Решение: Почему пылинка держится в воздухе
Статья к заданиюЗагрязнение воздуха взвешенными частицами
Загрязнение воздуха взвешенными частицами
Загрязняющие воздух взвешенные частицы – это дым, сажа, пыль и капельки жидкости, образующиеся при сгорании топлива и присутствующие в воздухе.
Уровень загрязнения взвешенными частицами, измеряемый обычно в микрограммах[1] на кубический метр (мкг/м3), является одним из важнейших показателей качества воздуха, которым дышат люди. Согласно стандартам качества воздуха, разработанным Всемирной организацией здравоохранения, этот показатель не должен превышать 90 мкг/м3. В действительности во многих городах этот показатель многократно превышается.
Степень загрязнения воздуха зависит от уровня развития технологии в стране и мер государственного контроля за загрязнением, главным образом в энергетике. Применение менее «грязных» ископаемых видов топлива (таких как природный газ и уголь с низким содержанием серы), более эффективное и полное их сжигание, всё более широкое распространение «чистых», возобновляемых источников энергии – вот некоторые из основных способов борьбы с загрязнением воздуха.
ТВЁРДЫЕ ВЕЩЕСТВА
ПДК = 150 мкг/куб. м
2008 2009 2010 2011 2012 2013
М (данные Росстата) q (данные Росгидромета) ПДК2
Среднегодовые значения концентраций (q) взвешенных веществ и выбросы (М) твёрдых веществ от стационарных источников в атмосферном воздухе в целом по Российской Федерации
[1] мкг = 0,000001 г.
2 ПДК – предельно допустимая концентрация примеси для населённых мест.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя материал «Загрязнение воздуха взвешенными частицами», объясните, почему твёрдая пылинка, попадая в воздух, не может сразу упасть на Землю под действием силы тяжести, а некоторое время, иногда продолжительное, держится в воздухе.
Решение по шагам
4 шагаНа пылинку действует сила тяжести, направленная вниз, к Земле.
$$F_{\text{тяж}} = mg$$При движении пылинки вниз воздух оказывает сопротивление, направленное вверх, то есть противоположно движению.
$$F_{\text{сопр}} \uparrow$$Масса пылинки очень мала, поэтому мала и сила тяжести. Сопротивление воздуха существенно уменьшает скорость её падения.
Кроме того, движение воздуха может поддерживать пылинку во взвешенном состоянии. Поэтому она не падает сразу на Землю, а некоторое время находится в воздухе.
Пылинка имеет очень малую массу, поэтому сила тяжести, действующая на неё, невелика. При падении ей противодействует сила сопротивления воздуха, а потоки воздуха могут поднимать и перемещать частицу. Поэтому пылинка падает с малой скоростью и некоторое время держится в воздухе.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Утверждать, что на пылинку не действует сила тяжести.
Не упоминать сопротивление воздуха.
Объяснять удержание пылинки только её малым размером без указания физических причин.
Считать, что пылинка находится в воздухе неподвижно при отсутствии движения воздуха.