в чем состоит сходство химического состава планет двух групп

Химический состав Солнечной системы.

Для объяснения химического состава планет солнечной системы следует упомянуть об общем строении солнечной сисетмы. Солнечная система состоит собственно из Солнца, а также планет, с их спутниками, комет, астероидов, пыли, газа и мелких частиц. В Солнце сосредоточена практически вся масса Солнечной системы – 99,8%, и своей гравитацией Солнце удерживает вокруг себя все остальные объекты Солнечной системы. Хотя известные нам планеты находятся на сравнительно небольшом расстоянии от Солнца, существует большое число объектов, которые вращаются вокруг него, находясь на очень большом удалении. По современным оценкам, размер Солнечной системы составляет не менее шестидесяти миллиардов километров, при этом споры между астрономами о том, до каких пределов на самом деле простираются границы Солнечной системы, продолжаются. Согласно данным современной астрономии, своим гравитационным полем Солнце способно удерживать тела на гигантском расстоянии, которое более чем в 200 тысяч раз превышает расстояние от Солнца до Земли.

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета высокой плотности. В составе атмосферы обнаружено небольшое количество водорода, гелия и кислорода, присутствуют и некоторые инертные газы, например аргон и неон. Период собственного вращения равен периоду обращения вокруг Солнца. Поэтому планета оказывается повернутой в сторону Солнца все время одним полушарием. На освещенной стороне Меркурия температура достигает + 420 градусов С днем, до – 200 градусов С ночью. На неосвещенной стороне большинство газов должно замерзать, а на освещенной стороне молекулы газов должны приобретать тепловые скорости, превышающие скорость улетучивания с поверхности планеты. Плотность Меркурия значительно выше плотности Марса, поэтому он должен содержать относительно повышенную пропорцию тяжелых веществ – вероятно, металлов.

Венера – по своим размерам и плотности наиболее близкая сестра Земли. Венера окутана пеленой густых облаков, хорошо отражающих солнечный свет. Атмосфера была обнаружена еще М.В. Ломоносовым. Исследованиями установлено, что атмосфера планеты состоит на 93-97 % из СО₂, обнаружено также присутствие О₂, N_2, Н₂О. Содержание азота вместе с инертными газами достигает 2-5 %, а количество кислорода не превышает 0,4 %. Углекислый газ и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреванию поверхности планеты, температура достигает около + 500 градусов С. Наиболее вероятным источником азота на Венере, может быть вулканического происхождения. В условиях обилия СО₂ хлорид аммония превращается в карбонат аммония. При окислении же аммиака образуется свободный азот.

Образование небольших количеств свободного кислорода на Венере происходит при разложении молекул воды под действием солнечной радиации. Другой продукт разложения – водород – легко теряется верхними слоями атмосферы. Вследствие этого процесса происходит потеря воды, и Венера медленно высыхает.

Огромное количество СО₂ в атмосфере создают парниковый эффект, вследствие которого у поверхности господствуют высокие температуры, т.е., вероятно, вся вода испаряется в атмосферу.

По своим размерам и средней плотности Венера близка к Земле, и в ее глубоких недрах не исключено присутствие металлического ядра, возникшего в результате химической дифференциации.

Сатурн – вторая по величине среди планет Солнечной системе. Имеет очень низкую среднюю плотностью, планета состоит главным образом из водорода и гелия. Температура поверхности облаков на Сатурне близка к температуре плавления метана – 184 градусов С, из твердых частичек которого скорее всего состоит облачный слой планеты. Сатурн окружен кольцами. Плотная система колец опоясывает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью. Состав главных колец: водяной лёд (около 99 %) с примесями силикатной пыли. Толщина колец чрезвычайно мала по сравнению с их шириной (от 7 до 80 тысяч километров над экватором Сатурна) и составляет от одного километра до десяти метров. Общая масса обломочного материала в системе колец оценивается в 3×10 19

Нептун – восьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. В центре Нептуна, согласно расчетам имеется тяжело ядро из силикатов, металлов и других элементов. Планета главным образом состоит из водорода и гелия с примесью соединений других химических элементов. Хотя температура верхних слоев атмосферы Нептуна более чем леденящая – 210 градусов С, она была бы еще ниже, не выделяй он 2,7 раза больше энергии, чем получает от солнца.

