Hidrológiai Közlöny 1997 (77. évfolyam)
1-2. szám - 3-4. szám - 3. szám - Sárváry István: Környezetünk és az entrópia
125 A/. atmoszféra fő tulajdonságai 1. Az atmoszféra gyakorlatilag átlátszó a Napból érkező sugárzás szániára, de csak áttetsző az infravörös sugárzásnak. 2. A levegő az oxigén (0 2) cs a nitrogén (N 2) elegye, ezeknek a molekuláknak a súlya nagyobb, mint a vízinoIckuláé. A levegő könnyűsége lehetővé teszi, hogy a vízgőz felemelkedjen a felső légkörbe. 3. A levegő nitrogénje a nitrogénciklus fő tartalékát képezi. 4. A levegő oxigénje a fotoszintézis terméke, amire az élőlényeknek szüksége van a tápanyagok szabályozott cgetéséhez. A víz körforgás szerepe Mint arról már fentebb beszéltünk a víz körforgása a párolgással és kondenzációval együtt a legfontosabb szerepet játssza az entrópia kiküszöbölésében. A víz körforgás legfőbb jellemzőit a 2. ábra sematikus vázlatán szemléltetjük. 2. ábra A víz körforgása az entrópia-kiküszöbölés szemszögéből r A víz körforgás létrejöttéhez az alábbi szükséges feltételeknek kell teljesülniük: a.) Hőmérséklet-különbség a felszín és az atmoszféra felső rétege közölt. b.) A felszíni hőmérséklet T a elég alacsony kell, hogy legyen ahhoz, hogy ott a víz folyékony állapotban létezhessen és könnyen elpárologhasson. c.) Szükséges, hogy a Föld tömege clcg nagy legyen ahhoz, hogy megtartsa a vizel a felszínén. d.) A Föld tömege ugyanakkor nem lehet olyan nagy, hogy meggátolja a vízgőz felemelkedését a felszínről. ad c: A vízinolekula sebességének összehasonlítása a kozmikus sebességgel: A felszínen: g = 9,8 m/s 2, T a = 300 K°, A víz inolsúlya: Kí = 18 g/mol, 1 3 -. M. V 2 = -. k. T r ahol k = konstans 2 2 Ebből v = 645 m/s « 7900 m/s (az első kozmikus sebesség). Tehát a Föld tömege elegendő ahhoz, hogy a vizet megtartsa a felszínén. add: Milyen magasra tud feljutni a vízmolekula, ha 645 in/s sebességgel kezd emelkedni ? Az —. M. v 2 = M.g.h 2 6 egyenletből h = 21 km adódik, ami sokkal nagyobb, mint a légkör vastagsága (kb. 13 km). A Föld tömege tehát nem gátolja meg, hogy a víz a légkör felső határáig emelkedjen, ahol a hőmérséklet lényegesen alacsonyabb, mini a Föld felszínén. A Föld tömege tehát tökéletesen megjelel arra a célra, hogy a vízkörforgás zavartalanul létre jöhessen. A víz tulajdonságai A párolgáshoz nagy latens hő szükséges: ez leszi hatékonnyá az entrópia-kiküszöbölést - A jég úszik a víz. felszínén. Ez nagyon lényeges a víz körforgás szempontjából. Ha a jég nehezebb volna a víznél, lesüllyedne a víz fenekére cs nem olvadna meg olyan könnyen a napsugárzás hatására: nem állna rendelkezésre nagy mennyiségű víz a Föld felszínén, az entrópia-kiküszöbölés céljára - A víznek erős oldó-hatása van. Ennek nagy jelentősége van abban, hogy az élő szervezetekből is cl tudja távolítani a feleslegessé vált anyagokat - A vízmolekulának különleges diclektromos tulajdonságai vannak, amelyek szerepet játszanak a hidrofil és hidrofób molekulákhoz való viszonyában. Mindezek a tulajdonságok arra vezethetők vissza, hogy a H 20 molekula egy elektromos dipólus, amely szerkezetileg nem egy egyenes mentén helyezkedik cl, hanem egy adott szögben. 3. ábra A jég szerkezete
