во сколько раз в атмосфере больше кислорода чем углекислого газа

Атмосфера Земли медленно теряет кислород

Тропосфера — нижний очень тонкий слой атмосферы высотой 8-18 км, в котором сосредоточено 80% массы атмосферы Земли

Важность атмосферного O₂ для биологических и геохимических процессов на Земле чрезвычайно высока. Поэтому учёные давно изучают, как изменялось содержание кислорода в истории нашей планеты. Это можно понять из расчёта парциального давления O₂ и N₂ в общем атмосферном давлении.

Несмотря на долгую историю вопроса, у специалистов до сих пор нет единого мнения об изменении атмосферного давления на протяжении последних 500 млн лет. Расчёты отличаются до 0,2 атм (см. диаграмму внизу). Даже за последние несколько миллионов лет нет ясной картины, как именно менялось атмосферное давление, парциальное давление и, следовательно, концентрация O₂.

Вопрос непростой, ведь кислород из атмосферы постоянно потребляют животные, растения и даже камни. Группа учёных из Принстонского университета прояснила этот вопрос, изучив концентрацию воздушных пузырьков в ледяных кернах Гренландии и Антарктиды.

Ледяной керн с глубины 1837 м с видимыми годовыми слоями

На сегодняшний день ледяные керны — самый надёжный и точный источник данных об атмосферном давлении. Максимальный возраст льда в кернах — 800 тыс. лет, поэтому исследования ограничены этим временным интервалом.

Добыча ледяных кернов на научной станции «Восток» в Антарктиде

Оказалось, что в течение этого времени с Земли происходит довольно стабильная утечка кислорода со скоростью примерно 8,4 промилле за миллион лет. В частности, за последние 800 000 лет в атмосфере стало примерно на 0,7% меньше кислорода.

На диаграмме слева показано, как отличаются результаты научного моделирования соотношения O₂/N₂ в атмосфере и парциального давления. На диаграмме справа — изменение парциального давления по результатам измерения воздушных пузырьков в ледяных кернах за 800 тыс. лет

«Мы проделали эти измерения больше из интереса, чем для подтверждения теории, — сказал один из авторов научной работы Дэниель Столпер (Daniel Stolper). — Мы не знали, что получится: будет кислород увеличиваться с годами, уменьшаться или оставаться на постоянном уровне».

Уменьшение количества кислорода в атмосфере происходит довольно медленно. Вероятно, в ближайшие миллионы лет оно не угрожает человеческой жизни. Но информация о природе таких циклов очень важна для науки. Нам нужно знать, под влиянием каких факторов происходят изменения. Эту информацию можно использовать, в том числе, при терраформировании Марса, когда люди начнут заселение Красной планеты. Вероятно, нам придётся повышать количество кислорода в марсианской атмосфере.

На Земле тоже не было кислорода в первые пару миллиардов лет. Согласно наиболее вероятной теории, примерно 2,4 млрд лет назад уровень кислорода резко подскочил благодаря активности цианобактерий, известных также как сине-зелёные водоросли. Этот период резкого изменения состава атмосферы с последующей перестройкой биосферы и глобальным гуронским оледенением в истории Земли известен как кислородная катастрофа.

Сине-зелёные водоросли — причина, по которой 2,4 млрд лет назад на Земле появился кислород в большом количестве и возникла более продвинутая жизнь

Такую же кислородную катастрофу можно устроить на Марсе.

Учёные ещё не пришли к единому мнению, почему атмосфера Земли медленно теряет кислород. Есть две гипотезы. Одна из них — это происходит из-за увеличения скорости эрозии, в результате которой из почвы извлекается больше горных пород, которые окисляются и связывают больше кислорода. Другая теория связана с изменением климата: за последние несколько миллионов лет температура немного снизилась, несмотря на резкий рост в последние десятилетия. Из-за снижения температуры могла инициироваться цепочка экологических реакций, в результате которой больше кислорода стало растворяться и связываться в Мировом океане.

Пока что всё это лишь гипотезы, которые следует проверить.

В данный момент атмосфера Земли содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,039% углекислого газа и небольшие примеси других газов. В ней также постоянно изменяется концентрация водяного пара, который считается одним из основных парниковых газов. На уровне океана концентрация H₂O в атмосфере составляет около 1%, а в среднем — около 0,4%. Общая масса атмосферы — 5,5×10 18 кг, то есть 5,5 зеттаграммов или 5,5 петатонн.