Плутон – наиболее удален от Солнца. Его холодная поверхность слабо освещена Солнцем. Вся планета покрыта слоем метанового льда толщиной в несколько километров, а под ним, вероятно, лежит слой обычного водяного льда. В зимний период температура опускается до – 240 градусов С. Летом у Плутона образуется разреженная газовая оболочка и состоит она из метана, аргона и азота. Плутон окрашен в голубой цвет. Плутон имеет твердое каменное ядро которое окружено прочным ледяным панцирем.

3. Химический состав вселенной.

Но почему, собственно, распространенность того или иного элемента именно такая, а не какая-либо другая и обязательно уменьшается с увеличением порядковых номеров элементов в периодической системе? Почему лишь восемь элементов составляют почти всю массу земной коры? И почему, наконец, для элементов, не принадлежащих к «восьмерке», разброс кларков столь велик?

Наша планета не более чем песчинка в бесконечном космическом пространстве. Прикоснуться к тайнам Вселенной удалось не сразу. Долгое время ученые только наблюдали небесные светила в телескопы. О том, чтобы узнать, из какой материи они состоят, не могло быть и речи. Но постепенно исследования «заоблачных далей» позволили нарисовать отчетливую картину распространенности элементов в космосе.

Мы никогда не узнаем, из чего состоят далёкие небесные тела, звёзды и Солнце», — утверждал в середине XIX в. видный французский философ Огюст Конт. Он выражал широко распространённое мнение.
Но прошло совсем немного времени, и выяснилось, что «познать непознаваемое» в действительности не так уж сложно. В 1859 г. двое немецких учёных — химик Роберт Бунзен и физик Густав Нирхгоф — изобрели простой и чрезвычайно чувствительный метод анализа. Он позволил изучать состав небесных светил с такой же степенью достоверности, с какой в земных лабораториях определялся состав минералов и руд руд.

Исследователи уже давно знали: различные вещества, помещённые в пламя горелки, окрашивают его в разные цвета. Например, поваренная соль окрашивала пламя в жёлтый цвет, медный купорос — в зелёный. Однако однозначно определить состав вещества по цвету пламени всё же оказывалось невозможно. Часто бывало так, что вещества разного состава окрашивали пламя одинаково.

Бунзен и Кирхгоф нашли выход из положения. Они предложили пропускать свет пламени через стеклянную призму. Призма разделяла цветные лучи на монохроматические (т.е. одноцветные). Например, литий и стронций окрашивают пламя в один и тот же малиново-красный цвет. Призма же позволяет обнаружить неоднородность литиевого и стронциевого пламени. В первом случае наблюдаются две линии — ярко-малиновая и рядом с ней бледно-оранжевая; во втором — голубая, две красные и оранжевая линии.
Так выяснилось, что светящиеся пары любого химического элемента испускают лишь одному ему свойственный спектр — определённый набор монохроматических излучений, каждому из которых отвечает своя линия.
Прибор, сконструированный Бунзеном и Кирхгофом, получил название спектроскопа, а разработанный ими метод — спектрального анализа.
Спектроскоп в сочетании с телескопом позволил анализировать излучение Солнца и звёзд и устанавливать их состав. Оказалось, что там присутствуют те же элементы, которые существуют на Земле.
Так начиналась наука космохимия. Нашлось дело для спектроскопа и на Земле. С помощью спектрального анализа определяют химический состав минералов и горных пород, поскольку этот метод оказался достаточно простым в применении.

Наряду с этой ученые рассматривают и другую гипотезу: согласно ей, элементы со средними значениями порядковых номеров возникают в результате деления очень тяжелых ядер с большими зарядами. При космических «катастрофах», например, взрывах сверхновых звезд, обретают жизнь такие элементы, которые, видимо, никогда не удастся синтезировать в лаборатории. Они чрезвысайно неустойчивы и быстро распадаются на несколько гораздо более легких «осколков».

Многое изменилось за то время. Так, исчезли все трансурановые элементы (т.е. следующие за ураном в таблице Менделеева). Безвозвратно улетучилось большое количество водорода, гелия и других благородных газов. Наконец, заработала «доменная печь», начавшая сортировать различные элементы. Но как бы то ни было, химический состав Земли оказывается своеобразным «слепком», «отпечатком» тех невообразимо далеких событий, которые происходили во Вселенной.

Список использованной литературы.

1.Энциклопедия для детей, том 4 «Геология». Издательство «Аванта+» 2000г.

2.Энциклопедия для детей, «Физика» часть 1. Издательство «Аванта+» 2006г.

3.Энциклопедия для детей «Химия» Издательство «Аванта+»2006г.

