:: wikimiki.org ::

Henry Cavendish

Henry Cavendish

Henry Cavendish (10. října 1731 - 24. února, 1810) byl britský fyzik a chemik. Henry Cavendish studoval v letech 1749 až 1753 na univerzitě v Cambridge, avšak nezískal univerzitní diplom. Ve studiu přírodních věd mohl pokračovat díky velkému dědictví; během jeho života byla však publikována jen malá část jeho prací.

Objev vodíku

Cavendish je všeobecně označován za objevitele vodíku, neboť v roce 1766 publikoval článek „On Factitious Airs“ („O umělých plynech“), v němž popsal hustotu „zápalného plynu“ z něhož spalováním vzniká voda. Jeho experiment později zopakoval Antoine Lavoisier, který vodíku dal jméno (francouzsky hydrogène).

Určení hmotnosti Země

Cavendish také v roce 1798 jako jeden z prvních vědců přesně spočítal hmotnost Země. Použil k tomu torzní váhy, s jejichž pomocí změřil gravitační sílu působící mezi olověnými koulemi. Z ní odvodil gravitační konstantu a určil hmotnost Země. Jeho výpočty byly zpřesněny až ve 20. století. V současnosti je nejlepší odhad hmotnosti Země asi 5,973 zetta tun (tedy 5,973×10²⁴ kg), což se od Cavendishova výpočtu odlišuje jen asi o 1%.

Jiné výsledky

Cavendish také do jisté míry určil složení zemské atmosféry. Vypočetl, že 79,167% tvoří vzduch „s flogistonem“ (dnes víme, že to je dusík a argon) a 20,833% je vzduch „bez flogistonu“ (dnes víme, že se jedná o kyslík se zastoupením 20,95%). Také určil, že asi 1/120 tvoří jiný plyn (teprve o 100 let později určili William Ramsay a Lord Rayleigh, že se jedná o argon).

Soukromý život

Cavendish byl tichý samotář, byl považován za poněkud výstředního, a kromě své rodiny nenavazoval blízké vztahy. Vypráví se, že ve svém domě měl zadní schodiště, které používal, aby se vyhnul své hospodyni, neboť se cítil nesvůj ve společnosti žen. V důsledku své povahy často nepublikoval výsledky své práce, a řadu svých závěrů nesděloval ani svým spolupracovníkům. Teprve po jeho smrti, koncem 19. století, jeho práce studoval James Clerk Maxwell který zjistil, že zásluhy za objevy, které učinil Cavendish, si mezitím připsali jiní vědci. K těmto objevům patří např. Ohmův zákon, Daltonův zákon parciálních tlaků nebo podstata elektrické vodivosti. Zanechal po sobě značný majetek, který byl v roce 1871 použit k založení a vybavení ústavu „Cavendish Laboratory“ na univerzitě v Cambridge. Cavendish, Henry Cavendish, Henry Cavendish, Henry Cavendish, Henry ja:ヘンリー・キャヴェンディッシュ

10. říjen

10. říjen je 283. den roku podle gregoriánského kalendáře (284. v přestupném roce). Do konce roku zbývá 82 dní.

Události

Česko
- 1631 – Saská armáda prošla Prahou.
- 1939 – Dle Mnichovské dohody muselo Československo odstoupit pohraniční území Německu. Svět
- 1609 – Byla založena Katolická liga.
- 1966 – Duo Simon a Garfunkel vydává album Parsley, Sage, Rosemary and Thyme.
- 1970 – Fidži vyhlásilo nezávislost.
- 1983 – Návrat sondy Veněra 15 (program Veněra).
- 1986 – Zemětřesení o síle 7,5 stupně Richterovy stupnice zasáhlo město San Salvador v Salvadoru. O život přišlo asi 1 500 lidí.
- 1997 – Jihoafrická republika se připojila k Africkému hospodářskému společenství
- 2001 – Americký prezident George W. Bush představil seznam 22 nejhledanějších teroristů.
- 2001 – Bégam Chálida Zijáová se stala předsedkyně vlády Bangladéše.
- 2004 – Prezidentem přechodné federální vlády Somálska byl v Nairobi zvolen plukovník Abdullahi Yusuf Ahmed.

Narození

Česko
- 1954 – Ondřej Havelka, český herec a zpěvák Svět
- 1813 – Giuseppe Verdi, italský hudební skladatel († 27. ledna 1901)
- 1825 – Paul Kruger, búrský politik a prezident Transvaalu († 14. července 1904)
- 1861 – Fridtjof Nansen, norský polárník, nositel Nobelovy ceny za mír († 1930)
- 1898 – Eugen Wüster, rakouský spoluzakladatel technické terminologie a normalizace († 29. března 1977)
- 1913 – Claude Simon, francouzský spisovatel
- 1924 – James Clavell, anglický spisovatel († 7. září 1994)
- 1930 – Harold Pinter, anglický dramatik
- 1954 – Vašo Patejdl, slovenský skladatel a hudebník
- 1958 – Tanya Tucker, americká zpěvačka
- 1976 – Gustavo Kuerten, brazilský tenista

Úmrtí

Česko
- 1857 - Josef Ressel - vynálezce lodního šroubu (
- 29. června 1793) Svět
- 1659 – Abel Tasman, nizozemský mořeplavec (
- 1603)
- 1875 – Alexej Konstantinovič Tolstoj, ruský básník, spisovatel a dramatik (
- 1817)
- 1973 – Ludwig von Mises, rakouský ekonom (
- 29. září 1881)
- 1976 – Štefan Luby, slovenský právník (
- 5. ledna 1910)

Svátky

Česko
- Marina Katolický kalendář
- Svatý Paulin Svět
- Světový den duševního zdraví
- Světový den zraku

Viz také:

- 9. říjen 11. říjen – kalendář Kategorie:Říjen ja:10月10日 ko:10월 10일 simple:October 10 th:10 ตุลาคม

24. únor

24. únor je 55. den roku podle gregoriánského kalendáře. Do konce roku zbývá 310 dní (311 v přestupném roce).

Události

Česko
- Svět
- 1753 – blahoslavení Josefa Kupertinského.

Narození

Česko
- 1830 Karolína Světlá, česká spisovatelka († 7. září 1899)
- 1921 Ludvík Aškenazy, český spisovatel († 18. března 1986) Svět
-

Úmrtí

Česko
- 1801 – František Martin Pelcl, český historik a spisovatel (
- 11. listopadu 1734)
- 1925 Alois Mrštík, český spisovatel (
- 14. říjen 1861)
- 1989 sebevražda Miroslav Skála, český spisovatel (
- 6. dubna 1924)
- 1994 Ladislav Mňačko, slovensky píšící spisovatel Svět
-

Svátky

Česko
- Matěj Svět
-

Viz také:

- 23. únor 25. únor - kalendář
- leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec Kategorie:Únor ja:2月24日 ko:2월 24일 simple:February 24 th:24 กุมภาพันธ์

1810

Století: 18. století - 19. století - 20. století Roky: 1805 1806 1807 1808 1809 - 1810 - 1811 1812 1813 1814 1815 ----

Události

- 20. červenec - Kolumbie získává nezávislost
- 16. září - Mexiko vyhlašuje nezávislost na Španělsku (definitivní nezávislost po válce v roce 1821)
- 18. září - Chile získává nezávislost
- 17. říjen - první Oktoberfest v Mnichově

Vědy a umění

Narození

- 10. listopadu Karel Hynek Mácha, český básník († 5. listopadu 1836)

Úmrtí

- 24. února - Henry Cavendish, britský fyzik a chemik, objevitel vodíku.

Hlava státu

- František I. Kategorie:19. století ko:1810년 ms:1810

1753

Století: 17. století - 18. století - 19. století Roky: 1748 1749 1750 1751 1752 - 1753 - 1754 1755 1756 1757 1758 ----

Události

Vědy a umění

Narození

- 17. srpen Josef Dobrovský, český spisovatel a filolog († 6. leden 1829)

Úmrtí

Hlava státu

Kategorie:18. století ko:1753년

Vodík

Vodík je nejlehčí a nejjednodušší plynný chemický prvek, tvořící převážnou část hmoty ve vesmíru.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Vodík je bezbarvý, lehký plyn, bez chuti a zápachu. Je značně reaktivní, především s kyslíkem a halogeny se slučuje velmi bouřlivě i když pro spuštění této reakce je nutná inicializace (např. jiskra, která zapálí kyslíko-vodíkový plamen). Vodík vytváří sloučeniny se všemi prvky periodické tabulky s výjimkou vzácných plynů. Vodík je schopen tvořit zvláštní typ chemické vazby, nazývaný vodíková vazba nebo také vodíkový můstek, kdy vázaný atom vodíku vykazuje afinitu i k dalším atomům, s nimiž není poután klasickou chemickou vazbou. Mimořádně silná je vodíková vazba s atomy kyslíku, což vysvětluje anomální fyzikální vlastnosti vody (vysoký bod varu a tání atd.). Objevil jej roku 1766 Angličan Henry Cavendish.