Накопление кислорода в атмосфере Земли. Зелёный график — нижняя оценка уровня кислорода, красный — верхняя оценка. 1. 3,85-2,45 млрд лет назад. 2. 2,45-1,85 млрд лет назад: начало производства кислорода и поглощение его океаном и породами морского дна. 3. 1,85-0,85 млрд лет назад: окисление горных пород на суше. 4. 0,85-0,54 млрд лет назад: все горные породы на суше окислены, начинается накопление кислорода в атмосфере. 5. 0,54 млрд лет назад — настоящее время

Утечка кислорода из земной атмосферы происходит медленно. Но учёные подчёркивают, что в их исследовании нет данных по изменению уровня кислорода за последние 200 лет, после начала Индустриальной революции, когда люди начали активно окислять углеводороды из земных недр, получая энергию от этой химической реакции и связывая большое количество кислорода из атмосферы. «Мы потребляем кислород в тысячу раз активнее, чем раньше, — говорит Дэниель Столпер. — Человечество полностью замкнуло [кислородный] цикл, сжигая тысячи тонн углерода… Это ещё одно свидетельство, что совместными усилиями люди способны значительно ускорить естественные процессы на Земле».

Источник

ГДЗ биология 8 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: § 21 Механизм дыхания Жизненная емкость легких.

Стр. 94. Вспомните

№ 1. Чем отличаются дыхательные движения у земноводных (лягушки) от движений у млекопитающих животных? Чем это объясняется?

У земноводных, например, у лягушки, механизм дыхания запускается благодаря движениям ротоглоточной полости. Это объясняется тем, что грудная клетка и межреберная мускулатура у нее отсутствуют. У млекопитающих дыхательные движения обеспечиваются работой специальной мышцы – диафрагмы и движениями ребер при вдохе и выдохе.

№ 2. Как осуществляется транспорт газов кровью? Какие форменные элементы отвечают за этот процесс?

В организме транспортировка кислорода и углекислого газа осуществляется при помощи крови. Кислород, который поступает из альвеолярного воздуха в кровь, тут же связывается с гемоглобином эритроцитов, в результате чего образуется оксигемоглобин. В таком виде он и доставляется к тканям. Уже в тканевых капиллярах кислород отщепляется и включается в окислительные процессы. Свободный гемоглобин связывает водород и превращается в восстановленный гемоглобин.

Углекислый газ, который образуется в тканях, переходит в кровь и поступает в содержащиеся в ней эритроциты. Далее часть его соединяется с восстановленным гемоглобином, образуя карбогемоглобин. В таком виде углекислый газ транспортируется к лёгким. Но большая часть углекислого газа в эритроцитах все же превращается в бикарбонаты при участии фермента карбоангидразы. Бикарбонаты переходят в плазму, где также транспортируются к лёгким. Там в лёгочных капиллярах они при помощи карбоангидразы распадаются и выделяют углекислый газ.

Стр. 96. Моя лаборатория. Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха

С помощью сантиметровой ленты измеряем окружность грудной клетки. Для этого поднимаем руки, накладываем ленту так, чтобы она проходила по нижним углам лопаток. Спереди лента должна проходить по среднегрудинной точке и плотно прилегать к телу. Затем опускаем руки. Окружность груди измеряется в трех фазах: во время обычного спокойного дыхания (в паузе), при максимальном вдохе и максимальном выдохе.

Определяем разность между величинами окружности груди при выдохе и вдохе. Это и есть экскурсия грудной клетки. Полученный результат записываем.

Вывод:

Разница обхвата грудной клетки при максимальном вдохе и максимальном выдохе в норме составляет 5 см. В моем случае результат измерений показал разницу в 4 см, что является пределом нормы. Такая разница является отражением подвижности грудной клетки во время дыхания, которое совершается благодаря дыхательным мышцам – межреберным и диафрагме.

Стр. 97. Вопросы после параграфа

№ 1. Каков механизм дыхательных движений, обеспечивающих у человека вдох и выдох?