4.«Детская энциклопедия, том 3 Вещество и Энергия» Издательство «Педагогика» 1973г.

5.Универсальная Энциклопедия для Юношества «Земля». Издательство «Педагогика-Пресс» 2001г.

6.«Геологический словарь» Том первый. Издательство «Недра» 1973г.

7.«Геологический словарь» Том второй. Издательство «Недра». 1973г.

Источник

Планеты газовые гиганты: основные характеристики и сравнительная таблица

Астрономы делят все планеты Солнечной системы на две большие группы – землеподобные планеты и планеты-гиганты. Если первые во многом похожи на Землю, то гиганты – это совсем другие небесные тела.

Общая характеристика газовых гигантов

Главное отличие планет-гигантов заключается в том, что у них нет привычной нам твердой поверхности. Они представляют собой огромные шары, состоящие по большей части из газов. По этой причине их часто называют газовыми гигантами. Получается, что человеку никогда не удастся пройтись по поверхности Юпитера или Сатурна также, как по лунному грунту.

Однако всё же гиганты не состоят полностью из газов. Дело в том, что атмосфера по мере приближения к центру планеты становится всё более плотной, и в результате она переходит из газообразного состояния в жидкое. Однако четкой границы между океаном и атмосферой (как на Земле) у газовых гигантов нет. Кстати, состоит этот океан не из воды, а по большей части из жидкого водорода.

На ещё больших глубинах давление возрастает настолько высоко, что жидкий водород становится металлическим. Под слоем металлического водорода располагается ядро планеты, состоящее из предельно сжатых каменных пород.

Вторая важная особенность газовых гигантов – их огромные размеры. Самый маленький газовый гигант в Солнечной системе – это Нептун, чей средний радиус равен 24622 км. Для сравнения – наибольшей землеподобной планетой является сама Земля, чей радиус составляет всего 6371 км. Различие в массах ещё больше – Нептун в 17 раз тяжелее Земли. Самым же большим газовым гигантом является Юпитер. Его радиус оценивается в 69911 км, а масса превосходит земную почти в 318 раз.

Для Солнечной Системы характерно то, что все планеты-гиганты располагаются значительно дальше от центральной звезды, чем орбиты землеподобных планет. Если Марс, наиболее далекая от светила планета земной группы, никогда не удаляется от Солнца на расстояние, большее 250 млн км, то ближайший к звезде гигант, Юпитер, никогда не приближается к ней ближе, чем на 740 млн км. Вообще принято делить Солнечную систему на две области – внутреннюю, в которой расположены орбиты землеподобных планет, и внешнюю, где лежат орбиты гигантов.

Газовые гиганты отличаются тем, что день на них существенно короче, чем на Земле. Например, Юпитер совершает оборот вокруг своей оси примерно за 10 часов, а Нептун – за 16 часов. В то же время из-за большой удаленности от Солнца год на этих планетах длится очень долго. На Нептуне его продолжительность составляет 164 земных года. В результате один год на планетах-гигантах состоит из тысяч и даже десятков тысяч дней.

Планеты-гиганты обладают огромным количеством спутников. На 2020 г. известно о 79 спутниках Юпитера, 82 сателлитах у Сатурна, 27 лунах Урана и ещё о 14 нептунианских спутниках. В тоже время у 4 землеподобных планет в сумме есть только три сателлита: Луна (вращается вокруг Земли), Фобос и Деймос (принадлежат Марсу). Стоит отметить, что спутники газовых гигантов сильно отличаются по размеру, но крупнейшие из них (Ганимед и Титан) по своему радиусу превосходят Меркурий.

Помимо спутников гиганты обладают и кольцами. Впервые они были открыты у Сатурна ещё в 1656 г. с помощью обыкновенного телескопа с 50-кратным увеличением. Кольца остальных гигантов удалось обнаружить только во второй половине XX в., во многом благодаря пролету рядом с этими планетами космических зондов. Кольца гигантов представляют собой множество мелких частиц пыли и газа, которое всегда располагается в точности над экватором планеты.

В химическом составе планет-гигантов преобладает водород. Его доля может составлять от 80% (Нептун) до 96% (Сатурн). Вторым по распространенности элементом является гелий. На все остальные вещества приходится не более 2-3% массы планеты.

Таблица «Сравнительная характеристика планет-гигантов»

Список использованных источников

Источник

Практическая работа по астрономии «Две группы планет Солнечной системы»

Данная практическая работа поможет учащимся исследовать характеристики планет Солнечной системы.