Výskyt v přírodě

Elementární vodík je na Zemi přítomen jen vzácně. Plynný vodík se v našem prostředí vyskytuje ve formě dvouatomových molekul H₂, je však známo, že v mezihvězdném prostoru je přítomen z převážné části jako atomární vodík H. V zemské atmosféře se vyskytuje jen ve vyšších vrstvách a díky své mimořádně nízké hmotnosti postupně z atmosféry vyprchává. Elementární vodík je však jednou z podstatných složek zemního plynu, vyskytuje se i v ložiscích uhlí. Ze sloučenin je nejvíce zastoupena voda, která jako moře a oceány pokrývá 2/3 zemského povrchu. Další významný zdroj vodíku představují organické sloučeniny. Vodík patří společně s uhlíkem, kyslíkem a dusíkem mezi tzv. biogenní prvky, které tvoří základní stavební kameny všech živých organizmů. Díky tomu se vodík vyskytuje prakticky ve všech sloučeninách tvořících nejvýznamnější surovinu současné energetiky a organické chemie – ropu. Vodík je základním stavebním prvkem celého vesmíru, vyskytuje se jak ve všech svítících hvězdách, tak v mezigalaktickém prostoru. Podle současných měření se podílí ze 75 % na hmotě a dokonce z 90 % na počtu atomů přítomných ve vesmíru.

Sloučeniny

- Reakce vodíku s kyslíkem se nazývá hoření a jejím produktem je voda, H₂O. Další sloučeninou těchto prvků je peroxid vodíku, H₂O₂, látka se silnými oxidačními účinky.
- S dusíkem tvoří čpavek neboli amoniak, NH₃, a hydrazin, N₂H₄.
- Atom vodíku je složkou každé kyseliny. Ve vodě se odštěpuje jako ion H⁺ a následně vytvoří oxoniový kation H₃O⁺.
- V mocenství H⁻ tvoří vodík sloučeniny s kovy, nazývané hydridy.
- Jako jeden ze základních kamenů všech organických molekul je přítomný ve všech tkáních živých organizmů této planety.
- Zajímavou vlastností vodíku je jeho schopnost rozpouštět se v některých kovech, např. v palladiu.

Výroba a využití

Průmyslově se dnes vodík vyrábí elektrolýzou vody nebo rozkladem zemního plynu. Hlavní využití elementárního vodíku:
- V chemickém průmyslu je vodík hydrogenačním činidlem, sloužícím k sycení násobných vazeb organických molekul, např. při ztužování rostlinných olejů.
- Redukčních vlastností plynného vodíku se někdy využívá v metalurgii k získávání kovů z jejich rud. Tento proces je ovšem nasazován pouze tehdy, kdy nelze využít běžnější redukční činidla, jako např. koks nebo dřevěné uhlí. Je to jednak kvůli poměrně vysoké ceně vodíku, ale především s ohledem na riziko možného výbuchu vodíku při kontaminaci prostředí kyslíkem nebo vzduchem za vysoké teploty.
- Vodík jako zdroj energie přestavuje pravděpodobně budoucnost energetiky i dopravy. Při spalování vodíku vzniká vedle značného energetického zisku pouze ekologicky naprosto nezávadná voda. Automobilové motory na bázi spalování plynného vodíku jsou v současné době předmětem intenzivního výzkumu předních světových výrobců motorů.
- Významnou novinkou posledních několika let je zdokonalení a zlevnění palivového článku. V tomto energetickém zařízení dochází k přímé přeměně energie chemické reakce vodíku s kyslíkem na elektrickou energii. Jako paliva se přitom používá plynného vodíku, kyslík je dodáván z atmosféry jako při normálním hoření. Účinnost tohoto procesu dosahuje v současné době hodnoty 60 %, což je podstatně více než bychom dosáhli spalováním vodíku a následným využitím vzniklého tepla pro výrobu elektrické energie. Nevýhodou současných palivových článků je stále ještě jejich vysoká cena a fakt, že proces je doposud značně citlivý vůči katalytickým jedům a vyžaduje proto použití velmi čistých chemikálií. Proto se palivové články už od šedesárých let 20. století využívají především v kosmických technologiích, kde uvedené nevýhody nejsou příliš významné. 20. století]
- Hoření, neboli reakce kyslíku s vodíkem je silně exotermní a lze při ní dosáhnout teplot přes 3 000 °C. Toho se běžně využívá při svařování nebo řezání kyslíko-vodíkovým plamenem nebo v metalurgickém průmyslu při zpracování těžko tavitelných kovů.
- Mimořádně nízké hustoty plynného vodíku se dříve využívalo v letectví k plnění vzducholodí a balónů. Jak však zlevňovala [http://pearl1.lanl.gov/periodic/elements/2.html] výroba hélia, byl vodík opouštěn a zůstával jen jako východisko z nouze v nacistickém Německu, kam byl vývoz amerického hélia embargován. Katastrofa vzducholodi Hindenburg v roce 1937, která shořela při přistání s několika desítkami obětí, éru vodíkem plněných dopravních prostředků lehčích než vzduch definitivně skončila.

Izotopy vodíku

Vodík má 3 izotopy:

Vodík

Klasický atom vodíku (někdy nazývaný protium), tvořený jedním protonem a jedním elektronem. Tento izotop je nejjednodušší atom ve vesmíru a tvoří jeho převažující část.

Deuterium

Atom s jádrem ²H, který obsahuje v jádře jeden proton a jeden neutron a od běžného vodíku se liší především atomovou hmotností, která činí 2,01363 amu, se označuje jako deuterium. Někdy mu bývá přiřazována i chemická značka D, přestože se nejedná o jiný prvek. Deuterium je stabilní izotop, který nepodléhá radioaktivní přeměně. V přírodě se běžně vyskytuje namísto lehkého vodíku. V průměru připadá na jeden atom deuteria 7 000 atomů normálního vodíku. Ve spojení s kyslíkem tvoří deuterium tzv. těžkou vodu, D₂O. Tato sloučenina má významné využití v jaderném průmyslu. Je velmi účinným moderátorem, tedy látkou zpomalující rychlost neutronů. Této vlastnosti se již od druhé světové války využívá v určitém typu jaderných rektorů k přípravě plutonia z uranu. Německá armáda se za druhé světové války intenzivně snažila vyvinout jadernou bombu na bázi plutonia. V norském Rjukanu existoval průmyslový komplex společnosti Norsk Hydro, vyrábějící těžkou vodu. Spojenci tento komplex zničili operací zvláštních jednotek (bombardování po jeho opravě způsobilo těžké ztráty na životech místních obyvatel, ale továrnu poškodilo jen mírně), přesto se však nacistům podařilo vyrobit dostatečné množství těžké vody pro další experimenty s jadernou zbraní. Dnes je deuterium využíváno také jako účinný stopovač biochemických reakcí. Pokud je na počátku výzkumu distribuce určité sloučeniny v organizmu použita látka, která má atomy vodíku nahrazeny deuteriem, lze vysledovat její cestu biochemickou přeměnou analýzou všech možných vzniklých produktů.

Tritium

uranu Jako tritium se označuje vodík ³H, který má jádro složeno z jednoho protonu a 2 neutronů a bývá někdy označován chemickou značkou T. Jeho atomová váha má hodnotu 3,01605 amu. Na rozdíl od deuteria je jádro tritia nestabilní a rozpadá se s poločasem rozpadu 12,4 roku za vyzáření pouze málo energetického beta záření. V přírodních podmínkách vzniká tritium především v horních vrstvách atmosféry při kolizi kosmického záření s jádrem atomu deuteria. Uměle je tritium získáváno v těžkovodních jaderných reaktorech při výrobě plutonia z přírodního uranu. Tritium slouží přitom jako jedna ze složek náplně ternonukleární bomby, doposud nejničivějšího destrukčního prostředku, jaký druh Homo sapiens vyrobil. Tritium je také jedním ze základních meziproduktů jaderné fúze, která je pokládána za energetický zdroj všech hvězd v pozorovatelné části vesmíru. Kategorie:Chemické prvky ---- ja:水素 ko:수소 ms:Hidrogen simple:Hydrogen th:ไฮโดรเจน

Hustota

Hustota je fyzikální veličina, která vyjadřuje hmotnost objemové jednotky látky. Symbol veličiny: ρ [ró] Základní jednotka: kilogram na metr krychlový, značka jednotky: kg/m³ Další používané jednotky: gram na centimetr krychlový g/cm³, kilogram na litr kg/l Vzorec:

\rho =

, kde m je hmotnost, V je objem Měřidla: hustoměr, pyknometr, Mohrovy vážky a další zpět - Fyzikální veličiny Category:Fyzikální veličiny ja:密度

Země

O jejích dějinách, vývoji názoru na ní, viz Země (dějiny). Země, známá též pod názvy latinského původu Terra, Tellus a pod řeckým Gaia je třetí planetou Sluneční soustavy. Jde o největší terestrickou planetu ve Sluneční soustavě a jediné planetární těleso, na němž je dle současných vědeckých poznatků potvrzen život. Planeta vznikla před 4,57 miliardami let a krátce po svém vzniku (před 4,533 miliardami let) získala svůj jediný přirozený satelit – Měsíc. Měsíc Její astronomický symbol sestává z kříže v kruhu, reprezentujícího poledník a rovník; v jiných variantách je kříž vysunut nad kruh (Unicode: ⊕ nebo ♁). Kromě slov odvozených od Terra, jako je terestrický, obsahují pojmy vztahující se k Zemi také prefix telur- nebo tellur- (např. telurický, tellurit podle bohyně Tellūs) a geo- (např. geocentrický model, geologie).