При помощи дыхательных движений обеспечиваются механизм вдоха и выдоха у человека, а значит, происходит попеременное увеличение и уменьшение объема лёгких. При вдохе межреберные мышцы сокращаются, тем самым приподнимая ребра. Диафрагма отходит в сторону брюшной полости и становится менее выпуклой, из-за чего объемы грудной полости немного увеличиваются. А так как давление в грудной полости ниже, нежели атмосферное, то вслед за ней увеличиваются (растягиваются) и лёгкие. В случае, если есть необходимость в более глубоком дыхании, например, после тяжелых физических нагрузок, то кроме межреберных мышц и диафрагмы начинают сокращаться мышцы плечевого пояса и туловища.

Процесс выдоха менее активен и является результатом прекращений вдоха. То есть, начинается расслабление межреберных мышц, опускаются ребра. Как следствие, расслабляется диафрагма, уменьшается объем грудной полости и лёгких. Соответственно, давление в них становится выше, чем атмосферное, а воздух выходит наружу по дыхательным путям.

№ 2. Что такое жизненная ёмкость лёгких и от чего она зависит?

№ 3. Охарактеризуйте особенности транспорта газов кровеносной системой как важнейшего этапа дыхания.

После того, как человек вдохнул, воздух, содержащий в основном кислород, азот, углекислый газ и пары воды, попадает в его лёгкие. Далее в альвеолах кислород переходит в кровь из альвеолярного воздуха, а углекислый газ в альвеолярный воздух из крови. Происходит это благодаря тому, что кровь, которая поступает по сосудам малого круга кровообращения в лёгкие из правого желудочка сердца, содержит большой запас углекислого газа. В лёгких происходит сложный процесс перехода углекислого газа из кровеносных сосудов в альвеолы с дальнейшим его выведением при выдохе в окружающую среду.

А вот кислород, который поступает из воздуха, заполняет при вдохе альвеолы и переходит в кровь, что находится в капиллярах малого круга кровообращения. В крови происходит связывание эритроцитов гемоглобином, а кровь, которая стала артериальной, отправляется потоком к сердцу по сосудам.

В клетках и межклеточной жидкости кислорода содержится очень мало, нежели в крови, которая поступает из левого желудочка по сосудам большого круга кровообращения. Поэтому гемоглобин сначала отдает кислород, выходящий в тканевую жидкость, которая окружает кровеносные капилляры, а потом попадает в клетки. В клетках кислород нужен для окисления органических соединений. Это в свою очередь необходимо для освобождения энергии и образования углекислого газа как основного конечного продукта распада всех органических соединений.

№ 4. Как изменяется состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха?

№ 5. Как происходит газообмен в лёгких и в других органах?

Вдыхаемый человеком воздух попадает в лёгкие и состоит в основном из кислорода, углекислого газа, азота и паров воды. В альвеолах происходит процесс перехода кислорода из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислого газа, наоборот, из крови в альвеолярный воздух. Кровь, которая поступила из сердца в капилляры, что оплетают лёгочные альвеолы, богата углекислым газом. Однако в воздухе лёгочных альвеол его содержится очень мало, поэтому он переходит в альвеолы.

Как и обмен газов, поступление кислорода в кровь также происходит благодаря диффузии. Процессы связывания находящегося в эритроцитах гемоглобина происходят непрерывно с дальнейшим превращением его в оксигемоглобин. Это поясняет тот факт, что свободного кислорода в крови очень мало. А кровь, ставшая артериальной, практически мгновенно покидает альвеолы и направляется по легочной вене к сердцу. Важным является поддержание состава газов в лёгочных альвеолах постоянным. Только в таком случае обеспечивается непрерывность газообмена.

Стр. 97. Задание

На основании анализа и обобщения имеющихся у вас знаний установите взаимосвязь кровеносной и дыхательной систем человека. Отобразите эту взаимосвязь в виде карты понятий. Обсудите свои варианты в классе.

Кровеносная и дыхательная системы человека неразрывно связаны друг с другом, потому что отвечают они за выполнение одной и той же функции, а именно – насыщение клеток организма кислородом. Ведь без кислорода жизнь ни одного существа невозможна.

Газообмен в лёгких состоит в обогащении крови кислородом и дальнейшем удалении из нее углекислого газа. Собственно, в этом и заключается главная задача дыхательной системы. А уже дальнейшую транспортировку кислорода ко всем клеткам органов и тканей в организме человека осуществляет кровеносная система. При этом кислород связывается с гемоглобином, который содержится в эритроцитах. Это придает крови ярко-алый цвет.

