efek rumah kaca ( the greenhouse effect

17. 5 Efek rumah kaca

Meskipun karbon dioksida hanyalah jejak gas di atmosfer Bumi, dengan   konsentrasi sekitar 0,033 persen volume (lihat Tabel 17.1), ia memainkan peran penting dalam mengendalikan iklim kita. Efek rumah kaca yang disebut menggambarkan perangkap panas dekat permukaan Bumi dengan gas di atmosfer, terutama karbon dioksida. Itu atap kaca rumah kaca mentransmisikan sinar matahari yang terlihat dan menyerap sebagian dari yang keluar inframerah (IR) radiasi, sehingga menjebak panas. Karbon dioksida bertindak agak

seperti atap kaca, kecuali bahwa kenaikan suhu di rumah kaca terutama disebabkan sirkulasi udara terbatas di dalam. Perhitungan menunjukkan bahwa jika atmosfer tidak mengandung karbon dioksida, Bumi akan menjadi 30 ° C lebih dingin

Gambar 17.11 menunjukkan siklus karbon dalam ekosistem global kita. Transfer dari

karbon dioksida ke dan dari atmosfer adalah bagian penting dari siklus karbon. Karbon dioksida dihasilkan 

ketika ada bentuk karbon atau senyawa yang mengandung karbon

dibakar dengan kelebihan oksigen. Banyak karbonat mengeluarkan CO2 saat dipanaskan,

dan semua mengeluarkan CO2 ketika diobati dengan asam:

 
 

Gambar 17. 11 Siklus karbon.

Gambar 17. 12 Yang masuk radiasi dari matahari dan

radiasi keluar dari Bumi permukaan

Karbon dioksida juga merupakan hasil sampingan dari fermentasi gula:

     Glukosa                       etanol 

Karbohidrat dan molekul yang mengandung karbon kompleks lainnya dikonsumsi oleh hewan,
yang bernafas dan melepaskan CO2 sebagai produk akhir metabolisme
 

Seperti disebutkan sebelumnya, sumber utama CO2 lainnya adalah aktivitas gunung berapi
.Karbondioksida dihilangkan dari atmosfer oleh tumbuhan fotosintesis dan mikroorganisme tertentu:

Setelah tanaman dan hewan mati, karbon di jaringan mereka teroksidasi menjadi CO2 dan kembali ke atmosfer. 
Selain itu, ada keseimbangan dinamis antara atmosfer CO2 dan karbonat di lautan dan danau.
Energi radiasi matahari yang diterima Bumi didistribusikan melalui gelombang panjang gelombang antara 100 dan
 5000 nm, tetapi sebagian besar terkonsentrasi di 400 hingga Jarak 700-nm, yang merupakan wilayah spektrum yang 
terlihat (Gambar 17.12). Sebaliknya,radiasi termal yang dipancarkan oleh permukaan Bumi dicirikan oleh panjang
 gelombang lebih lama dari 4000 nm (wilayah IR) karena suhu permukaan rata-rata yang jauh lebih rendah dibandingkan
 dengan matahari. Radiasi IR yang keluar dapat diserap oleh air dan karbon dioksida, tetapi tidak dengan nitrogen dan oksigen.
Semua molekul bergetar,bahkan pada suhu terendah. Energi yang terkait dengan getaran molekuler terkuantisasi,
sangat mirip dengan energi elektronik atom dan molekul. Untuk bergetar lebihenergik, molekul harus menyerap foton  panjang
gelombang spesifik di wilayah IR. Namun, pertama, momen dipolnya harus berubah selama getaran. [Ingat bahwa momen dipol 
suatu molekul adalah produk muatan dan jarak antara muatan
(lihat hal. 420).] Gambar 17.13  
 Gambar 17.13 Gerak getarDari molekul diatomik. 
Bahan kimiaobligasi dapat direntangkan dan dikompres seperti pegas.
Reaksi ini membutuhkan energi radiasi

(cahaya tampak)
    
 
 

