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「吸熱反応」と「熱を吸収する」

高校の化学のテスト勉強中です

化学反応や状態変化の単元なのですが
中学までの知識で
「吸熱」することは温度が下がることだと思っていました。

ですが水の加熱曲線や教科書の記述で
水が蒸発する時に蒸発熱を吸収すると書かれています。
ということは温度が下がると言うことでしょうか?

まず、「吸熱すること」と「熱を吸収する」は同じであるというのは間違っていませんか…?

液体が気体になるときは温度が上がっていくものだと思っていたので混乱しています。

融解熱や蒸発熱は吸収される(自分の解釈としては温度が低下する)ものなのに
それらは水自体の温度が上がる過程のもののように思えます。

どこから勘違いしているのかわかりません。

説明が下手で申し訳ないです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「吸熱」というのは文字通り「熱を吸収すること」です。
その時に物質の状態に変換がなければ温度は上昇します。たとえば、水が熱を吸収すれば温度が高くなります。
しかし、1気圧において、100℃の水が熱を吸収すれば、その熱を水の「温度上昇」に使うことはできません(100℃で沸騰するから)ので、「水の蒸発(気化)」に使われます。

また、吸熱反応であれば、化学反応そのもののエネルギー変化として熱を吸収します。つまり、見た目ではわかりにくいですが、熱を吸収するような変化が反応溶液内で起こっているということです。吸収された熱は反応に関与した分子などに蓄えられるということです。そうすると、その「反応に関与した分子など」以外のものがエネルギーを提供することになり、結果的に反応溶液の温度を下げることによってその熱をひねり出していることになります。言い換えれば、溶けているものが熱を(外からは見えない)内部エネルギーとして吸収し、その時に奪われた熱で周囲の温度が下がるということです。

要するに、何が熱を吸収し、何が(あるいはどのような変化が)その熱を提供するかということを明確に区別する必要があります。その際の変化は三態の変化であったり、温度変化であったり、内部エネルギーの変化であったりします。内部エネルギーの変化が吸熱であれば、見かけ上、その周囲の温度が下がります。

吸熱反応の場合の温度低下は、その熱を提供した反応溶媒などの変化が観察されたものであり、吸熱したもの自体の変化は見えません。
それとは逆に、物質の温度変化、融解、気化などの際の吸熱は、吸熱したもの自体の変化が観察されます。なので、両者の見た目の変化は逆になります。

「吸熱」というのは文字通り「熱を吸収すること」です。
その時に物質の状態に変換がなければ温度は上昇します。たとえば、水が熱を吸収すれば温度が高くなります。
しかし、1気圧において、100℃の水が熱を吸収すれば、その熱を水の「温度上昇」に使うことはできません(100℃で沸騰するから)ので、「水の蒸発(気化)」に使われます。

また、吸熱反応であれば、化学反応そのもののエネルギー変化として熱を吸収します。つまり、見た目ではわかりにくいですが、熱を吸収するような変化が反応溶液内で起こってい...続きを読む

Q科学の実験手順・操作のフローチャートの書き方がよく分かりません

お恥ずかしい話なのですが、
実験操作・手順のフローチャートの良い書き方が
未だによくわかりません。

僕が今回書き方がよくわからなかったのは、
化学的手法による抽出の操作でした。
酢酸エチル抽出がどうとかこうとか・・・
(図書館で少し調べてみたのですが、なかなか見つからなくて・・・)

なにかアドバイスがありましたらお願いします。
別に上記のようなものではなく、
どのような実験についてでも結構です。

皆さんの色々なフローチャートを参考に出来たら、と思っていますので。

お願いします。

Aベストアンサー

実験手順のフローチャートですから、実験を行った通りの順序、手法を書けば良いのです。
書き方はシンプル・イズ・ベスト!
誰もがそのチャートを見て、同じ操作が出来るように目指して書いて下さい。
実験手順、操作のフローチャートなんて、料理のレシピみたいなもんです。

「やった事」だけを書けば良いのですから、そう悩む必要はないと思いますよ。
むしろ、実験結果における考察の方が大切です。

古いモノですが、私が学生の時やった
「アルカリ性フォスファターゼによるp-ニトロフェニルリン酸の加水分解における温度の検討」
という実験のフローチャートを書きます。

反応液調製      酵素液調製
 |          |
 | pre-incubate 5min. |
 |←―――――――――|
 |  1ml添加
 ↓
mix
 ↓
incubate 20min.
 ↓
saturated NO2CO3 sol. 1ml添加
 ↓
mix
 ↓
A400測定
 ↓
検量線の式からp-NP生成量を求める
 ↓
酵素活性で表す
 ↓
グラフ用紙にプロット
 ↓
至適温度を求める

長くてすいません。下付き文字がないので、変な部分ありますが、こんな感じです。
参考になると良いのですが・・・・

実験手順のフローチャートですから、実験を行った通りの順序、手法を書けば良いのです。
書き方はシンプル・イズ・ベスト!
誰もがそのチャートを見て、同じ操作が出来るように目指して書いて下さい。
実験手順、操作のフローチャートなんて、料理のレシピみたいなもんです。

「やった事」だけを書けば良いのですから、そう悩む必要はないと思いますよ。
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Aベストアンサー

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