В клетках тканей кислород крови используется для тканевого дыхания. То есть, окисление органических веществ происходит с участием кислорода до углекислого газа и воды. Выделяющаяся во время этого процесса энергия запасается в виде АТФ, а углекислый газ просто выводится кровью и удаляется через лёгкие в окружающую среду.

Стр. 97. Подумайте

Почему в выдыхаемом воздухе больше кислорода и меньше углекислого газа, чем в альвеолярном воздухе?

Состав выдыхаемого воздуха существенно отличается от состава альвеолярного воздуха и содержит больше углекислого газа и меньше кислорода. Так происходит, потому что при выдыхании к альвеолярному воздуху может присоединяться еще и воздух, находящийся в органах дыхания и воздухоносных путях.

Источник

Каково содержание кислорода в воздухе: процентный состав и норма

Воздух – это естественная смесь различных газов. Больше всего в нем содержатся такие элементы, как азот (около 77%) и кислород, менее 2% составляют аргон, углекислый газ и прочие инертные газы.

Кислород, или О2 – второй элемент периодической таблицы и важнейший компонент, без которого вряд ли бы существовала жизнь на планете. Он участвует в разнообразных процессах, от которых зависит жизнедеятельность всего живого….

Состав воздуха

О2 выполняет функцию окислительных процессов в человеческом теле, которые позволяют выделить энергию для нормальной жизнедеятельности. В состоянии покоя человеческий организм требует около 350 миллилитров кислорода, при тяжелых физических нагрузках это значение возрастает в три-четыре раза.

Сколько процентов кислорода в воздухе, которым мы дышим? Норма равна 20,95%. Выдыхаемый воздух содержит меньшее количество О2 – 15,5-16%. Состав выдыхаемого воздуха также включает углекислый газ, азот и другие вещества. Последующее понижение процентного содержания кислорода приводит к нарушению работы, а критическое значение 7-8% вызывает летальный исход.

Содержание прочих элементов в воздухе в различных условиях представлено в таблице ниже.

Из таблица можно понять, например, что в выдыхаемом воздухе содержится очень много азота и дополнительных элементов, а вот О2 всего 16,3%. Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе примерно составляет 20,95%.

Важно понять, что представляет собой такой элемент, как кислород. О2– наиболее распространенный на земле химический элемент, который не имеет цвета, запаха и вкуса. Он выполняет важнейшую функцию окисления в атмосфере.

Без восьмого элемента периодической таблицы нельзя добыть огонь. Сухой кислород позволяет улучшить электрические и защитные свойства пленок, уменьшать их объемный заряд.

Содержится этот элемент в следующих соединениях:

Воздух содержит в себе не только газообразные вещества, но и пары и аэрозоли, а также различные загрязняющие примеси. Это может быть пыль, грязь, другой различный мелкий мусор. В нем содержатся микробы, которые могут вызывать различные заболевания. Грипп, корь, коклюш, аллергены и прочие болезни – это лишь малый список негативных последствий, которые появляются при ухудшении качества воздуха и повышении уровня болезнетворных бактерий.

Процентное соотношение воздуха – это количество всех элементов, которые входят в его состав. Показать наглядно, из чего состоит воздух, а также процент кислорода в воздухе удобнее на диаграмме.

Диаграмма отображает, какого газа содержится больше в воздухе. Значения, приведенные на ней, будут немного отличаться для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Диаграмма соотношение воздуха.

Выделяют несколько источников, из которых образуется кислород:

Функции кислорода в атмосфере и для организма

Для человека огромное значение имеет так называемое парциальное давление, которое мог бы производить газ, если бы занимал весь занимаемый объем смеси. Нормальное парциальное давление на высоте 0 метров над уровнем моря составляет 160 миллиметров ртутного столба. Увеличение высоты вызывает уменьшение парциального давления. Этот показатель важен, так как от него зависит поступление кислорода во все важные органы и в кровяную систему.

Кислород нередко используется для лечения различных заболеваний. Кислородные баллоны, ингаляторы помогают органам человека нормально функционировать при наличии кислородного голодания.