Fyzikální charakteristiky

Tvar Země

Střední poloměr Země je skoro 6,5 tisíce kilometrů, z čehož plyne relativně malá křivost povrchu. Zakřivení způsobená geologickou aktivitou jsou mnohem výraznější než zakřivení v důsledku kulatosti. Proto se lidé v minulosti domnívali, že Země je celkově plochá. Proti tomuto názoru ale postupně svědčily různé vědecké poznatky a pozorování, například zatmění Měsíce a obeplutí Země na lodích. Éra kosmických letů pak přinesla přímá pozorování a fotografie jako konečný důkaz, že Země je kulatá. Kulatost Země (stejně jako jiných planet, Slunce i Měsíce) je dána vlastnostmi gravitační síly, která působí centrálně kolem těžiště a má sférickou symetrii. Tvar dokonalé koule je však narušen. Lepším přiblížením skutečnosti je rotační elipsoid s malou excentricitou. Vzdálenost pólů je přibližně o 43 km menší, než střední průměr rovníku. To je způsobeno rotací Země kolem své osy, která způsobuje odstředivou sílu. Ta směřuje od osy rotace a vektorově se skládá s gravitační silou, z čehož plyne, že na pólech je největší tíhové zrychlení a na rovníku nejmenší. Rovnoběžky jsou tedy kružnice, zatímco poledníky jsou elipsy s malou výstředností. Skutečný tvar je ještě složitější a pro jeho matematický popis se užívá pojem geoid. Poznámky:
- Ještě během druhé světové války někteří němečtí nacističtí vůdci věřili, že ve skutečnosti žijeme na vnitřním povrchu duté země a tento "poznatek" chtěli využít pro vojenské účely
- Na internetu existují recesistické stránky [http://www.alaska.net/~clund/e_djublonskopf/Flatearthsociety.htm Flat Earth Society] (anglicky), propagující "teorii" placaté Země. :Viz též: Země (dějiny).

Složení

Vnitřek Země je, stejně jako u jiných terestrických planet, rozdělen na vnější křemíkovou pevnou kůru a vysoce viskózní plášť, tekuté vnější jádro, které je mnohem méně viskózní než plášť a pevné vnitřní jádro. Tekuté vnější jádro umožňuje existenci slabého magnetického pole díky konvekci jeho elektricky vodivého materiálu. Nový materiál se dostává na povrch skrz vulkány a trhliny v oceánských deskách (vizte kontinentální drift). Mnoho hornin, z nichž je zemská kůra tvořena, se vytvořilo před méně než 100 milióny let; nejstarší známé žíly minerálů jsou však 4,4 miliardy let staré, což znamená, že Země měla pevnou kůru přinejmenším po tuto dobu [http://spaceflightnow.com/news/n0101/14earthwater/]. Globální zemské složení podle hmotnosti [http://earthref.org/cgi-bin/er.cgi?s=erda.cgi?n=547] je:

Vnitřní stavba

Struktura Země (podle hloubky pod povrchem):
- 0 až 60 km – litosféra (místně kolísá 5-200 km)
- 0 až 35 km – kůra (místně kolísá mezi 5-70 km)
- 35 až 60 km – svrchní plášť
- 35 až 2890 km – plášť
- 100 až 700 km – astenosféra
- 2890 až 5100 km – vnější jádro
- 5100 až 6378 km – vniřní jádro

Zemská kůra

:Viz hlavní článek: Zemská kůra Tloušťka kůry kolísá od 5 do 70 km. Nejtenší částí je oceánská kůra na dně oceánů složená z (mafických) hornin bohatých na křemík, železo a hořčík. Silnější je kontinentální kůra, která má menší hustotu, a obsahuje především vrstvu složenou z (felsických) hornin bohatých na křemík, sodík, draslík a hliník. Za rozhraní mezi kůrou a pláštěm lze označit dva fyzikálně odlišné jevy. Především existuje diskontinuita v rychlosti seismických vln, která je známá jako Mohorovičičova diskontinuita. Ze příčinu této diskontinuity je považována změna ve složení hornin od hornin obsahující plagioklasy (nahoře) až po horniny, které žádné živce neobsahují (dole). Jiným jevem je chemická diskontinuita mezi ultramafickými horninami a natavenými harzburgity, jak ji lze pozorovat v hlubokých částech oceánské kůry, které byly obdukovány do kontinentální kůry a uchovány jako ofiolitické sekvence. ofiolitické sekvence

Zemský plášť

Zemský plášť zasahuje do hloubky 2890 km. Tlak ve spodní části pláště je ~140 GPa (1,4×10⁶atmosfér). Z větší části je složen z materiálů bohatých na železo a hořčík. Jejich bod tání závisí na tlaku, jemuž jsou vystaveny. Protože je zde žár a při cestě do hloubky se zvyšuje tlak, spodní části této oblasti jsou považovány za pevné, zatímco horní jsou tvárné (polotekuté). Viskozita svrchního pláště se pohybuje od 10²¹ do 10²⁴ Pa·s, v závislosti na hloubce [http://www2.uni-jena.de/chemie/geowiss/geodyn/poster2.html]. Materiál svrchního pláště tedy může téct jen velmi zvolna. Proč si vědci myslí, že vnitřní jádro je pevné, vnější jádro tekuté a plášť polotekutý? Bod tání materiálů bohatých na železo je vyšší než železa samotného. Jádro je složeno téměř zcela z čistého železa, zatímco železem bohaté materiály se hojně vyskytují především mimo něj. Na povrchu jsou materiály bohaté na železo pevné, ve svrchním plášti polotekuté (neboť je horký a panuje zde ještě relativně malý tlak), ve spodním plášti pevné (neboť jsou pod velkým tlakem), čisté železo vnějšího jádra je tekuté, neboť má velmi nízký bod tání (navzdory enormnímu tlaku), naproti tomu vnitřní jádro je pevné kvůli extrémnímu tlaku ve středu planety.

Zemské jádro

:Viz hlavní článek: Zemské jádro Průměrná hustota Země je 5515 kg/m³, což ji činí nejhustší planetou ve Sluneční soustavě. Průměrná hustota materiálu na povrchu však činí jen asi 3000 kg/m³, těžší materiály se proto musí nacházet v zemském jádru. V raném období před asi 4,5 miliardami (4,5×10⁹) let byl povrch Země roztaven a hustší hmota klesala ke středu v procesu zvaném planetární diferenciace, zatímco lehčí materiály vyplavaly do kůry. Následkem toho je jádro tvořeno především železem (80%) spolu s niklem a jedním nebo více lehčími prvky; těžší prvky jako olovo nebo uran jsou buďto příliš vzácné než aby byly významnými nebo mají sklon se slučovat s lehčími prvky a zůstaly proto v kůře (viz felsické horniny). Jádro se dělí na dvě části, na pevné vnitřní jádro s poloměrem ~1250 km a tekuté vnější jádro o poloměru ~3500 km, které se rozprostírá se kolem něj. Všeobecně se předpokládá, že vnitřní jádro je pevné a složené především ze železa a z menší části z niklu. Někteří obhajují názor, že vnitřní jádro by mohlo být ve formě jediného krystalu železa. O vnějším jádru obklopujícím vnitřní se soudí, že je složeno ze směsi tekutého železa a niklu a stopového množství lehčích prvků. Obecně se věří, že konvekce ve vnějším jádru kombinovaná s mícháním způsobeným zemskou rotací (viz Coriolisova síla) způsobuje zemské magnetické pole procesem popsaným teorií dynama. Pevné vnitřní jádro je příliš horké, než aby bylo nositelem stálého magnetického pole (viz Curiova teplota), pravděpodobně však přispívá ke stabilizaci pole generovaného tekutým vnějším jádrem. Poslední důkazy naznačují, že vnitřní jádro Země nejspíš rotuje poněkud rychleji než zbytek planety o asi ~0-2° za rok (Comins DEU-str.82).

Zemský povrch

Výškové extrémy: (měřené relativně k úrovni moře)
- Nejnižší suchozemský bod: hladina Mrtvého moře −417 m
- Nejnižší bod vůbec: Mariánský příkop v Tichém oceánu −10 911 m ([http://web-japan.org/atlas/technology/tec03.html měření] z roku 1995)
- Nejvyšší bod: Mount Everest 8 850 m (měření z roku 1999)