Просмотр содержимого документа
«Практическая работа по астрономии «Две группы планет Солнечной системы»»

Практическая работа
«Две группы планет Солнечной системы»

Цель: исследовать характеристики планет Солнечной системы.

Используемые материалы: «Школьный астрономический календарь» на текущий учебный год.

Ход работы
1) Ознакомьтесь с содержанием § 15 учебника.
2) Укажите основание, согласно которому происходит разделение планет на две группы.
3) Используя данные § 15 и приложения VI учебника, охарактеризуйте группы планет по их физическим характеристикам.

Планеты земной группы

Диапазон значений
плотности планет
группы (кг/м3)

Диапазон значений
радиусов (в радиусах
Земли)

Диапазон значений
масс (в массах Земли)

Проанализируйте указанные значения, ответив на следующие вопросы:
1. По каким критериям планеты двух групп имеют наиболее значимые отличия?
2. Плотности планет какой группы больше? Чем можно объяснить различия в плотности физических тел?
3. Используя данные § 15 учебника, охарактеризуйте физико-химические свойства каждой из групп планет Солнечной системы.

Планеты земной группы

Преобладающие химические элементы и
соединения вещества
планет

Агрегатное состояние преобладающего
вещества планет

Преобладающие
химические элементы
атмосфер планет

Проанализируйте указанные значения, ответив на следующие вопросы:
1. В чем состоит сходство химического состава планет двух групп?

2. В чем состоит различие химического состава планет двух групп?

3. На каком этапе формирования тел Солнечной системы, согласно рассмотренной ранее гипотезе, возникло различие в химическом составе планет двух групп?

4) Используя данные приложения VI учебника и «Школьный астрономический календарь» на текущий учебный год, исследуйте особенности взаимодействия групп планет в гравитационно-взаимосвязанной системе тел.

Источник

Урок «Две группы планет»

Форма для методической разработки урока по астрономии (технологическая карта)

Название методической разработки: урок «Две группы планет»

Автор разработки: Богаченко Маргарита Агафоновна

Планируемые образовательные результаты

Будут перечислять основные характеристики планет, основания для их разделения на группы, характеризовать планеты земной группы и планеты-гиганты, объяснять причины их сходства и различия

Научатся использовать информацию научного содержания, представленную в различных видах (таблицы, текст), для анализа, сравнения характеристик планет Солнечной системы, классификации объектов.

Научатся проявлять готовность к самообразованию, ответственное отношение к учению, организовывать самостоятельную познавательную деятельность.

Средства ИКТ (ЭФУ, программы, приложения, ресурсы сети Интернет)

Организационная структура урока

Образовательные задачи (планируемые результаты)

Используемые ресурсы, в т.ч. ЭФУ (для ЭФУ укажите названия конкретных объектов и страницу)

Уметь формулировать цели и задачи предстоящей работы

Откройте на компьютере приложение spacegid.com

Запустите интерактивную модель Солнечной системы

Работают с макетом Солнечной системы, формулируют задачи и цель урока

Исследуют характеристики планет солнечной системы

Школьный астрономический календарь на текущий год

Предлагает заполнить таблицу, используя учебник и школьный астрономический календарь

Планеты земной группы

Преобладающие хим. Элементы и соединения

Агрегатное состояние в-ва планет

Преобладающие хим. Элементы атмосфер планет

Общее кол-во спутников

Заполняют таблицу и отвечают на вопросы:

По каким критериям планеты двух групп имеют наиболее значимые отличия?

Плотности планет какой группы больше? Чем можно объяснить различия в плотности тел?

В чём состоит сходство химического состава планет двух групп?

В чём состоит различие химического состава планет двух групп?

Этап формирования выводов

Научатся обобщать и делать выводы на основе сравнения и анализа данных

Проанализируйте данные полученной таблицы и сделайте вывод:

По каким критериям планеты имеют наиболее значимые отличия.

Особенности группы планет Солнечной системы, физические основы их различий и сходств.

Информация о домашнем задании

Параграф 15 прочитать, ответить на вопросы; выполнить практические задания.

Этап повторения и закрепления знаний

Тренироваться в решении задач ЕГЭ

М.А.Кунаш Методическое пособие. Астрономия, с.105

Рефлексивно — оценочный этап урока осуществляется через организацию системы контроля, самоконтроля и самооценки.

Заполните листы самоконтроля

Заполняют и завершают урок самооценкой собственной деятельности на уроке.

