frente a estas partículas solares de alta energía, y qué riesgos suponen para las redes eléctricas terrestres las tormentas geomagnéticas que provocan estos episodios solares.
Un estudiante afirma que es absurdo que los meteoroides se desintegren en la mesosfera porque «a 80 km de altitud el aire está a −90 °C y es casi vacío, por lo que…
Un estudiante afirma que es absurdo que los meteoroides se desintegren en la mesosfera porque «a 80 km de altitud el aire está a −90 °C y es casi vacío, por lo que deberían quemarse mucho más abajo, en la troposfera, donde hay más aire y hace más calor». Rebate su razonamiento explicando la causa física del calentamiento de los meteoroides a esa altitud y predice qué consecuencias tendría para la corteza terrestre y para los seres vivos que la atmósfera careciese de mesosfera.
Más arriba el patrón cambia otra vez. En la mesosfera la temperatura vuelve a bajar con la altura, hasta unos $-90$ °C cerca de los 80 km: ya no hay ozono que caliente el aire. En la termosfera vuelve a subir mucho, porque el poco gas que hay absorbe la radiación más energética del Sol. Así, la temperatura baja (troposfera), sube (estratosfera), baja (mesosfera) y sube (termosfera). Cada cambio de tendencia marca el límite entre dos capas.
Practica★★☆Sin empezar
En la troposfera la temperatura desciende con la altitud, pero en la estratosfera aumenta. Relaciona ese cambio de tendencia con la absorción de radiación ultravioleta…
En la troposfera la temperatura desciende con la altitud, pero en la estratosfera aumenta. Relaciona ese cambio de tendencia con la absorción de radiación ultravioleta por la capa de ozono.
Un globo sonda registra estas temperaturas al ascender: 15 °C en superficie, −50 °C a 10 km de altura, 0 °C a 45 km y −80 °C a 70 km. Indica qué capas de la atmósfera…
Un globo sonda registra estas temperaturas al ascender: 15 °C en superficie, −50 °C a 10 km de altura, 0 °C a 45 km y −80 °C a 70 km. Indica qué capas de la atmósfera atraviesa en cada tramo y explica el cambio de tendencia que se observa en los datos.
En la troposfera, el aire se mezcla con facilidad mediante corrientes de convección porque se enfría con la altura. En cambio, en la estratosfera la temperatura sube…
En la troposfera, el aire se mezcla con facilidad mediante corrientes de convección porque se enfría con la altura. En cambio, en la estratosfera la temperatura sube desde unos −56 °C a 15 km hasta casi 0 °C a 50 km. Justifica la causa física de este calentamiento con la altitud y predice qué consecuencias tiene esta inversión térmica sobre la estabilidad del aire y la formación de tormentas, explicando por qué los vuelos comerciales de larga distancia prefieren desplazarse en el límite inferior de esta capa.
Cuando pegas una ventosa en un vidrio o tomas una gaseosa con sorbete, parece actuar un tirón misterioso. ¿Qué fuerza empuja con tanta firmeza sobre todos los cuerpos de la superficie terrestre?
Practica★☆☆Sin empezar
Explica con tus palabras qué es la presión atmosférica y razona por qué es menor en la cima de una montaña que a nivel del mar.
Explica con tus palabras qué es la presión atmosférica y razona por qué es menor en la cima de una montaña que a nivel del mar.
En la alta montaña, cada respiración aporta menos oxígeno que a nivel del mar. Explica qué relación tiene ese hecho con la presión atmosférica y por qué los alpinistas…
En la alta montaña, cada respiración aporta menos oxígeno que a nivel del mar. Explica qué relación tiene ese hecho con la presión atmosférica y por qué los alpinistas necesitan aclimatarse durante días antes de subir a una cumbre muy alta.
