地球温暖化の原因である温室効果ガスが熱を吸収し、再び放射するとはどういうことですか?二酸化炭素は地表から発せられる赤外線を吸収するとは、どういうことですか?

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A 回答 (5件)

空気の主成分である窒素、酸素はいずれも等核二原子分子で


あるため、赤外線を吸収しません。結合がどんなにのびたり
縮んだりしても、分子の形が常に左右対称だからです。

これに対して、いわゆる温室効果ガスといわれるメタンや
二酸化炭素は、それぞれ四面体型、直線型三核の分子です。
このような分子は、結合がのびたり、縮んだり、ねじれたり
するときに、エネルギーを吸収します。というか、エネルギーがないと
のびたり縮んだりできないのです。このエネルギーとして
赤外線が使われます。

一方、エネルギーは形が変わっても決してなくなりません。
ので、そのうち赤外線として、分子の外にでていくのです。

ちなみに、熱という量は、分子などがどれだけ激しく
伸び縮みなどの運動をしているかの尺度である
と考えることもできます。

ですから、赤外線=熱=伸び縮み
という考え方もできます。
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「温室効果」に関しては、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


「温室効果のしくみ」
http://www.eic.or.jp/eig/y95_0046.htm
(温室効果ガス)

「温室効果ガス」の熱吸収については皆さんの回答が出ています。

ご参考まで。

補足お願いします。

参考URL:http://www.h2.dion.ne.jp/~hidakaya/r_shikumi.htm
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二酸化炭素による赤外線の吸収に関してはinorganicchemistさんの言われるとおりだと思います。


そして、伸び縮みの振動をしながら、反対に熱を放出もしています。そしてその両者が釣り合う温度で平衡状態になっていると考えられます。
ちなみに太陽の直接光は約6000Kの黒体放射で波長が赤外線よりずっと短い可視光のため一部の紫外線等を除いて大気を素通りして地面を暖めます。その地面は通常300K(摂氏約30度)程度に暖められてその温度の黒体放射をします。それがちょうど赤外線の波長に相当しており二酸化炭素の吸収を招くわけです。
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 直接関係あるかわかりませんが、化学の世界でIR吸収分析器というのがあります。


 赤外線の吸収により、その化合物がどんな原子(または、原子団)があるかを判断します。

 二酸化炭素のような炭素-酸素の結合は、非常に強い吸収で検出されることが知られています。

 これは、炭素-酸素間の結合における伸縮、振動のエネルギーの源となります。

 たくさんエネルギーを吸収すれば、安定状態ではよりエネルギーを放出することになるのでしょう。

 空気の主成分 N2、O2は2原子分子であるのに比べ、CO2は3原子分子で結合の数が多い分、吸収できる赤外線のエネルギー量も多い原因かと思います。


 
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参考になれば良いんですが↓



参考URL:http://www.pal.co.jp/ecolis/ecolis/jouhou/tiiki- …
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Q空気中の二酸化炭素は、極微量なのに呼吸では、酸素を取り入れて二酸化炭素を排出する二酸化炭素は、どこに

空気中の二酸化炭素は、極微量なのに呼吸では、酸素を取り入れて二酸化炭素を排出する二酸化炭素は、どこにあった二酸化炭素ですか?

Aベストアンサー

私たちが呼吸することによって吐き出す二酸化炭素は、もとは食べ物から摂取した炭水化物であったり、体内に蓄えられている脂肪です。

私たちが活動するのに必要なエネルギーはおもに炭水化物(他の栄養素もエネルギーになるものがあります)から得られ、それが不足するときは脂肪がエネルギー源になります。

これらがエネルギーになるためには酸素が必要で、それは肺から取り入れます。炭水化物や脂肪がエネルギーとして消費されると、最終的に二酸化炭素と水が出来ます(炭水化物も脂肪もC、H、Oで構成されています)。呼吸で吐き出される二酸化炭素は体が活動してエネルギーが消費した証です。また水は汗になったり尿になったり呼吸中の水蒸気になったりして体外に排出されます。
なので活動(運動)すると炭水化物や脂肪が燃焼し、水と二酸化炭素になり、いずれも体外に排出されるので、炭水化物を摂取していなければその分だけ脂肪が燃えて減量していくわけです。