Источник

В чем состоит сходство химического состава планет двух групп

Наша Земля входит в число 8 больших планет, обращающихся вокруг Солнца. Именно в Солнце сосредоточена основная часть вещества Солнечной системы. Масса Солнца в 750 раз превосходит массу всех планет и в 330 000 раз – массу Земли. Под действием силы его притяжения происходит движение планет и всех других тел Солнечной системы вокруг Солнца.

Расстояния между Солнцем и планетами во много раз превосходят их размеры, и нарисовать такую схему, на которой соблюдался бы единый масштаб для Солнца, планет и расстояний между ними, практически невозможно. Диаметр Солнца в 109 раз больше, чем Земли, а расстояние между ними примерно во столько же раз больше диаметра Солнца. К тому же расстояние от Солнца до последней планеты Солнечной системы (Нептуна) в 30 раз больше, чем расстояние до Земли. Если изобразить нашу планету в виде кружочка диаметром 1 мм, то Солнце окажется на расстоянии около 11 м от Земли, а его диаметр будет примерно 11 см. Орбита Нептуна будет показана окружностью радиусом 330 м. Поэтому обычно приводят не современную схему Солнечной системы, а лишь рисунок из книги Коперника «Об обращении небесных кругов» с иными, весьма приблизительными пропорциями.

По физическим характеристикам большие планеты разделяются на две группы. Одну из них – планеты земной группы – составляют Земля и сходные с ней Меркурий, Венера и Марс. Во вторую входят планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (табл. 1).

Расположение и физические характеристики больших планет

До 2006 г. самой далекой от Солнца большой планетой считался Плутон. Теперь он вместе с другими объектами подобного размера – давно известными крупными астероидами (см. § 4) и объектами, обнаруженными на окраинах Солнечной системы, – относится к числу планет-карликов.

Разделение планет на группы прослеживается по трем характеристикам (масса, давление, вращение), но наиболее четко – по плотности. Планеты, принадлежащие к одной и той же группе, по плотности различаются между собой незначительно, в то время как средняя плотность планет земной группы примерно в 5 раз больше средней плотности планет-гигантов (см. табл. 1).

Большая часть массы планет земной группы приходится на долю твердых веществ. Земля и другие планеты земной группы состоят из оксидов и других соединений тяжелых химических элементов: железа, магния, алюминия и других металлов, а также кремния и других неметаллов. На долю четырех наиболее обильных в твердой оболочке нашей планеты (литосфере) элементов – железа, кислорода, кремния и магния – приходится свыше 90 % ее массы.

Строение. Предполагают, что по мере приближения к центру планет-гигантов водород вследствие возрастания давления должен переходить из газообразного в газожидкое состояние, при котором сосуществуют его газообразная и жидкая фазы. В центре Юпитера давление в миллионы раз превышает атмосферное давление, существующее на Земле, и водород приобретает свойства, характерные для металлов. В недрах Юпитера металлический водород вместе с силикатами и металлами образует ядро, которое по размерам примерно в 1,5 раза, а по массе в 10–15 раз превосходит Землю.

Масса. Любая из планет-гигантов превосходит по массе все планеты земной группы, вместе взятые. Самая крупная планета Солнечной системы – Юпитер больше самой крупной планеты земной группы – Земли по диаметру в 11 раз и по массе в 300 с лишним раз.

Вращение. Отличия между планетами двух групп проявляются и в том, что планеты-гиганты быстрее вращаются вокруг оси, и в числе спутников: на 4 планеты земной группы приходится всего 3 спутника, на 4 планеты-гиганта – более 120. Все эти спутники состоят из тех же веществ, что и планеты земной группы, – силикатов, оксидов и сульфидов металлов и т. д., а также водяного (или водно-аммиачного) льда. Помимо многочисленных кратеров метеоритного происхождения, на поверхности многих спутников обнаружены тектонические разломы и трещины их коры или ледяного покрова. Самым удивительным оказалось открытие на ближайшем к Юпитеру спутнике Ио около десятка действующих вулканов. Это первое достоверное наблюдение вулканической деятельности земного типа за пределами нашей планеты.

Кроме спутников, планеты-гиганты имеют еще и кольца, которые представляют собой скопления небольших по размеру тел. Они так малы, что в отдельности не видны. Благодаря их обращению вокруг планеты кольца кажутся сплошными, хотя сквозь кольца Сатурна, например, просвечивают и поверхность планеты, и звезды. Кольца располагаются в непосредственной близости от планеты, где не могут существовать крупные спутники.

Источник