Какова продолжительность пребывания аммиака в тропосфере, если его концентрация составляет 0,005 мг/м3, а входящий

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать закон сохранения вещества. Позвольте мне выполнить необходимые вычисления и предоставить вам пошаговое решение.

Шаг 1: Переведем входящий поток аммиака из тонн в граммы. Размерность аммиака в год составляет 74 миллиона тонн или 74 * 10^6 тонн. Получим:

\[
74 \times 10^6 \, \text{тонн} \times 1000 \, \text{г} = 74 \times 10^9 \, \text{г}
\]

Шаг 2: Найдем количество вещества аммиака по формуле:

\[
\text{количество вещества} = \frac{\text{масса вещества}}{\text{молярная масса}}
\]

Молярная масса аммиака (NH3) составляет 17,03 г/моль. Тогда:

\[
\text{количество вещества} = \frac{74 \times 10^9 \, \text{г}}{17,03 \, \text{г/моль}}
\]

Шаг 3: Найдем объем тропосферы, зная концентрацию аммиака и количество вещества. По определению концентрации, имеем:

\[
\text{концентрация} = \frac{\text{количество вещества}}{\text{объем}}
\]

Так как нам дана концентрация \(0.005 \, \text{мг/м}^3\), переведем мг в г:

\[
0.005 \, \text{мг/м}^3 = 0.005 \times 10^{-3} \, \text{г/м}^3
\]

Подставим известные значения в формулу:

\[
0.005 \times 10^{-3} \, \text{г/м}^3 = \frac{74 \times 10^9 \, \text{г}}{\text{объем}}
\]

Отсюда найдем объем:

\[
\text{объем} = \frac{74 \times 10^9 \, \text{г}}{0.005 \times 10^{-3} \, \text{г/м}^3}
\]

Шаг 4: Теперь, чтобы найти продолжительность пребывания аммиака в тропосфере, нам нужно знать скорость движения. Возьмем среднюю скорость движения атмосферных масс как 4 м/с.

\[
\text{продолжительность пребывания} = \frac{\text{объем}}{\text{скорость}}
\]

Подставим известные значения:

\[
\text{продолжительность пребывания} = \frac{\frac{74 \times 10^9 \, \text{г}}{0.005 \times 10^{-3} \, \text{г/м}^3}}{4 \, \text{м/с}}
\]

\[
\text{продолжительность пребывания} = \frac{74 \times 10^9 \, \text{г}}{0.005 \times 10^{-3} \, \text{г/м}^3 \times 4 \, \text{м/с}}
\]

Шаг 5: Выполним необходимые вычисления. Получим окончательный ответ:

\[
\text{продолжительность пребывания} \approx 3.7 \times 10^{16} \, \text{секунд}
\]

Это столько же, сколько примерно \(1.2 \times 10^8\) лет.