Menunjukkan bagaimana molekul diatomik dapat bergetar. Jika molekulnya homonuklir seperti N2 dan O2,
 tidak ada perubahan dalam momen dipol; molekulnya memiliki nol dipol saat tidak peduli seberapa jauh terpisah
 atau berdekatan dengan dua atom. Kami menyebutnya seperti itu molekul IR-tidak aktif karena mereka tidak dapat 
menyerap radiasi IR. Di samping itu, semua molekul diatomik heteronuklear adalah IR aktif; artinya, mereka semua
 dapat menyerap IR radiasi karena momen dipol mereka terus berubah sebagai panjang ikatan perubahan. Molekul 
poliatomik dapat bergetar dengan lebih dari satu cara. Air, misalnya,dapat bergetar dalam tiga cara berbeda, seperti 
yang ditunjukkan pada Gambar 17.14. Karena air sebuah molekul polar, mudah untuk melihat bahwa setiap getaran
 ini menghasilkan perubahan di momen dipol karena ada perubahan panjang ikatan. Karena itu, H2O molekul adalah
 IR-aktif. Karbon dioksida memiliki geometri linear dan nonpolar. Gambar 17.15 menunjukkan dua dari empat cara
 molekul CO2 dapat bergetar. Salah satu diantara mereka [Gambar 17.15 (a)] secara simetris memindahkan atom dari
 pusat gravitasi dan kehendak tidak menciptakan momen dipol, tetapi getaran lainnya [Gambar 17.15 (b)] adalah 
IR-aktif karena momen dipol berubah dari nol ke nilai maksimum dalam satu arah dan kemudian mencapai nilai 
maksimum yang sama ketika berubah ke ekstrim lainnyaposisi. Setelah menerima foton di wilayah IR, molekul
 H2O atau CO2 dipromosikan ke tingkat energi getaran yang lebih tinggi:
   

Gambar 17.14 Ketiga yang berbedamode getaran airmolekul. 
Setiap mode getarandapat dibayangkan dengan memindahkanatom
 di sepanjang panah dan kemudian 





























 

(Tanda bintang menunjukkan molekul vibrasi bersemangat). Ini bersemangat energik molekul segera kehilangan energi berlebih mereka baik dengan bertabrakan dengan molekul lain atau 
oleh emisi radiasi spontan. Bagian dari radiasi ini dipancarkan ke luar angkasa dan sebagian kembali ke permukaan Bumi. Meskipun jumlah total uap air di atmosfer kita belum berubah
 terasa selama bertahun-tahun, konsentrasi CO2 terusmeningkat sejak itu pergantian abad kedua puluh sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar fosil (minyak bumi,gas alam, dan batu bara).
 Gambar 17.16 menunjukkan persentase CO2 yang dipancarkan karena kegiatan manusia di Amerika Serikat pada tahun 1998, dan Gambar 17.17 menunjukkan variasi konsentrasi karbon dioksida
 selama beberapa tahun, yang diukur dalam Hawaii. Di belahan bumi utara, osilasi musiman disebabkan oleh penghilangan karbon dioksida oleh fotosintesis selama musim tanam dan penumpukan
 selama musim gugur dan musim dingin. Jelas, tren ini menuju peningkatan dalam CO2. Tingkat kenaikan saat ini adalah sekitar 1 ppm (1 bagian CO2 per juta bagian) udara) berdasarkan volume 
per tahun, yang setara dengan 9 3.109 ton CO2! Ilmuwan memperkirakan bahwa pada tahun 2010 konsentrasi CO2 akan melebihi praindustrial tingkat sekitar 25 persen  
 
 

 Gambar 17.15 Dua dari empat cara molekul karbon dioksida dapat
 bergetar. Getaran dalam (a) tidaktidak menghasilkan perubahan
 momen dipol, tetapi getaran dalam (b) membuat molekul IR aktif
 
 

Gambar 17.16 Sumber dariemisi karbon dioksidaAmerika Serikat.
 Perhatikan bahwa tidak semuaCO2 yang dipancarkan memasukisuasana.
https://www.blogger.com/blogger.g?blogID=2498593817400226005#editor/target=post;postID=5860560338606534910;onPublishedMenu=allposts;onClosedMenu=allposts;postNum=0;src=postname Sebagian diambiloleh karbon dioksida "tenggelam,"seperti lautan.