Q二酸化炭素による温室効果について

温室効果の大きな要因はCO2である。と一般的に言われていますが、(そうでないと言う説もありますが)、
空気の組成を見てみると、CO2の割合は体積比で約0.03%しかありません。
この小さな割合によって地球全体が温暖化する程の温室効果に繋がるものなのでしょうか?
仮にCO2が0.03%から20%に増加している。と言うなら直感的に理解できるのですが。。

全く知識がありませんので、どなたかやさしい解説を頂ければと思います。

Aベストアンサー

補足・お礼中にある「断熱効果」と言う言葉が非常に気になります。

断熱性のために温暖化が起こっているというのは何というか、語弊がありますね。
二酸化炭素は確かに気体ですから、ほかの気体と同様の断熱性があります。
(熱を伝える性質が低い)
しかし、温暖化は「熱」が伝わらないために起こることではありません。

太陽から地球に降り注いだエネルギーと同じだけ地球は宇宙に向かってエネルギーを放出しています。
そのうち、主として赤外線として放出する「熱放射」という現象があるのですが、
二酸化炭素はこの熱放射を吸収する性質があります。
これを「温室効果」と呼びます。なお、地球の温室効果そのものの主要因は水蒸気です。
しかし、人為的要素による平均気温上昇はCO2排出増加に伴うものであると考えられています。

Q地球の気候はあと30年で限界 二酸化炭素排出

国連の「気候変動に関する政府間パネル(IPCC)」が第5次統合報告書を公表しました。
これによると、このまま地球温暖化の原因である温室効果ガスの排出が続けば、あと30年で限界がくるとのこと。
今世紀末には人々の健康や生態系に「深刻で広範囲にわたる後戻りできない影響が出る恐れ」が高まり、被害を軽減する適応策にも限界が生じると予測し、各国政府に迅速な対応を迫ったようです。
このことは随分前からいわれていますが、便利さ、快適さを追求してきた人類が対応できるでしょうか。
鉄鋼、ケミカル産業や車、そして化石燃料発電と二酸化炭素を排出する人類の勢いは止まりません。
今日、明日に限界が来るわけではないので、危機感をもちにくいのでしょうね。
皆さんはいかがお感じでしょうか。

Aベストアンサー

こんにちは。

地球温暖化の原因として二酸化炭素がやり玉になっていますね。これは間違いではないと思われますがメタンガスの影響も真剣に考慮した方が良いと思います。

というのは、地球を温暖化させるガスは二酸化炭素だけではなくてさまざまなガスが地球温暖化を促進しているのが実態なのです。その中でメタンガスがあるのですがこれは別名天然ガスとも言われています。いわゆる都市ガスのことです。

メタンガスは数えきれないほどの牛のゲップから大量に放出されており、また人工的には天然ガスを採掘するときに余ったメタンガスは大気中に放出されているのです。

他国に限らず、日本でも秋田県や千葉県では天然ガスの埋蔵量は無尽蔵でそのことを利用して天然ガスの採掘が盛んに行われています。千葉県の場合天然ガスの採掘を行っている企業は、帝国石油、ニチガス・旭硝子、伊勢化学、関東天然ガスなどがあります。

これらの企業で採掘された天然ガスは、地元の地方公共団体や東京ガスに売られているのですが、受け入れる設備の問題で採掘された天然ガスは全てが売られて一般の家庭に供給されることはありません。

余った天然ガスは故意に空放される運命になってしまいます。その量は日本だけでも一日に数万立方メートルにもなるほどです。

二酸化炭素の温室効果が、1とすれば、天然ガス(メタンガス)の温室効果は約20です。受け入れ先がなくて大気に放出される天然ガスの有効利用の技術が進歩すればもっと地球の寿命は長くなることは間違いないと思います。

しかしながら確かに質問者様がおっしゃるとおり人類は主に化石燃料に頼って便利・快適を手に入れてきましたが、これらを捨ててまで化石燃料から撤退するのは世界情勢から見ても無理だと思われます。誰も言いたがりませんが、もしかしたらもう手遅れになっている可能性もあるかと疑った方が賢明かもしれません。

一応天然ガスの採掘に携わった人間なので投稿させていただきました。

こんにちは。

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Q「二酸化炭素が温室効果ガス」な理由

よく、温暖化の解説で、
「二酸化炭素などの温室効果ガスが~~」
という記述をよく見つけます。

しかし、
「二酸化炭素が温室効果ガスである」という根拠は何なのでしょうか?
ここの理由がよくわかりません。

これは経験的・実験的な理由なのでしょうか?
それともは原理的に説明できるものなんでしょうか?