Hydrosféra

1999 Země je jedinou planetou naší sluneční soustavy, jejíž povrch je pokryt kapalnou vodou. Hydrosféra pokrývá 71 % zemského povrchu (97 % z toho je mořská voda a 3 % sladká voda) a tvoří ji o oceány a moře, na kontinentech pak řeky a jezera. Oběžná dráha, vulkanismus, gravitace, skleníkový efekt, magnetické pole a na kyslík bohatá atmosféra jsou jedinečné vlastnosti, které dohromady vytvořily ze Země vodní planetu. Oběžná dráha Země leží za hranicí oběžných drah zaručujících dostatečné teplo pro kapalnou vodu. Bez nějaké formy skleníkového efektu by byla voda na Zemi zamrzlá. Paleontologické nálezy naznačují, že v jednom okamžiku poté, co modrozelené sinice (Cyanobacteria) kolonizovaly oceány a vyčerpaly z atmosféry oxid uhličitý, selhal skleníkový efekt a zemské oceány nejspíš zcela zamrzly na 10 až 100 miliónů let (Země-ledová koule). Na jiných planetách, jako je např. Venuše, byly molekuly vodních par rozloženy slunečním ultrafialovým zářením a vodík byl ionizován a odvanut slunečním větrem. Tento proces je pomalý, ale neúprosný. Jde o jednu z hypotéz vysvětlujících, proč nemá Venuše žádnou vodu. Bez vodíku kyslík reaguje s materiálem povrchu a ukládá se v pevných minerálech. V zemské atmosféře existuje ve stratosféře tenká vrstva ozónu, která absorbuje většinu vysokoenergetického ultrafialového záření a efekt rozbíjení molekul tak potlačuje. Ozón se může tvořit jen v atmosféře s vysokým podílem volného dvouatomového kyslíku, jehož existence je závislá na biosféře (rostlinách). Magnetosféra také chrání ionosféru před přímým odfukováním slunečním větrem. Nakonec, vulkanickou činností se na povrch neustále dostává voda zevnitř planety. Zemská desková tektonika v procesu recyklace subdukuje do pláště uhlík a vodu ve formě vápencových hornin a uvolňuje je při vulkanické činnosti jako plynný oxid uhličitý a páru. Odhaduje se, že horniny v plášti mohou obsahovat až 10× více vody než je nyní v oceánech, většina z této zadržované vody však nikdy nebude uvolněna. Celková hmotnost hydrosféry je asi 1,4×10²¹ kg, přibližně 0,023 % z celkové hmotnosti Země.

Atmosféra

Země má relativně hustou atmosféru složenou ze 78 % dusíku, 21 % kyslíku, 1 % argonu a stopového množství jiných plynů včetně oxidu uhličitého a vodních par. Atmosféra chrání povrch Země před dopadem některých druhů slunečního záření. Její složení je nestabilní a silně ovlivněno biosférou. Jde především o velké množství volného dvouatomového kyslíku, který vyrábějí pozemské rostliny a bez nichž by se kyslík v atmosféře v geologicky krátkém čase sloučil s materiály z povrchu Země. Volný kyslík v atmosféře je známkou života. Tloušťka jednotlivých vrstev atmosféry (troposféry, stratosféry, mezosféry, termosféry a exosféry) na různých místech planety kolísá v závislosti na sezónních vlivech. Celková hmotnost atmosféry je asi 5,1×10¹⁸ kg, tedy přibližně 0,000 000 9 celkové hmotnosti Země.

Země jako těleso ve Sluneční soustavě

Rotace Země kolem její osy spojující severní a jižní pól trvá 23 hodin, 56 minut a 4,091 sekund (1 siderický den). Ze Země se hlavní část zdánlivého pohybu nebeských těles na obloze (kromě meteorů, které jsou mezi atmosférou a nízko obíhajícími satelity) jeví jako pohyb směrem na západ o rychlosti 15 °/h = 15'/min, tedy o sluneční nebo měsíční průměr každé dvě minuty. Země oběhne Slunce za 365,2564 průměrných slunečních dní (1 siderický rok). Ze Země to dává zdánlivý pohyb Slunce vzhledem ke hvězdám o rychlosti 1 °/den, tj. pohyb směrem na východ o sluneční či měsíční průměr za každých 12 hodin. Rychlost oběhu Země je v průměru asi 30 km/s, což stačí k uražení vzdálenosti zemského průměru (~12 700 km) za 7 minut a vzdálenosti Země–Měsíc (384 000 km) za 4 hodiny. Země má jeden přirozený satelit, Měsíc, který kolem ní oběhne jednou za 27 1/3 dnů. Ze Země se to jeví jako pohyb Měsíce vzhledem ke Slunci a hvězdám o rychlosti 12 °/den, tj. o měsíční poloměr směrem na východ každou hodinu. Viděno ze zemského severního pólu jsou pohyb Země, jejího měsíce a její rotace kolem osy všechny proti směru hodiných ručiček. Roviny orbity a rotace se přesně nekryjí. Zemská osa je vychýlena zhruba o 23,5 stupňů proti rovině Země–Slunce (které způsobuje roční období); a rovina Země–Měsíc má sklon asi 5 stupňů proti rovině Země–Slunce (jinak bychom pozorovali zatmění každý měsíc). Poloměr Hillovy sféry (sféry vlivu) Země je asi 1,5 Gm (1,5 miliónu km), do čehož se oběžná dráha jediného přirozeného satelitu (Měsíce) pohodlně vejde. V inerciální vztažné soustavě podléhá zemská osa pomalému precesnímu pohybu s periodou dobrých 25 800 let, stejně jako nutaci s hlavní periodou 18,6 let. Tyto pohyby jsou způsobeny diferenciálním vlivem Slunce a Měsíce na rovníkovou deformaci způsobenou zploštěním Země. Ve vztažné soustavě spojené se zemským tělesem je její rotace také lehce nepravidelná kvůli pohybu pólů. Pohyb pólu je kvaziperiodický, obsahující roční složku a složku se čtrnáctiměsíčním cyklem zvanou Chandlerova perioda. Rychlost rotace vlivem slapových sil v průběhu času klesá, jev je známý jako proměnná délka dne. V současné době nastává zemský perihel vždy kolem 3. ledna a afel kolem 4. července. V jiných dobách tomu bylo jinak, viz precese a Milankovičovy cykly.

Měsíc

Milankovičovy cykly 1968.]] :Viz hlavní článek: Měsíc (Země) Měsíc, nazývaný též Luna, je relativně velká terestrická planetě podobná oběžnice, jejíž průměr je asi jedna čtvrtina zemského. S výjimkou Plutova Charona je to v poměru k velikosti planety největší měsíc ve sluneční soustavě. Přirozené satelity obíhající kolem planet se nazývají „měsíce“ právě podle pozemského Měsíce. Gravitační síly mezi Zemí a Měsícem způsobují na Zemi příliv. Tatáž síla působící na Měsíc vedla k jeho vázané rotaci: jeho rotační perioda je rovna době, která je potřebná k jeho oběhu Země. Následkem toho ukazuje planetě stále stejnou stranu. Jak Měsíc obíhá Zemi, jsou Sluncem osvětlovány jeho různé části, což vede k měsíčním fázím: Temná polokoule je oddělena od osvětlené slunečním terminátorem. Měsíc dramaticky ovlivnil vývoj života tím, že brání prudkým změnám podnebí. Paleontologické důkazy a počítačové simulace ukazují, že výchylka zemské osy je stabilizována jeho slapovými interakcemi. Někteří teoretikové věří, že bez této stabilizace by točivý moment od Slunce a planet na zemskou rovníkovou deformaci způsobil chaotickou nestabilitu rotační osy, jako je tomu u Marsu. Pokud by se zemská osa rotace přiblížila rovině ekliptiky, podnebí by začalo být extrémně nepříznivé s obrovskými sezónními rozdíly. V létě by byl pól nasměrován přímo směrem ke Slunci, zatímco po celou zimu by byl od Slunce odvrácen. Planetologové, kteří tento jev studovali, prohlašují, že by vedl k vyhynutí všech větších zvířat a vyšších forem života. Toto téma však zůstává kontroverzním, další studie Marsu — který sdílí zemskou rotační periodu a vychýlení osy, nikoliv však velký měsíc ani tekuté jádro — mohou poskytnout na tuto problematiku jiný náhled. Měsíc je dost vzdálený, aby měl, viděno ze Země, téměř stejnou zdánlivou úhlovou velikost jako Slunce (Slunce je ovšem 400× vzdálenější). Díky tomu lze na Zemi pozorovat úplná i prstencovitá zatmění. Zde je diagram ukazující relativní velikost Země a Měsíce a velikost mezi nimi (kliknutím možno zvětšit): zatmění Široce přijímaná teorie o původu Měsíce prohlašuje, že se zformoval po kolizi rané Země s protoplanetou velikosti Marsu (teorie velkého impaktu). Tato hypotéza (mezi jinými věcmi) vysvětluje relativní nedostatek železa a těkavých prvků na Měsíci a fakt, že jeho složení je téměř identické se zemskou kůrou. Země má také minimálně jeden asteroid, který s ní má sladěnou oběžnou dráhu – 3753 Cruithne.

Biosféra

Lidská společnost

Kategorie:Země ja:地球 ko:지구 ms:Bumi simple:Earth th:โลก zh-min-nan:Tē-kiû

Olovo

Olovo je těžký toxický kov, který je znám lidstvu již od starověku. Má velmi nízký bod tání a je dobře kujný a odolný vůči korozi.

Základní fyzikálně - chemické vlastnosti

Chemická značka Pb (lat. Plumbum) kov Relativní atomová hmotnost : 207,2 amu Atomové číslo: 82 Hustota: 11,34 g/cm³ Tvrdost: 1,5 (Mohsova stupnice tvrdosti) Teplota tání: 327,5° C, tj. 600,6 K Teplota varu: 1 749 °C, tj. 2 022 K Nízkotavitelný, měkký, velmi těžký, toxický kov, používaný člověkem již od starověku. Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství: Pb⁺² a Pb⁺⁴. Za normálních podmínek je olovo odolné a neomezeně stálé vůči atmosférickým vlivům. Dobře se rozpouští především v kyselině dusičné, koncentrovaná kyselina sírová jej naopak pasivuje a olovo s ní nereaguje.

