НЕСФ 2000, Специална тема — Задача 1. Глобални промени в климата на Земята

Регионално състезание по физика, Плевен, 2-3.12.2000 г — Тема по програмата на Международната Олимпиада по физика · 2 декември 2000 г.

Условие

Данни:

Атмосферно налягане, $p_{\text{A}} = 1{,}02.10^5$ Pa
Радиус на Земята, $R_{\text{З}} = 6{,}37.10^6$ m
Константа на Стефан-Болцман, $\sigma = 5{,}67.10^{-8}\ \mathrm{W/m^2.K^4}$
Универсална газова константа, $R = 8{,}31$ J/mol.K
Плътност на водата, $\rho = 1000\ \mathrm{kg/m^3}$
Специфична топлина на топене на леда, $\lambda = 3{,}35.10^5$ J/kg
Температура на повърхността на Слънцето, $T_C = 5800$ K
Радиус на Слънцето, $R_C = 6{,}96.10^8$ m
Разстояние между Слънцето и Земята, $d = 1{,}50.10^{11}$ m.
Относителен дял на водната повърхност спрямо общата повърхност на Земята: 70 %.

А) Определете масата на земната атмосфера.

Б) Какво количество топлина е необходимо за да се повиши средната температура на атмосферата с $1^\circ$C? Считайте, че атмосферата е съставена от 20% кислород и 80% азот. Моларните маси на кислорода и азота са съответно $\mu(\mathrm{O_2}) = 32$ g, $\mu.(\mathrm{N_2}) = 28$ g.

В) Поради натрупване на въглероден двуокис в атмосферата, количеството топлина, което Земята приема от Слънцето превишава с около 0,1% количеството топлина, което тя излъчва обратно в Космоса (парников ефект). Това води до некомпенсиран топлинен поток, насочен към Земята и съответно до повишаване на средната атмосферна температура, и топене на полярните ледници. Ако считате, че 50% от резултатния топлинен поток се изразходва за топене на ледовете, оценете след колко време нивото на океаните ще се повиши с $h = 1$ m. С колко градуса ще се повиши за същия период средната температура на атмосферата?

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2000_STproblems.pdf · официални решения: esenni_2000_STsolutions.pdf