Aベストアンサー

普通に言われていますがあくまでも仮説です。

ちょっと前はオゾン層破壊でフロンガスが悪く言われていましたが、話が途切れてしまいました。
言いだしっぺはいつもアメリカです。
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http://env01.cool.ne.jp/global_warming/report/kondoh02.htm

Qエコライフ、二酸化炭素排出削減について

二酸化炭素排出削減を生活の中でどのようにしているか、というテレビドキュメンタリーを途中から見たんですが、エコライフの普及活動をしているお宅の主婦が「CO2削減」というタイトルのもと、掃除機を使わずにほうきを使うなど、電気をできるだけ節約していました。そこで質問ですが、電気の節約が二酸化炭素排出削減とどうつながっているのか、関係性を教えてください。

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ものを燃やすと二酸化炭素が発生しますね?

発電では石油、ガス、石炭などの化石燃料を燃焼させます。節電により、この化石燃料の消費を抑えれば二酸化炭素発生を抑えることが出来ると言う理屈です。

ですからこれは節電に限ったことではなく、都市ガス、プロパンガス、ガソリン、灯油など、すべてのエネルギー源について言えることです。

Q二酸化炭素と地球温暖化について

地球温暖化と二酸化炭素の増加における工業の発展の関連性について調べているのですが、

機械工場や食品工場など、さまざまな職種(?)別に二酸化炭素の排出量を知りたいのですが、

なかなか資料が見つからなくて困っています。




よろしくお願いします。

Aベストアンサー

◎【業種】の間違えでは???
 >>機械工場や食品工場など、さまざまな職種(?)別...

◎「地球温暖化 業種」 でweb 検索すれば
  http://rnavi.ndl.go.jp/research_guide/entry/theme-honbun-400333.php  
  でお探しのものが見つかるかも

◎「地球温暖化」と「二酸化炭素の排出量」について
  5W2Hの基本的知識がないと資料が見つかっても資料が見つかっても、理解できませんので
  ご注意ください

◎(発表)データの管轄は環境省ですが、もとになるエネルギー使用量のデータ(燃料使用量、
  電気使用量)より、「二酸化炭素の排出量」換算は可能です(企業ごとのデータがわかれば)

 追(今後の参考に)
   :情報がほしい場合にはどの程度の知識(学歴、職種、技術レベル)、年齢、知りたい理由
    などの情報があれば、より適格な回答が得られると思います。
以上

Q水素は天然ガスから作られ、二酸化炭素を大量に排出していると聞きました。

水素は天然ガスから作られ、二酸化炭素を大量に排出していると聞きました。
燃料電池は環境にいいもので水素が必要とされます。しかし、水素を作るために二酸化炭素を排出するのはちょっと残念に思います。
そこで質問ですが、二酸化炭素を排出しない水素の製造法は何かありますか?

Aベストアンサー

#2の方がご指摘されているのはエントロピーの法則ですね。

違った視点からの回答となりますが、「燃料電池が環境にいいもので水素が必要とされます」
と書かれていますが、何を持って環境によいのでしょうか?
現時点で実用化されている燃料電池の発電効率は40~50%程度です。発電の際に廃熱として廃棄される熱を利用する事で総合熱効率が80~90%程度となり、熱効率の良い機関という事になりますが、発電効率だけに着目すると日本のコンバインドサイクルで最新の物では58%(LHV)に達している物さえ在ります。そして、燃料電池とは規模が全く違います。(遙かに巨大です)

また、現在家庭用に販売されている燃料電池は、天然ガスをコンバーターで改質して水素を得ていますので必ずしも直接水素が必要というわけではありません。発電効率は東京ガスのエネファームで37%(LHV)、熱回収効率が52%(LHV)と総合効率では89%と優秀ですが、発電効率の点からみると、大規模なLNG発電に太刀打ちできません。
コマーシャルではメリットばかり強調していますが、要は発電も出来る湯沸かし器なので(コジェネは全てそうです)、お湯が余ってしまうと後は無駄になります。つまり、熱と電力を両方とも大量に必要とする大規模店舗の厨房とかホテル、病院以外の一般家庭では、一日に必要な分のお湯を沸かした後は、電力会社から電気を購入した方が熱効率的には正しいのです。
買電出来る云々はエコノミックな話なので、エコはエコでもエコ違いです。