Состав воздуха изменялся с течением лет. Эволюционные процессы, природные катаклизмы привели к изменениям в биосфере, поэтому уменьшился процент кислорода, необходимый для нормальной работы биоорганизмов. Можно рассмотреть несколько исторических этапов:

Последующее развитие окружающего мира может привести к дальнейшему изменению состава воздуха. На ближайшее время маловероятно, что концентрация О2 может быть ниже 14%, так как это вызовет нарушение работы организма.

Изменение содержания кислорода в воздухе на потяжении нескольких веков.

К чему приводит недостаток кислорода

Малое поступление чаще всего наблюдается в душном транспорте, плохо проветриваемом помещении или на высоте. Понижение уровня содержания кислорода в воздухе может вызвать негативное влияние на организм. Происходит истощение механизмов, наибольшему влиянию подвергается нервная система. Причин, по которым организм страдает от гипоксии, можно выделить несколько:

По ряду симптомов можно понять, что организму требуется О2. В первую очередь повышается частота дыхания. Также увеличивается частота сердечных сокращений. Эти защитные функции призваны поставить кислород в легкие и обеспечить им кровь и ткани.

Недостаток кислорода вызывает головные боли, повышенную сонливость, ухудшение концентрации. Единичные случаи не так страшны, их довольно просто подкорректировать. Для нормализации дыхательной недостаточности врач выписывает бронхорасширяющие лекарства и другие средства. Если же гипоксия принимает тяжелые формы, такие как потеря координации человека или даже коматозное состояние, то лечение усложняется.

Если обнаружены симптомы гипоксии, важно незамедлительно обратиться к доктору и не заниматься самолечением, так как применение того или иного лекарственного средства зависит от причин нарушения. Для легких случаев помогает лечение кислородными масками и подушками, кровяная гипоксия требует переливания крови, а корректировка циркулярных причин возможна только при операции на сердце или сосуды.

Невероятное путешествие кислорода по нашему организму

Заключение

Кислород – важнейшая составляющая воздуха, без которой невозможно осуществление многих процессов на Земле. Воздушный состав менялся в течение десятков тысяч лет из-за эволюционных процессов, но в настоящее время количество кислорода в атмосфере достигло значения в 21%. Качество воздуха, которым дышит человек, влияет на его здоровье, поэтому необходимо следить за его чистотой в помещении и постараться сократить загрязнение окружающей среды.

Источник

Чего в атмосфере меньше : кислорода или углекислого газа?

Чего в атмосфере меньше : кислорода или углекислого газа?

Во сколько раз в атмосфере больше азота чем кислорода?

Во сколько раз в атмосфере больше азота чем кислорода.

Какого газа в воздухе меньше а)углекислый газ б)кислород в) азот г)водорот д)аргон?

Какого газа в воздухе меньше а)углекислый газ б)кислород в) азот г)водорот д)аргон.

Какой газ преобладает в земной атмосфере?

Какой газ преобладает в земной атмосфере?

А) Кислород ; б) Азот ; в) Водород ; г) Углекислый газ.

В составе атмосферного воздуха больше : 1) углекислого газа чем азота 2) углекислого газа чем кислорода какое правильное?

В составе атмосферного воздуха больше : 1) углекислого газа чем азота 2) углекислого газа чем кислорода какое правильное.

Роль газов атмосферы в жизни Земли?

Роль газов атмосферы в жизни Земли.

Кислород, азот, озон.

В газовом составе атмосферы Земли наибольшая доля приходится на 1) кислород 2) азот 3) водород 4) углекислый газ?

В газовом составе атмосферы Земли наибольшая доля приходится на 1) кислород 2) азот 3) водород 4) углекислый газ.

Причиной глобального потепления считается увеличение в атмосфере количества 1) азота 2) кислорода 3) углекислого газа 4) водорода?

Причиной глобального потепления считается увеличение в атмосфере количества 1) азота 2) кислорода 3) углекислого газа 4) водорода.

Какой из перечисленных газов является парниковым?

Какой из перечисленных газов является парниковым?

Выберите лишнее и обьясните свой выбор : а) кислород, азот, фреон ; б) стратосфера, тропосфера, литосфера ; в) воздух, кислород, углекислый газ?

Выберите лишнее и обьясните свой выбор : а) кислород, азот, фреон ; б) стратосфера, тропосфера, литосфера ; в) воздух, кислород, углекислый газ.

Источник