Un excursionista cierra herméticamente una botella de plástico flexible en la cumbre de una montaña a 3000 m de altitud. Al descender a la playa, observa que la botella…
Un excursionista cierra herméticamente una botella de plástico flexible en la cumbre de una montaña a 3000 m de altitud. Al descender a la playa, observa que la botella se ha deformado y está completamente aplastada. Justifica este suceso rebatiendo la idea de que «el aire no pesa» a partir del concepto de masa y columna de aire, y predice razonadamente qué le ocurriría a esa misma botella si se cerrara en la playa y se ascendiera de nuevo a la cumbre.
Los gases CFC, usados antiguamente en aerosoles y refrigeradoras, destruían el ozono y fueron prohibidos por el Protocolo de Montreal. Explica qué riesgo suponía su uso…
Los gases CFC, usados antiguamente en aerosoles y refrigeradoras, destruían el ozono y fueron prohibidos por el Protocolo de Montreal. Explica qué riesgo suponía su uso y por qué ese acuerdo se considera un éxito de la cooperación internacional.
La atmósfera que respiras no siempre fue así. Hace unos 4500 millones de años, la Tierra recién formada tenía una atmósfera sin oxígeno libre, con mucho vapor de agua y dióxido de carbono que salían de los volcanes.
Practica★★☆Sin empezar
¿Qué es la capa de ozono, en qué capa de la atmósfera se encuentra y por qué preocupa su deterioro?
¿Qué es la capa de ozono, en qué capa de la atmósfera se encuentra y por qué preocupa su deterioro?
Se ha descubierto un exoplaneta rocoso similar a la Tierra que recibe una radiación estelar comparable, pero cuyo análisis atmosférico indica que carece de capa de ozono…
Se ha descubierto un exoplaneta rocoso similar a la Tierra que recibe una radiación estelar comparable, pero cuyo análisis atmosférico indica que carece de capa de ozono en su zona media y que no retiene vapor de agua en sus capas bajas. Justifica razonadamente qué funciones protectoras y reguladoras que cumplen la troposfera y la estratosfera terrestres estarían ausentes en dicho planeta, y predice dos consecuencias críticas para la viabilidad de la vida en su superficie.
Un carro cerrado al sol en la playa se calienta mucho más por dentro que el aire de la calle. La luz entra por los vidrios, pero el calor sale con dificultad. La atmósfera hace algo parecido con la Tierra. ¿Cómo lo logra si casi todo el aire es nitrógeno y oxígeno?
Primero, tres palabras que no son lo mismo:
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Un compañero afirma que es absurdo atribuir el calentamiento global al dióxido de carbono ($\text{CO}2$), ya que al ser solo un 0.04 % del aire, el nitrógeno (78 %) y el…
Un compañero afirma que es absurdo atribuir el calentamiento global al dióxido de carbono ($\text{CO}_2$), ya que al ser solo un 0.04 % del aire, el nitrógeno (78 %) y el oxígeno (21 %) deben de ser los verdaderos responsables de atrapar el calor. Rebate su postura explicando el comportamiento diferencial de estos gases frente a la radiación solar y la radiación infrarroja terrestre, y predice qué le ocurriría a la temperatura media del planeta si el $\text{CO}_2$ y los demás gases de efecto invernadero desaparecieran por completo.
Marte tiene una atmósfera unas cien veces más tenue que la terrestre y formada casi por completo por $\text{CO}2$. Razona por qué en Marte las diferencias de temperatura…
Marte tiene una atmósfera unas cien veces más tenue que la terrestre y formada casi por completo por $\text{CO}_2$. Razona por qué en Marte las diferencias de temperatura entre el día y la noche son mucho mayores que en la Tierra, aunque el $\text{CO}_2$ sea un gas de efecto invernadero.
Vuelve al principio: en Cusco o en lo alto de un cerro hace más fresco porque en la troposfera la temperatura disminuye con la altura, y cuesta respirar porque a menor presión cada respiración trae menos moléculas de oxígeno: eso es el soroche.
Resumen
¡A practicar! 8 ejercicios de nivel medio en este apartado