燃料電池自動車は発電部分しか使えないので、蓄電池の性能が飛躍的に上昇される事が期待されている現在では、熱効率的に分が悪く、あまり話題に上ってきていないモノと存じます。
内燃機関でも(HCCI等)40%台の熱効率を目指して開発が進められています。

スマートグリッド云々が喧伝されて久しいですが、アメリカのように都市が点在し、電力供給網が日本のように密に構築されていないところであれば、そのメリットを甘受できますが、現時点の日本においては大電力会社によって高密度な電力網、高質な電力が供給されていますので、経済的効果は確かにあるでしょうが(新たなるインフラ整備になりますので)、確実に無駄な投資になります。
遠い将来、人口が減少していく中で新たなインフラ整備をするという中・長期的な視野に立った話なら別ですが…

偏屈な話を長々として申し訳ありませんでした。
ただ、世間でエコエコと宣伝している実態がかなり欺瞞に満ちた物である事を知って頂きたかったのです。失礼致しました。

参考URL:http://www.chuden.co.jp/resource/corporate/tane2009_p03_06.pdf

#2の方がご指摘されているのはエントロピーの法則ですね。

違った視点からの回答となりますが、「燃料電池が環境にいいもので水素が必要とされます」
と書かれていますが、何を持って環境によいのでしょうか?
現時点で実用化されている燃料電池の発電効率は40~50%程度です。発電の際に廃熱として廃棄される熱を利用する事で総合熱効率が80~90%程度となり、熱効率の良い機関という事になりますが、発電効率だけに着目すると日本のコンバインドサイクルで最新の物では58%(LHV)に達している物さえ在ります。そして...続きを読む

Qなぜ、二酸化炭素の排出量が地球の温暖化と関連があるのか?

なぜ、二酸化炭素の排出量が地球の温暖化と関連があるのか?

Aベストアンサー

確かに二酸化炭素が地球温暖化の直接の原因では無いと言う学者もいます。
但し、それでも温暖化の要因の一つだろうと認めています。

二酸化炭素自体には温室効果があります。
例えば金星の大気の多くは二酸化炭素で、その為金星の地表温度は400~500度Cとかなりの高温です。

QGDP比の二酸化炭素排出量

cop15で中国が二酸化炭素排出量をGDP比40~45%削減を目標にしていますが、そもそも、GDPって国内総生産ですよね?
ドルをどうやって、二酸化炭素排出量に変換するのでしょうか?

Aベストアンサー

>ドルをどうやって、二酸化炭素排出量に変換するのでしょうか?

排出量取引。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8E%92%E5%87%BA%E9%87%8F%E5%8F%96%E5%BC%95

ドルを二酸化炭素排出量に変えるのではなく、温室効果ガスの排出量をマネーに換える。
これは中国に限った話ではなく、世界各国で行われている。日本の1990年比25%削減も、日本国内で本当に25%削減するのではなく、他国の排出量を金の力で買ってくる分も含まれている。
この排出量取引は将来には数十兆円規模になり儲かるから環境ビジネス推進家が多くのロビイストを雇って各国の政治家にアプローチしている。証券化して売り出すことなども進んでいる。

Q二酸化炭素(CO2)が地球温暖化の原因ではないという説にうまく反論できません

タイトルのとおり二酸化炭素が地球温暖化の原因ではないという人に反論できませんでした。

冷たいコーラとぬるいコーラをたとえに、

『二酸化炭素が増えるから温度が上昇するのではなく、温度が上昇するから二酸化炭素が放出される』

だそうです。
中学生の理科のヘンリーの法則で習ったはずですし、どこかの論文から引用されたグラフでも、温度が上がってから大気中の二酸化炭素の濃度が増えているみたいです。

それでは原因が何か、と聞いたら太陽の活動が活発になったせいと説明され、何年かの周期で太陽の黒点活動が変動しているという観測データを見せてくれました。

正直、混乱しております。知りたいことは重複していますが以下になります。

(1)二酸化炭素説が嘘だと主張をされている方へ、二酸化炭素が本当に温暖化の犯人であると納得させるにはどうすればいいでしょうか?
(2)もし二酸化炭素が嘘ならば、いつから地球温暖化の犯人が二酸化炭素になり、みんなは必死になって二酸化炭素削減と言い出したのでしょうか?
(3)地球温暖化の問題もダイオキシンの時のようにマスコミと利権者による情報操作なのでしょうか?
(4)もし二酸化炭素犯人説が嘘だったら、どうすればそれを周囲の人に広められるでしょうか?
(5)それとも本当に二酸化炭素が温暖化の犯人なのでしょうか?