Výskyt a výroba

Olovo je v zemské kůře zastoupeno poměrně řídce, průměrný obsah činí pouze 12 - 16 ppm (mg/kg). Přesto je však jeho obsah větší, než by bylo možno očekávat podle jeho umístění v periodické tabulce prvků. Důvodem pro tento fakt je to, že izotopy olova jsou konečným produktem radioaktivních uranových a thoriové rozpadových řad a obsah olova se v zemské kůře postupně zvyšuje. V mořské vodě činí jeho koncentrace pouze 0,03 mikrogramu v jednom litru. Předpokládá se, že ve vesmíru připadá na jeden atom olova přibližně 10 milionů atomů vodíku. Elementární olovo se v přírodě vyskytuje pouze vzácně. Nejběžnějším minerálem a zároveň olověnou rudou je sulfid olovnatý, galenit PbS. Dalšími méně běžnými minerály olova jsou cerusit, uhličitan olovnatý PbCO₃ a anglesit, síran olovnatý PbSO₄. Dále se olovo často vyskytuje jako doprovodný prvek v rudách zinku a stříbra. Při získávání olova z rudy je obvykle hornina jemně namleta a flotací oddělena složka s vysokým zastoupením kovu. Následuje pražení rudy, které převede přítomné sulfidy olova na oxidy. :2PbS + 3O₂ → 2PbO + 2SO₂ Kovové olovo se pak z praženého koncentrátu rud získává běžnou žárovou redukcí elementárním uhlíkem (obvykle koks). :PbO + C → Pb + CO

Využití olova a jeho slitiny

V poslední době se projevuje snaha o co největší omezení využívání olova a jeho slitin pro výrobu předmětů praktického použití a to vzhledem k jeho prokázané toxicitě. Avšak ještě v první polovině 20. století bylo olovo velmi běžným kovem.
- Vysoké odolnosti olova vůči korozi vodou bylo využíváno ke konstrukci části vodovodních rozvodů (obvykle přímo v jednotlivých objektech) z prakticky čistého olova. Dodnes je řada těchto instalací plně funkčních.
- Konstrukce velkoobjemových nádob na uchovávání koncentrované kyseliny sírové využívá faktu, že olovo je vůči působení této mimořádně silné minerální kyseliny vysoce rezistentní. Olovo přitom slouží pouze pro pokrytí vnitřních stěn ocelových nádrží, samotné olovo by nemělo dostatečnou mechanickou pevnost a odolnost.
- U parních kotlů se používalo olovo jako těsnění vymývacích víček a náplň olovníků.
- Jedním z největších zpracovatelů olova je do současné doby průmysl, vyrábějící elektrické akumulátory. Přes svoji vysokou hmotnost a obsah vysoce žíravé kyseliny sírové jsou technické parametry olověných akumulátorů natolik dobré, že ve vybavení automobilů mají stále většinové zastoupení.
- Olovo velmi účinně pohlcuje rentgenové záření a gama paprsky a slouží proto jako ochrana na pracovištích, kde se s tímto vysoce energetickým elektromagnetickým zářením pracuje.
- Přídavky olova do skla zvyšují značně jeho index lomu a olovnaté sklo je prakticky výhradní surovinou pro výrobu skleněných lustrů i řady dekorativních skleněných předmětů (vázy, popelníky, těžítka…). index lomu
- Olovo je stále převažujícím materiálem pro výrobu střeliva a to především pro svoji vysokou specifickou hmotnost, která poskytuje olověné střele vysokou průraznost. Většina nábojů do lehkých palných zbraní (pistole, revolvery, pušky, samopaly) se skládá z olověného jádra, která je kryto ocelovým nebo měděným pláštěm. Střelivo pro brokové zbraně tvoří obvykle drobné kuličky z čistého olova, případně slitin olova s arzenem.
- Ve středověku bylo obtížné vyrobit skleněné tabule o větších rozměrech a proto se okna zhotovovala z malých skleněných tabulek, zalévaných k sobě roztaveným olovem. Dodnes tato okna můžeme vidět ve starých katedrálách a středověkých hradech. Ze slitin olova jsou rozhodně nejvýznamnější pájky. Nejobvyklejší pájky jsou slitiny olova s cínem, používané pro pájení jednoduchých elektrických obvodů nebo instalatérské práce. Bod tání těchto pájek je dán poměrem obou kovů, pohybuje se v rozmezí 250 – 400 °C.
- Pro zvýšení bodu tání a pevnosti sváru se vyrábějí slitiny cínu, olova, stříbra, kadmia a antimonu. Pro účely, vyžadující zvlášť velkou tvrdost spoje se navíc přidává i fosfor, který však zvyšuje křehkost materiálu.
- V současné době je z ekologického hlediska zvyšován tlak na odstranění toxických těžkých kovů jako je olovo a kadmium z elektronických produktů každodenního použití. V souvislosti s tím roste poptávka po pájkách složených pouze ze stříbra a cínu, přes jejich vyšší cenu.
- Ložiskový kov je slitina s přibližným složením 80 – 90 % Sn, která obsahuje navíc měď, olovo a antimon. Vyznačuje se především vysokou odolností proti otěru i když jsou poměrně měkké – slouží pro výrobu kluzných ložisek pro automobilový průmysl a další aplikace.
- Ještě před nedávnou dobou byla hojně užívanou slitinou liteřina, směs olova, cínu a antimonu. Odlévala se z ní jednotlivá písmena, která se v tiskárnách skládala do stránek a sloužila k tisku knih, novin a časopisů. Po vytištění potřebného textu se stránka rozmetala a byly odlity nové litery. V současné době je tento typ tisku překonán a opuštěn.

Sloučeniny

Olovo vytváří sloučeniny s mocenstvím Pb⁺² a Pb⁺⁴. Nejstálejší jsou přitom sloučeniny dvojmocného olova, čtyřmocné olovo je vesměs oxidačním činidlem. Z velké řady sloučenin mají největší praktický význam:
- Oxid olovnatý, PbO, se vyskytuje ve dvou barevných formách – červená tetragonální (starší název olovnatý klejt) a forma žlutá. Oxid olovnatý lze nejsnáze připravit přímou oxidací roztaveného olova vzdušným kyslíkem. Hlavní uplatnění nalézá při výrobě těžkého olovnatého skla, křišťálu, s vysokým indexem lomu a leskem. Další uplatnění nalézá tato látka jako složka keramických glazur a emailů.
- Oxid olovnato - olovičitý, suřík, Pb₃O₄, složený oxid 2PbO + PbO₂, nalézá využití jako nerozpustný červený pigment. Slouží k výrobě antikorozních nátěrů železných a ocelových konstrukcí a jako součást keramických glazur. Uplatňuje se i při výrobě syntetického kaučuku jako aktivátor vulkanizace.
- Oxid olovičitý, PbO₂ je hnědá látka s oxidačními vlastnostmi. Jeho využití při výrobě zápalek je založeno na faktu, že jeho směsi se snadno zápalnými látkami (fosfor, síra) se tyto směsi samovolně vzněcují. Tato vlastnost se uplatní i při výrobě pyrotechnických materiálů.
- Sulfid (sirník) olovnatý, PbS, je černá, silně nerozpustná sloučenina kovového lesku, velmi dobře štěpná. V přírodě se s ním setkáváme jako s minerálem a olověnou rudou galenitem. Velmi čistý PbS je citlivým detektorem infračerveného záření a vykazuje fotoelektrickou vodivost (podobně se chová i selenid a telurid olovnatý PbSe a PbTe). Tato vlastnost se využívá např. při výrobě fotografických expozimetrů a fotočlánků.
- Uhličitan olovnatý PbCO₃ je ve vodě nerozpustná látka, snadno se rozkládá zahřátím. Je součástí barviva – olovnaté běloby - Pb₃(OH) ₂(CO₃)₂. Tento malířský piment má výbornou krycí schopnost a smíšen s olejovitými látkami slouží jako malířská barva. Nevýhodou tohoto pigmentu je fakt, že v přítomnosti sirovodíku tmavne za vzniku sirníku olovnatého PbS.
- K dalším velmi významným malířským pigmentům patří žlutý chroman olovnatý PbCrO₄, známý jako chromová žluť.
- Síran olovnatý, PbSO₄ je velmi obtížně rozpustná bílá krystalická sloučenina. Krystaly čistého síranu olovnatého jsou čiré jako sklo (označují se někdy jako olovnaté sklo). V chemických výrobách se někdy používá přídavek síranových iontů k roztoku pro odstraňování toxických iontů olova.
- Dusičnan olovnatý, Pb(NO₃)₂ je jedna z nejlépe rozpustných sloučenin olova. Vzniká velmi snadno přímo reakcí elementárního olova s kyselinou dusičnou za intenzivního vývoje oxidů dusíku. Slouží často jako výchozí látka pro výrobu jiných sloučenin olova.
- Tetraethylolovo, Pb(C₂H₅)₄, organokovová sloučenina přidávaná do benzínu, zpomaluje rychlost jeho hoření a zvyšuje oktanové číslo paliva. Zároveň usazené olovo slouží jako mazadlo sedel ventilů spalovacích motorů a utěsňuje spalovací prostor. Pro typy spalovacích motorů, které musí využívat tento typ paliva je dnes tato příměs nahrazována organokovovými sloučeninami manganu. Celkově je však jasný trend k přechodu na motory vybavené katalyzátory, které neobsahují žádné organokovové sloučeniny.

