1-1 大氣的組成與氣體的通性

大氣的組成與氣體的通性 1-1 2

大氣的組成 對流層 1-1.1 分布在海拔 13 公里以內， 其溫度隨高度的增加而穩定下降， 頂端的溫度可降至約－60 ℃； 其溫度隨高度的增加而穩定下降， 頂端的溫度可降至約－60 ℃； 因為溫度上低下高，故此層的空氣 會產生對流。 對流層與生物活動間的關係極為密 切，雲霧及風雨等各種氣象都出現 在此層。 對流層 奇觀！對流旺盛影響 月亮閃電並存夜空 台北夜空異常閃電 民驚嚇爭睹 3

大氣的組成 對流層 1-1.1 ★地表附近的大氣俗稱空氣，乾燥 的空氣中(體積百分率)： 氮氣： ％，氧氣： ％； ★地表附近的大氣俗稱空氣，乾燥 的空氣中(體積百分率)： 氮氣： ％，氧氣： ％； 含量第三高的是： ， 約占 ： ％ 。 與生物關係非常密切的二氧化碳， 含量僅約 ％ 。 78 21 氬 0.93 0.03 對流層 4

大氣的組成 平流層 1-1.1 分布在對流層之上，向上延伸到約 50 公里處， 其溫度隨高度的增加而增高。 分布在對流層之上，向上延伸到約 50 公里處， 其溫度隨高度的增加而增高。 在 20 ～ 30 公里處，臭氧的濃度較 高；臭氧可吸收紫外光，保護地球 上的生物。 平流層 臭氧層教育宣傳影片-「悠悠天鳴，殷殷我思。」 5

大氣的組成 中氣層 1-1.1 在 50 ～ 85 公里間的大氣層稱為 中氣層， 在 50 ～ 85 公里間的大氣層稱為 中氣層， 主要含有臭氧、氧、二氧化碳及氮 的氧化物等，易產生光化學反應， 故又稱 層。 光化 中氣層 6

大氣的組成 外氣層 增溫層 1-1.1 在 550 ～ 1000 公里間的大 氣層， 其主要氣體為質量較小的氫 及氦，濃度極稀薄。 在 85 ～ 550 公里間的大氣層， 其溫度亦隨高度的增加而增高，故 稱為增溫層； 因長期受到高能輻射照射，氣體多 游離成離子，又稱為 層。 此層可以反射電磁波，利於通訊。 游離 7

大氣壓力 1-1.2 托里切利的實驗： 1 毫米汞柱 (mmHg) 稱為 1 托 (torr) 1 大氣壓力 (atm) ＝ mmHg 動畫：托里切利大氣壓力測量 托里切利的實驗： 1 毫米汞柱 (mmHg) 稱為 1 托 (torr) 1 大氣壓力 (atm) ＝ mmHg ＝ 帕 (Pa) 760 1.013×105 (SI單位) 流言追追追-大氣壓力 【未來少年．梅期光創意科學實驗室】 大氣壓力水族箱 【未來少年．梅期光創意科學實驗室】空氣壓力噴泉 8

範例 1-1 化學實驗室中，氣壓計的讀數為 755 mmHg 時，相當於若干 atm ？ 解答 9

練習題 1-1 歐盟的氣象學家常用巴(bar)為氣壓單位，已知 1 bar＝1.00×105 Pa，某一天世界最高峰聖母峰上的大氣壓力為 234 mmHg，相當於若干巴？ 解答 10

氣體的通性 1-1.3 各種氣體共通的物理特性： 可充滿任何形狀與大小的容器。 可以無限地膨脹；具很好的可壓縮性，體積愈小， 壓力愈大。 可以完全互溶。 可以快速移動，流動性極佳。 氣體粒子撞擊器壁產生壓力，當溫度愈高，運動速 率會愈快，撞擊器壁的頻率增加，使得壓力愈大。 定壓時，定量氣體的體積隨溫度之上升而增大，隨 溫度之下降而縮小。 11

氣體的通性 1-1.3 一些氣體的分子式及其性質： H2 無味，可燃 N2 無味，無毒性 O2 無味，助燃 O3 強烈臭味，有毒性 Cl2 氣 體 分子式 性　質 氫 氣 氮 氣 氧 氣 臭 氧 氯 氣 氦 氣 H2 無味，可燃 N2 無味，無毒性 O2 無味，助燃 O3 強烈臭味，有毒性 Cl2 黃綠色，漂白水味道，有毒性 He 無味，最難液化 12

氣體的通性 1-1.3 一些氣體的分子式及其性質： Ne 無味，霓虹燈氣體 Ar 無味，無毒性 CO 無味，有毒性 CO2 無味，無毒性 氣 體 分子式 性　質 氖 氣 氬 氣 一氧化碳 二氧化碳 氨 氣 磷化氫 Ne 無味，霓虹燈氣體 Ar 無味，無毒性 CO 無味，有毒性 CO2 無味，無毒性 NH3 刺激性臭味，有毒性 PH3 大蒜味，有毒性 13

氣體的通性 1-1.3 一些氣體的分子式及其性質： CH4 C2H2 HCl SO2 NO2 H2S 氣 體 分子式 性 質 甲 烷 乙 炔 氣 體 分子式 性　質 甲 烷 乙 炔 氯化氫 二氧化硫 二氧化氮 硫化氫 CH4 無味，可燃 C2H2 無味，可燃 HCl 窒息性酸味，有毒性 SO2 點燃的火柴味，有毒性 NO2 紅棕色，刺激性味道，有毒性 H2S 腐蛋味，有毒性 14

學習成果評量 一部四輪驅動車從柏油路面進入海邊的沙灘前，車主先將輪胎的氣壓由 32 psi（磅每平方吋） 降至 18 psi，然後緩緩在沙灘上前進。回答下 列 1 ～ 2 題：（已知 1 atm＝14.7 psi） 15

學習成果評量 1. 行駛在沙灘前，輪胎的氣壓需要先降低的原 因為何？ (A)沙灘摩擦力比柏油路大 (B)防止在沙地時輪胎溫度太高而爆胎 (C)使輪胎與沙地路面接觸面積增大 (D)沙子較不容易沾黏輪胎 (E)使車子轉彎更靈巧 解答 接觸面積較大時，可減少輪胎對沙地的壓力，防止車輪陷入沙地而空轉，故選(C) 16

學習成果評量 2. 壓力 18 psi 約為若干 mmHg？ (A) 288 (B) 589 (C) 754 (D) 931 (E) 1013 解答 故選(D) 17