よろしくお願いします。

タイトルのとおり二酸化炭素が地球温暖化の原因ではないという人に反論できませんでした。

冷たいコーラとぬるいコーラをたとえに、

『二酸化炭素が増えるから温度が上昇するのではなく、温度が上昇するから二酸化炭素が放出される』

だそうです。
中学生の理科のヘンリーの法則で習ったはずですし、どこかの論文から引用されたグラフでも、温度が上がってから大気中の二酸化炭素の濃度が増えているみたいです。

それでは原因が何か、と聞いたら太陽の活動が活発になったせいと説明され、何年かの周...続きを読む

Aベストアンサー

「温暖化しているから二酸化炭素濃度が上昇しているのか?」
ヘンリーの法則の使い方はもっと正確に行う必要があります。
ヘンリーの法則は一般に平衡状態において使われるべきであり、
大気の二酸化炭素分圧をPa、海に溶けている二酸化炭素の蒸気圧をPo、海に溶けている二酸化二酸化炭素の濃度を[x]とすれば、
Pa=Po=k[X] という関係が成り立ちます(kは比例定数)。
平衡がなりたっていないと考えれば、海から大気に放出される二酸化炭素は F=C(Po-Pa) で計算できます(Cは比例係数)。
海が暖まれば、比例係数kが大きくなりますから、Poが大きくなり、Fが正になり、海から大気に二酸化炭素が放出するように思えます。ここにごまかしがあります。
現在の状態ではPaはPoよりもかなり大きく、多少kが増えたくらいではPo<Paという関係は変わりません。Fは常に負で(平均を引いてしまえば正負になっているようにごまかせますが)、海が二酸化炭素吸収をしています。kが大きくなってもその吸収が少なくなっているだけです。Po,Pa,[x}は観測できますし、比例係数k、Cなども理論、実験、観測で温度にどう依存するかは式で求めることができます。(実際計算した学術論文の一例は、Taro Takahashi et al., “Global sea-air CO2 flux based on climatological surface ocean pCO2, and seasonal biological and temperature effects,” Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography 49, no. 9-10 (2002): 1601-1622, doi:10.1016/S0967-0645(02)00003-6.)
PaがPo大きい状態になっているのは人間が二酸化炭素を放出しているからです。
このようにちゃんと計算できるにも関わらず、温暖化によって大気が二酸化炭素の量が増えていると主張している人たちがヘンリーの法則を使ってちゃんと計算しているのを見たことがありません。グラフを見て、似てる似てないを議論しているだけです。
下の記事も参考になるので参照してみてください。
http://goto33.blog.so-net.ne.jp/2008-07-13
「二酸化炭素が地球温暖化の原因なのか」
二酸化炭素に温室効果があることは、多くの実験・観測から明らかです。たとえば、二酸化炭素が地球から出ていく赤外線を遮っていることは人工衛星からわかります。よくあるごまかしは、「これ(例えば黒点)と温度のグラフは似ているから、これが温暖化の原因である。従って二酸化炭素説は否定される」という言い方です。黒点がどれだけの温度上昇につながるか実際に計算して見せることができませんし(二酸化炭素の場合はできます)、仮に黒点説が正しいとしても、それが二酸化炭素を否定していることにはならないのはあきらかで、せいぜい両者が共存して理由であることにしかなりません。人間がコントロールできるのは二酸化炭素だけなので、やっぱり二酸化炭素の規制は必要ということになります。

「温暖化しているから二酸化炭素濃度が上昇しているのか?」
ヘンリーの法則の使い方はもっと正確に行う必要があります。
ヘンリーの法則は一般に平衡状態において使われるべきであり、
大気の二酸化炭素分圧をPa、海に溶けている二酸化炭素の蒸気圧をPo、海に溶けている二酸化二酸化炭素の濃度を[x]とすれば、
Pa=Po=k[X] という関係が成り立ちます(kは比例定数)。
平衡がなりたっていないと考えれば、海から大気に放出される二酸化炭素は F=C(Po-Pa) で計算できます(Cは比例係数)。
海が暖まれば...続きを読む


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