Izotopy olova

Olovo, vyskytující se v okolní přírodě, se skládá ze 4 stabilních izotopů: 1. ²⁰⁴Pb, v množství přibližně 1,4% které je zástupcem olova vzniklého mimo radioaktivní rozpadové řady. 2. ²⁰⁶Pb, v množství přibližně 24,1% které vzniklo jako finální produkt rozpadu uranu ²³⁸U. 3. ²⁰⁷Pb, v množství přibližně 22,1% které vzniklo jako finální produkt rozpadu uranu ²³⁶U. 4. ²⁰⁸Pb, v množství přibližně 52,4% které vzniklo jako finální produkt rozpadu thoria ²³²Th. Olovo, vyskytující se v různých přírodních rudách vykazuje tedy různý vzájemný poměr jednotlivých izotopů v závislosti na svém původu. Této skutečnosti lze v jistých případech využít k vysledování původu olova (obvykle archeologické vzorky) metodou hmotnostní spektrometrie. Uvedená technika určí velmi přesně vzájemné zastoupení jednotlivých izotopů olova a porovnáním s tabelovanými hodnotami pro známé starověké lokality těžby olověných rud lze s velkou měrou pravděpodobnosti určit původ vyšetřovaného olověného předmětu. Podobné studie se nemusí omezovat vždy pouze na archeologické vzorky – existují výzkumy, které se snažily vytipovat základní zdroj emisního olova ze spalovacích motorů pro určitou lokalitu. Podle jedné z těchto prací pochází např. většina emisního olova v okolí Vídně z Polska.

Zdravotní rizika

Olovo patří zcela jasně mezi toxické prvky. Z historického hlediska je právě nadměrné užívání olova jedním z faktorů, který přispěl k zániku římské říše v období kolem změny letopočtu. Toxicita olova je zvláště významná pro dětský organismus. Trvalá expozice dětského organizmu i nízkými dávkami olova je příčinou zpomalení duševního vývoje a nepříznivých změn v chování. V současné době je díky používání olova v rozvodu pitné vody, širokému použití olova při výrobě barev, rozsáhlému použití olova jako aditiva v benzínu a díky jeho ostatnímu využití v průmyslu je olovo všudypřítomným kontaminantem prostředí. Olovo se po vniknutí do organismu ukládá hlavně v kostech a v určitém množství se nachází v krvi. Typickými příznaky otravy olovem jsou bledost obličeje a rtů, zácpa a nechuť k jídlu, kolika, anémie, bolesti hlavy, křeče, chronická nefritida ledvin, poškození mozku a poruchy centrálního mozkového systému. Léčení spočívá v tvorbě komplexu a maskování Pb silným chelatačním činidlem. I stopy olova v okolním prostředí a potravě mohou vést při trvalém přísunu do organismu k následným těžkým onemocněním, protože olovo se v těle kumuluje a vylučuje se jen obtížně. Category:_Chemické_prvky Category:_Kovy ja:鉛 th:ตะกั่ว

Zetta

Zetta (symbol Z) je předpona soustavy SI a znamená mocninu 10²¹, tj. označuje triliardu základních jednotek. Předpona byla odvozena z francouzského sept — sedm, což souvisí s tím, že se jedná o sedmou předponu odpovídající mocnině která je násobkem tří. Z hlediska etymologie patří peta k předponám v rozsahu tera až yotta které vznikly z číslovek čtyři až osm vypuštěním jednoho písmene. Používá se poměrně zřídka. Kategorie:Předpony soustavy SI

Kilogram

Kilogram je základní jednotka hmotnosti, jeho značka je kg. Podle soustavy SI je kilogram definován jako hmotnost mezinárodního prototypu kilogramu uloženého u Mezinárodního úřadu pro míry a váhy v Sèvres (Francie). Prototyp kilogramu je válec o výšce i průměru 39 mm vyrobený ze slitiny platiny a iridia. Podle něj byly vyrobeny co možná identické kopie, které uchovávají příslušné instituty v různých státech. V Česku uchovává tento státní etalon Český metrologický institut.

Problémy definice

Kilogram je poslední jednotka SI, která je definovaná pomocí prototypu, a ne fyzikální definicí. Kilogram byl zvolen tak, aby odpovídal hmotnosti 1 litru vody prosté vzduchu při teplotě, při které má voda maximální hustotu (3,98 °C), při normálním atmosférickém tlaku (760 mm Hg). Tato původní definice je však chybná, jedná se totiž definici kruhem: jednotka hmotnosti se zde definuje s pomocí tlaku, který je ovšem definován prostřednictvím hmotnosti. Kvůli těmto problémům byl tedy kilogram v roce 1889 definován na základě prototypu, který byl ovšem vyroben tak, aby kilogram přibližně vyhovoval původní definici. Při výrobě původního standardu však došlo k malé odchylce, kvůli které proto 1 kilogram vody nemá objem přesně 1 litr, ale 1,000028 l. Dalším problémem je pomalá postupná změna hmotnosti prototypu – z nejasných příčin za posledních 100 let prototyp ztratil přibližně 50 mikrogramů. Jelikož je však kilogram definován jako aktuální hmotnost prototypu, změnila se tím i definovaná velikost kilogramu a znamená to, že objekt, který měl před 100 lety hmotnost 1000 kg a vůbec se od té doby nezměnil, má dnes hmotnost cca 1000,05 kg.

Navrhované fyzikální definice

Kromě těchto problémů je i z principiálních důvodů definice prototypem považována za neuspokojivou a hledá se ryze fyzikální definice. Některé návrhy:
- Nějak definovaný počet atomů, např. pomocí Avogadrovy konstanty.
- Vztah hmotnosti a Planckovy konstanty [http://aldebaran.cz/bulletin/2004_s3.html].
- Definice kilogramu jako hmotnosti, která by při působení elektromagnetické síly mezi dvěma vodiči, byla urychlována s daným zrychlením.

Externí odkazy

- [http://www.cmi.cz/index.php?act=2&lang=1 Český státní etalon hmotnosti v ČMI] Kategorie:Soustava SI ja:キログラム ko:킬로그램 simple:Kilogram th:กิโลกรัม zh-min-nan:Kong-kin

Atmosféra

plyn	[http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html objemový podíl]
Dusík	78,084%
Kyslík	20,946%
Argon	0,934%
CO₂	0,035%
Neon	0,00182%
Helium	0,000524%
Metan	0,00017%
Krypton	0,00014%
Vodík	0,000055%

Atmosféra je vzdušný obal Země rotující spolu s ní. Sahá od povrchu Země do výše několika jejích poloměrů. Složení suché atmosféry shrnuje vedlejší tabulka.
- Podle změny teploty s výškou dělíme atmosféru Země na troposféru (nejníže), stratosféru, mezosféru, termosféru a exosféru.
- Podle homogenity chemického složení ji dělíme na homosféru (nejníže) a heterosféru.
- Podle koncentrace iontů v atmosféře rozeznáváme neutrosféru (nejníže) a ionosféru a exosféru Důležitým plynem v atmosféře Země je vodní pára nacházející se především v troposféře. Model atmosféry Země se též označuje jako Standardní atmosféra. Kategorie:Země Kategorie:Meteorologie ja:大気 ko:대기권 ms:Atmosfera

Dusík

Dusík je plynný chemický prvek, tvořící hlavní složku zemské atmosféry. Patří mezi biogenní prvky, které jsou základními stavebními kameny živé hmoty.

uhlík – dusík – kyslík
N P
	P Celá tabulka

Obecné

Název, Značka, Číslo

Dusík, N, 7

Skupina prvků

Nekovy

Skupina, Perioda, Blok

15 (VA), 2 , p

Vzhled

bezbarvý

Atomové vlastnosti

Atomová hmotnost

14,0067 amu

Atomový poloměr (vypočten)

65 (56) pm

Kovalentní poloměr

75 pm

van der Waalsův poloměr

155 pm

Elektronová konfigurace

He]2s²2p³

e^- na energetickou hladinu

2, 5

Oxidační čísla

±3, 5, 4, 2 (silně kyselý)

Fyzikální vlastnosti

Hustota

1,2506 kg/m³ (při 273 K)

plyn

63,14 K (-210,01 °C)

77,35 K (-195,80 °C)

šesterečná

—

—

Molární objem

13,54 ×10^-6 m³/mol

Skupenské teplo varu

2,7928 kJ/mol

Skupenské teplo tání

0,3604 kJ/mol

Tlak nasycené páry

ND Pa při __ K

Rychlost zvuku

334 m/s při 298,15 K

Různé

Elektronegativita

3,04 (Paulingova stupnice)

Měrná tepelná kapacita

1040 J/(kg.K)

Elektrická vodivost

ND 10⁶/m ohm

Tepelná vodivost

0,02598 W/(m.K)

1. ionizační potenciál

1402,3 kJ/mol

2. ionizační potenciál

2856 kJ/mol

3. ionizační potenciál

4578,1 kJ/mol

4. ionizační potenciál

7475,0 kJ/mol

5. ionizační potenciál

9444,9 kJ/mol

6. ionizační potenciál

53266,6 kJ/mol

7. ionizační potenciál

64360 kJ/mol

Nejstabilnější izotopy

izo	výskyt	poločas	rozpad	en. M eV	výsl
¹³N		9,965 min	záchyt e⁻	2,220	¹³C
¹⁴N	99,634 %	je stabilní se 7 neutrony
¹⁵N	0,366 %	je stabilní s 8 neutrony

Pokud není uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Sloučeniny

Anorganické sloučeniny

Dusík je tzv. inertní plyn, který jen obtížně reaguje s jinými chemickými sloučeninami.
- Sloučeniny s vodíkem jsou především amoniak neboli čpavek NH₃ a hydrazin N₂H₄. Amoniak vykazuje silnou alkalickou reakci a s kyselinami vytváří amonné soli s iontem NH₄⁺.
- Oxidy dusíku jsou známy s dusíkem valence N⁺¹ až N⁺⁵. Nejznámějším z nich je patrně oxid dusný N₂O, nazývaný také rajský plyn, který byl v dřívějších dobách používán jako narkotikum při chirurgických operacích. Oxidy dusíku s mocenstvím ^+2-5 jsou hlavními složkami tzv. suchého smogu.
- Anorganické kyseliny jsou zastoupeny především poměrně slabou kyselinou dusitou HNO₂ se solemi dusitany a daleko silnější kyselinou dusičnou HNO₃. Tato kyselina i její soli dusičnany mají velmi silné oxidační účinky. Méně známá je kyselina azidovodíková HN₃ a její soli azidy.

