Un fin de semana de febrero viajás en bus de San Salvador y subís al volcán de San Salvador, hasta el Boquerón, a más de 1800 m de altura. Notás que sopla más fresco y que el aire se siente distinto. Estás atravesando 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.
El aire y su composición
Sentís el viento en la cara en la Plaza Libertad, ves cómo se infla la vela de una lancha en el lago de Coatepeque y notás la resistencia al empujar el émbolo de una jeringa tapada. ¿De qué está hecha esa mezcla invisible que llamamos aire?
Algunos gases del 1 % son contaminantes cuando su cantidad aumenta por la actividad humana: el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de azufre ($\mathrm{SO_2}$) de la quema de combustibles, y las partículas en suspensión, como el humo de la quema de basura. Ellos determinan la calidad del aire que respirás.
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…). Ordená 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…). Ordená estos componentes de mayor a menor proporción y representá los datos con un gráfico de barras sencillo.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
El vapor de agua es un componente variable del aire. Explicá qué ocurre cuando una masa de aire húmedo asciende y se enfría, y relacionalo con la formación de nubes.
El vapor de agua es un componente variable del aire. Explicá qué ocurre cuando una masa de aire húmedo asciende y se enfría, y relacionalo 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 avión comercial vuela a unos 11 km de altura y la Estación Espacial Internacional orbita a unos 400 km. Indicá en qué capa de la atmósfera se mueve cada uno.
Un avión comercial vuela a unos 11 km de altura y la Estación Espacial Internacional orbita a unos 400 km. Indicá en qué capa de la atmósfera se mueve cada uno.
Al ascender por una montaña la temperatura desciende, aunque estemos más cerca del Sol. Explicá a qué capa de la atmósfera corresponde ese descenso de temperatura y…
Al ascender por una montaña la temperatura desciende, aunque estemos más cerca del Sol. Explicá a qué capa de la atmósfera corresponde ese descenso de temperatura y razoná por qué la cima de una montaña alta está fría.
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.
Esa inversión en la estratosfera tiene consecuencias. En la troposfera el aire caliente de abajo sube y se mezcla (convección), y por eso hay nubes y tormentas. En la estratosfera el aire de arriba es más caliente y menos denso que el de abajo, así que no sube ni se mezcla: es muy estable y casi no hay nubes ni tormentas. Por eso los aviones de largo recorrido vuelan cerca del límite inferior de la estratosfera: allí hay menos turbulencia y menos humedad.
Practica★★☆Sin empezar
En la troposfera la temperatura desciende con la altitud, pero en la estratosfera aumenta. Relacioná ese cambio de tendencia con la absorción de radiación ultravioleta…
En la troposfera la temperatura desciende con la altitud, pero en la estratosfera aumenta. Relacioná 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 la superficie, −50 °C a 10 km de altura, 0 °C a 45 km y −80 °C a 70 km. Indicá qué capas de la atmósfera…
Un globo sonda registra estas temperaturas al ascender: 15 °C en la superficie, −50 °C a 10 km de altura, 0 °C a 45 km y −80 °C a 70 km. Indicá qué capas de la atmósfera atraviesa en cada tramo y explicá 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. Justificá la causa física de este calentamiento con la altitud y predecí 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 pegás una ventosa en un vidrio o tomás una gaseosa con pajilla, parece actuar un tirón misterioso. ¿Qué fuerza empuja con tanta firmeza sobre todos los cuerpos de la superficie terrestre?
Practica★☆☆Sin empezar
Explicá con tus palabras qué es la presión atmosférica y razoná por qué es menor en la cima de una montaña que a nivel del mar.
Explicá con tus palabras qué es la presión atmosférica y razoná por qué es menor en la cima de una montaña que a nivel del mar.
En alta montaña, cada respiración aporta menos oxígeno que a nivel del mar. Explicá qué relación tiene ese hecho con la presión atmosférica y por qué los alpinistas…
En alta montaña, cada respiración aporta menos oxígeno que a nivel del mar. Explicá 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. Justificá este suceso rebatiendo la idea de que «el aire no pesa» a partir del concepto de masa y columna de aire, y predecí 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. Explicá 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. Explicá qué riesgo suponía su uso y por qué ese acuerdo se considera un éxito de la cooperación internacional.
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:
Practica★★☆Sin empezar
Se compara la atmósfera con una cobija que envuelve la Tierra. Explicá en qué se parece: cómo filtra parte de la radiación solar durante el día y cómo retiene parte del…
Se compara la atmósfera con una cobija que envuelve la Tierra. Explicá en qué se parece: cómo filtra parte de la radiación solar durante el día y cómo retiene parte del calor durante la noche.
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. Rebatí su postura explicando el comportamiento diferencial de estos gases frente a la radiación solar y la radiación infrarroja terrestre, y predecí qué le ocurriría a la temperatura media del planeta si el $\text{CO}_2$ y los demás gases de efecto invernadero desaparecieran por completo.
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. Justificá razonadamente qué funciones protectoras y reguladoras que cumplen la troposfera y la estratosfera terrestres estarían ausentes en dicho planeta, y predecí dos consecuencias críticas para la viabilidad de la vida en su superficie.
Volvé al principio: al subir al volcán hace más fresco porque en la troposfera la temperatura disminuye con la altura, y en alturas mucho mayores falta el aire porque a menor presión cada respiración trae menos moléculas de oxígeno.
Resumen
¡A practicar! 8 ejercicios de nivel medio en este apartado