Atmosfera - Atlante delle Nuvole. Infografica HD scaricabile.

Clicca per Ingrandire - Tasto destro del mouse per scaricare - by Antonio Ciccolella 2015

Idrosfera

Ciclo dell'acqua

L’idrosfera è costituita dall'insieme delle acque presenti nel sottosuolo e nella superficie del pianeta.

L'acqua che compone l'idrosfera può trovarsi in varie parti del corpo azzurro e celeste:
nella litosfera, sulla superficie della Terra e all'interno di rocce;
nella biosfera, componendo parte di creature della flora e della fauna;
nell'atmosfera, come nubi e vapore acqueo;
coprendo parte della crosta terrestre, in forma di oceani, calotte polari, ecc.

L'idrosfera è basata sul ciclo delle acque, che passano continuamente dallo stato liquido, a quello gassoso e, in alcuni casi, allo stato solido. La gran parte di queste acque è raccolta negli oceani, che ne permettono il continuo riciclo.

Distribuzione delle acque

Sul nostro pianeta si trovano 1,4 miliardi di chilometri cubi di acqua percentualmente così distribuita:

Acqua totale: oceani 97%, 2% acqua dolce
Acqua dolce: 79% calotte e ghiacci, 20% acque sotterranee, meno dell'1% acqua dolce in superficie facilmente accessibile
Acqua dolce in superficie facilmente accessibile: 2% laghi, 38% umidità del suolo, 8% vapore acqueo, 1% fiumi e torrenti, 1% acqua degli organismi viventi.

Il ciclo del carbonio

Il ciclo del carbonio è il ciclo biogeochimico attraverso il quale il carbonio viene scambiato tra la geosfera (all'interno della quale si considerano i sedimenti e i combustibili fossili), l'idrosfera (mari e oceani), la biosfera (comprese le acque dolci) e l'atmosfera della Terra.
Tutte queste porzioni della Terra sono considerabili a tutti gli effetti riserve di carbonio (carbon sinks). Il ciclo è infatti solitamente inteso come l'interscambio dinamico tra questi quattro distretti. La crosta terrestre contiene la maggior riserva di carbonio presente sulla Terra.
Le dinamiche di interscambio sono legate a processi chimici, fisici, geologici e biologici.
Sembra che anche altri corpi celesti possano avere un ciclo del carbonio, ma esistono pochissime informazioni a tal riguardo.

Composizione del Petrolio - Gli alcani e i cicloalcani sono idrocarburi. Gli idrocarburi contengono solo Carbonio e Idrogeno

Il bilancio globale del carbonio è il bilancio degli scambi (entrate e perdite) tra le riserve di carbonio o tra uno specifico ciclo (ad es. atmosfera-biosfera) del ciclo del carbonio. Un esame del bilancio di carbonio di una riserva può fornire informazioni se questa stia funzionando da fonte o da consumatore del biossido di carbonio.

Legge di Boyle - Legge Isoterma - Gas Perfetti - Contiene Video

I gas come i liquidi sono forme fluide della materia che hanno la tendenza a riempire qualsiasi recipiente. Vi è una bassa forza di coesione delle particelle che non sono unite le une alle altre, ma si muovono liberamente in tutto lo spazio disponibile.

Per poter definire con esattezza un gas dobbiamo indicare contemporaneamente il volume (V), che viene indicato in metri cubi, la pressione (P) indicata in Pa (pascal) 1 pascal = 1 Newton diviso 1 metro quadro, il cui valore è dato dal rapporto tra forza e superficie P = F/S, e temperatura indicata con T per la scala Kelvin o t per i gradi centigradi.

Queste grandezze sono connesse tra loro da relazioni matematiche, le leggi dei gas. In tutti i gas a pressioni non molto elevate, le molecole sono libere le une dalle altre, infatti sono molto sensibili alle variazioni di temperatura, pressione e volume.

Il comportamento appena descritto si può spiegare facendo riferimento alla teoria cinetico-molecolare che utilizza il modello di gas ideale o perfetto, le cui particelle presentano precise caratteristiche. Queste cioè devono essere:
puntiformi, quindi avere un volume trascurabile rispetto a quello occupato da tutto il gas,
capaci di non attrarsi reciprocamente perché distanti tra loro,
capaci di movimento caotico spostandosi in tutte le direzioni, entrando in collisione elastica con le altre particelle del gas e con le pareti del contenitore senza disperdere energia, 

Un simile modello di gas descrive il comportamento anche dei gas reali, quando questi si trovano a temperatura superiore a quella di liquefazione e risultano rarefatti.

Legge di Boyle (legge isoterma)

Questa legge risulta valida per i gas a comportamento ideale e a temperatura costante.
Robert Boyle (1662) dimostrò che il volume occupato da un gas è inversamente proporzionale alla pressione cui è sottoposto, se la temperatura è costante.

Rappresentazione grafica della legge di Boyle a varie temperature

La legge si esprime così:

P x V = Kostante   se t = costante

Animazione che spiega la legge di Boyle

Questa legge si può verificare sperimentalmente usando un cilindro munito di un pistone mobile, nel quale è contenuto il gas. Vedi animazione e video sopra. Il pistone permette di variare il volume: se il pistone scende lungo il cilindro il volume diminuisce e la pressione del gas aumenta. Dimezzando o riducendo ad un terzo il volume del gas la pressione di questo raddoppia o triplica.
Riportando in un diagramma i valori di pressione e volume si otterrà una curva che è caratteristica della proporzionalità inversa.