Organické sloučeniny

Dusík se vyskytuje v obrovské řadě organických sloučenin a je jedním z biogenních prvků, přítomným ve všech tkáních živých organizmů.
- Aminy se dělí na primární se skupinou -NH₂, sekundární se skupinou =NH a terciální se skupinou =N-. Aminoskupina je přítomna ve všech aminokyselinách, které jsou základní stavební jednotkou bílkovin. Nejdůležitějším aromatickým aminem je anilín.
- Nitrosloučeniny obsahují v molekule skupinu -NO₂. Jsou to mimořádně silná oxidační činidla a některé z nich jsou významnými produkty chemického průmyslu explozivních látek. Typickým příkladem je nitroglycerin, trinitrotoluen nebo pentryt.
- Skupinu –NO mají v molekule nitrososloučeniny.
- Mezi nejdůležitější heterocyklické sloučeniny obsahující v molekule atom dusíku patří
- pyridin Soubor:Pyridin.gif
- pyrrol Soubor:Pyrrol.gif
- chinolin Soubor:Chinolin.gif
- a indol Soubor:Indol.gif.

Výskyt v přírodě

V elementární podobě se s dusíkem setkáváme prakticky neustále, tvoří totiž 78 % (objemových) zemské atmosféry. Vzhledem k rozpustnosti prakticky všech svých anorganických solí se téměř nevyskytuje v běžných horninách. Všechny tyto látky byly v průběhu času dávno spláchnuty do oceánů a tam se opět zapojily do různých biologických cyklů. Výjimkou je např. chilský ledek neboli dusičnan sodný NaNO₃. Významným zdrojem organického dusíku jsou především objemné vrstvy ptačího trusu, nazývané guano a využívané především jako hnojivo.

Využití

Dusík se prakticky výlučně vyrábí destilací zkapalněného vzduchu a tvoří přitom spíše přebytky při výrobě více žádaného kyslíku. Kapalný dusík se využívá v řadě kryogenních procesů, při nichž je třeba udržet prostředí na značně nízké teplotě. Příkladem je např. uchovávání tkání nebo spermií a vajíček v lázni z kapalného dusíku. Kapalným dusíkem jsou chlazeny polovodičové detektory rentgenového záření v různých spektrometrických aplikacích. Plynný dusík nalézá využití jako inertní atmosféra např. v prostředí, kde hrozí nebezpečí výbuchu, při výrobě integrovaných obvodů nebo nerezové oceli. Amoniak a jeho sloučeniny jsou jedním z nejvyužívanějších hnojiv v zemědělství. Plynný amoniak se v poslední době stává náhradou freonů v chladírenství. Mimořádných oxidačních vlastností sloučenin dusíku s valencí N⁺⁵ se již od dávnověku využívá při výrobě explozivních látek. Již v starověké Číně byla známa výroba střelného prachu, jehož podstatnou složku tvoří dusičnan sodný nebo draselný. V současné době se v tomto oboru uplatňují spíše organické sloučeniny, ať již jde o nitroglycerin nebo trinitrotoluen. Jako paliva raketových motorů se v minulosti používala jak kyselina dusičná jako oxidovadlo, tak hydrazin jako zdroj spalovaného vodíku. ---- Kategorie:Chemické prvky Kategorie:Inertní plyny ja:窒素 ko:질소 simple:Nitrogen th:ไนโตรเจน

Kyslík

Kyslík je plynný chemický prvek, tvořící 2. hlavní složku zemské atmosféry. Je biogenním prvkem a jeho přítomnost je nezbytná pro existenci většiny živých organizmů na této planetě.

Základní fyzikálně - chemické vlastnosti

Chemická značka O, (lat. Oxygenium) Atomové číslo 8 Relativní atomová hmotnost 15,9994 amu Oxidační čísla kyslíku +I (fluor má větší el. negativitu => ve sloučeninach s fluorem), -I (peroxid - (O₂)^-II), -II (oxid - O^-II ). Hustota 1,429 kg/m³, Teplota tání -218,8 °C, tj. 54,35 K Teplota varu -182,97 °C, tj. 90,18 K Kyslík je velmi reaktivní permanentní plyn, nezbytný pro existenci života na naší planetě. Slučování kyslíku s ostatními prvky se nazývá hoření. Jde prakticky vždy o exotermní reakci, která vede k uvolnění značného množství tepelné a světelné energie. Produkty hoření se nazývají oxidy, dříve kysličníky.

Výskyt v přírodě

Na Zemi je kyslík velmi rozšířeným prvkem.
- V atmosféře tvoří plynný kyslík 21 objemových %.
- Voda oceánů, které pokrývají 2/3 zemského povrchu je hmotnostně složena z 90 % kyslíku.
- V zemské kůře je kyslík majoritním prvkem, je přítomen téměř ve všech horninách. Jeho obsah je odhadován na 46 – 50 hmotnostních %. V hlubších vrstvách zemského tělesa zastoupení kyslíku klesá a předpokládá se, že v zemském jádře je přítomen pouze ve stopách. Ve vesmíru je zastoupení kyslíku podstatně nižší. Na 1 000 atomů vodíku zde připadá pouze jeden atom kyslíku.

Anorganické sloučeniny

Ve svých sloučeninách se kyslík vyskytuje převážně v mocenství O^2-, výjimečně pak jako O^1- a O¹⁺. Záporně dvojmocný kyslík je přítomen ve velmi široké škále sloučenin. Především jsou to oxidy, vlastnosti jednotlivých sloučenin jsou detailněji popsány v kapitolách příslušných jednotlivým prvkům. Kyslík je přítomen ve většině anorganických kyselin a jejich solí. Z těch nejdůležitějších je možno jmenovat uhličitany (CO₃)^2-, křemičitany (SiO₃)^2-, sírany (SO₄)^2-, dusičnany (NO₃)^- a fosforečnany (PO₄)^3-. Alkalické sloučeny hydroxidy se vyznačují přítomnosti skupiny -OH. Mezi nejnámější patří louh sodný NaOH, draselný KOH a vápenatý, hašené vápno Ca(OH)₂. Ve valenci O^1- vystupuje kyslík v peroxidech, nejznámější z nich je bezesporu peroxid vodíku H₂O₂. Tato kapalná sloučenina má silné oxidační účinky a v praxi se používá ve formě svých vodných roztoků v medicíně pro desinfekci a v chemii jako oxidační činidlo. Peroxid sodný Na₂O₂ je pevná, hygroskopická látka, která nachází uplatnění jako velmi energetické oxidační činidlo. Pouze fluor vykazuje větší elektronegativitu než kyslík a tvoří s ním několik fluoridů, v nich se kyslík vyskytuje v mocenství O¹⁺. Všechny fluoridy kyslíku jsou značně nestálé, přesto však existuje reálná možnost jejich využití jako raketového paliva.

Organické sloučeniny

Kyslík se vykytuje ve velkém množství organických látek. Řada těchto sloučenin součástí všech živých organizmů, protože kyslík patří mezi základní biogenní prvky. Základní skupiny organických sloučeni s obsahem kyslíku jsou:
- alkoholy, obsahující skupinu C-OH
- fenoly, které skupinu -OH mají připojenu k aromatickému jádru
- ethery, obsahující skupinu C-O-C
- peroxidy,obsahující skupinu C-O-O-C
- aldehydy,obsahující skupinu HC=O
- ketony, obsahující skupinu C-CO-C
- karboxylové kyseliny, obsahující skupinu -COOH
- estery,obsahující skupinu R-C-OOR
- z heterocyklických sloučenin je možno unést např. furan: Soubor:Furan.gif

Výroba a využití

Soubor:Furan.gif Kyslík se praktiky výlučně vyrábí destilací zkapalněného vzduchu. Vyrobený kyslík se uchovává buď ve zkapalněném stavu ve speciálních Dewarových nádobách (viz obrázek) nebo plynný v ocelových tlakových lahvích. Vzhledem k vysoké reaktivitě čistého kyslíku je nezbytné, aby se nedostal do přímého kontaktu s organickými látkami. Proto se všechny součásti aparatury pro uchovávání a manipulaci s kapalným nebo stlačeným kyslíkem nesmí mazat žádnými organickými tuky nebo oleji.
- V medicíně se čistý kyslík používá při operacích a traumatických stavech pro podporu pacientova dýchání. Směsi kyslíku s inertními plyny slouží potápěčům k potlačení kesonové nemoci při ponorech do velkých hloubek. Také vysokohorští horolezci se v nutných případech uchylují k dýchání čistého kyslíku a piloti stíhacích letadel jsou vybaveni směsmi stlačených plynů, jejichž základní složkou je kyslík.
- Při hoření směsi kyslíku s vodíkem lze dosáhnout teploty přes 3 000 °C. Proto se kyslíko-vodíkový plamen využívá k řezání oceli a tavení kovů s vysokým bodem tání, např. platinových kovů.
- Základním požadavkem při výrobě oceli je odstranit z železa uhlík. Tzv. Bessemerův způsob výroby spočívá ve vhánění čistého kyslíku do roztaveného železa v konvertoru. Při vysoké teplotě taveniny dojde k oxidaci přítomného grafitického uhlíku na plynné oxidy, které z taveniny vytěkají.
- Kapalný kyslík přes svoji rizikovost stále často slouží jako palivo raketových motorů při startech kosmických lodí.

Ozon

Kromě obvyklých dvouatomových molekul O₂ se kyslík vyskytuje i ve formě tříatomové molekuly jako ozon O₃. Za normálních podmínek je to vysoce reaktivní plyn modré barvy a charakteristického zápachu s mimořádně silnými oxidačními účinky. Při teplotě -112 °C kondenzuje na kapalný tmavě modrý ozon a při -193 °C se tvoří červenofialový pevný ozon.

Výroba a využití

Poměrně snadno lze připravit ozon tichým elektrickým výbojem v atmosféře čistého kyslíku. Vzniká tak směs kyslíku s ozonem, kde podíl O₃ dosahuje obvykle 10%. Čistý ozon lze pak připravit frakční destilací této plynné směsi. Praktické využití ozonu je dáno jeho silnými oxidačními účinky.
- V medicíně slouží ke sterilizaci nástrojů. Poněkud diskutabilní jsou účinky dnes poměrně populární ozonové terapie, která by podle svých zastánců měla vést k regeneraci buněk a tkání. Odpůrci této metody poukazují na možná rizika podobných omlazovacích kůr, daná především vysokou reaktivitou i toxicitou ozonu.
- Baktericidní účinky ozonu slouží k desinfekci pitné vody namísto dříve hojně využívané dezinfekce vody plynných chlorem nebo chlornanem.
- Silné oxidační účinky ozonu se velmi často využívají v papírenském průmyslu k bělení celulózy pro výrobu papíru.

Ozonová vrstva

ozon Mimořádně významnou roli pro pozemský život hraje tzv. ozonová vrstva atmosféry. Je to část stratosféry ve výšce 25 – 35 km nad zemským povrchem, v níž se nachází značně zvýšený poměr ozonu vůči běžného dvouatomovému kyslíku. K nárůstu obsahu ozonu zde dochází při střetu molekul kyslíku s fotony ultrafialového slunečního záření. Při střetu dojde k rozštěpení molekuly na dva atomy, které ihned reagují s okolními molekulami O₂ za vzniku ozonu. Molekula ozonu snadno absorbuje energii jiného UV-fotonu a výsledkem je snížení energie procházejícího ultrafialového záření. Kdyby zmíněné UV paprsky prošly na zemský povrch bez ztráty energie v ozonové vrstvě, byly by mimořádně nebezpečné pro pozemské organizmy, protože vysoká energie fotonů vede ke vzniku různých typů rakovinných nádorů kůže a poškození zraku. V současné době je často diskutována otázka vlivu lidské činnosti na stav ozonové vrstvy. Je prokázáno, že přítomnost organických halogenovaných sloučenin nebo samotných halogenů fluoru, chloru a bromu blokuje reakce vedoucí ke vzniku ozonu, protože halogenové atomy přednostně reagují s atomárním kyslíkem i s molekulami ozonu. Monitorováním obsahu ozonu z družic bylo zjištěno, že především v oblasti zemských pólů dochází v posledních letech k značnému poklesu obsahu ozonu. Zároveň byl zaznamenán nárůst případů rakoviny kůže a zrakových onemocnění v oblasti blízkých především jižnímu pólu (Nový Zéland, Patagonie). Světové společenství se na základě těchto pozorování rozhodlo pro radikální omezení používání těkavých organických chemikálií s obsahem halogenů, především freonů, sloučenin s vysokým obsahem fluoru a chloru v organické molekule (tzv. Montrealský protokol). Freony se používají především jako inertní tlaková náplň sprejů a chladící médium v chladničkách a klimatizačních jednotkách. Podle posledních měření se zastavil nárůst koncentrace těchto chemikálií ve stratosféře. Teprve následující desetiletí ukáží, zda se redukcí používání freonů podaří zastavit oslabování síly ozonové vrstvy.

Přízemní ozon

Opakem životu prospěšného ozonu ve startosféře je přízemní ozon, vyskytující se těsně nad zemským povrchem. Tento plyn je lidskému zdraví nebezpečný, působí dráždění a nemoci dýchacích cest, zvyšuje riziko astmatických záchvatů, podráždění očí a bolesti hlavy. Zvýšený vznik přízemního ozonu pozorujeme především za horkých letních dnů v lokalitách s vysokou koncentrací výfukových plynů automobilových motorů, kde dochází k růstu obsahu oxidů dusíku a plynných uhlovodíků ve vzduchu. Tento jev se souhným názvem označuje jako suchý smog, podle místa svého častého výskytu také jako losangelský smog. V posledních letech jsou všechny osobní automobily vybaveny katalyzátory, které přeměňují oxidy dusíku na inertní plynný dusík a toxický oxid uhelnatý na relativně neškodný CO₂. Zavedením těchto opatření se podařilo snížit koncentraci přízemního ozonu ve velkých půmyslových centrech o několik desítek procent. Elektronová konfigurace: 1s², 2s², 2p⁴. ---- Kategorie:Chemické prvky als:Sauerstoff ja:酸素 ko:산소 ms:Oksigen simple:Oxygen th:ออกซิเจน

19. století

Dějepis > Století Kategorie:Staletí ja:19世紀 ko:19세기 simple:19th century zh-min-nan:19 sè-kí

Ohmův zákon

Ohmův zákon vyjadřuje vztah mezi elektrickým odporem, napětím a proudem. Je pojmenován podle svého objevitele Georga Ohma. Zákon říká, že napětí na prvku je přímo úměrné procházejícímu proudu: :

I =

, resp.

U = I \cdot R

kde I je elektrický proud, U je elektrické napětí a R je elektrický odpor. Zákon dokonale platí pouze za ideálních podmínek pro ideální (konstantní) odpor. V reálném světě nejsou tyto podmínky nikdy splněny, lze se jim pouze do jisté míry přiblížit. Vztah lze bez větší chyby aplikovat na obvody stejnosměrného napětí/proudu bez nelineárních prvků. Pro ostatní obvody platí také, ale R již nemusí být konstantní (zavisí na napětí a proudu) a nechová se jako čistě odporová („ohmická“) zátěž. Alternativním způsobem zápisu Ohmova zákona je tzv. diferenciální tvar: :

\mathbf = \sigma \cdot \mathbf

, kde

\mathbf

je hustota elektrického proudu,

\sigma

je měrná elektrická vodivost a

\mathbf

je intezita elektrického pole. Diferenciální tvar vyjadřuje vztah elektrického pole a elektrického proudu. Toto je původní tvar Ohmova zákona. Kategorie:Elektrotechnika ja:オームの法則 ko:옴의 법칙

1871

Století: 18. století - 19. století - 20. století Roky: 1866 1867 1868 1869 1870 - 1871 - 1872 1873 1874 1875 1876 ----

Události

Česko Svět
- 18. ledna - V Zrcadlovém sále na francouzském zámku ve Versailles je pruský král Vilém I. prohlášen německým císařem, čímž současně dochází k prvnímu sjednocení Německa jako Německého císařství.
- Eugène Pottier napsal text Internacionály

Vědy a umění

Narození

Česko
- 23. duben František Josef Čečetka, český spisovatel († 3. červen 1942) Svět
- 3. březen - Maurice Garin italský cyklista
- 27. březen Heinrich Mann, německý spisovatel († 12. březen 1950)
- 10. červenec Marcel Proust, francouzský spisovatel († 18. listopad 1922)
- 27. srpen Theodore Dreiser, americký spisovatel († 28. prosinec 1945)

Úmrtí

Česko
- 14. červenec Václav Šolc, český básník (
- 23. prosinec 1838) Svět
- 18. říjen Charles Babbage, britský matematik, filosof a informatik (
- 26. prosinec 1791)

Hlava státu

František Josef I. Kategorie:19. století ko:1871년 simple:1871

Kategorie:Fyzikové

Kategorie:Profese Kategorie:Fyzika ja:Category:物理学者 ko:분류:물리학자 th:Category:นักฟิสิกส์

Kategorie:Chemici

Kategorie:Profese Kategorie:Chemie