پرش به محتوای اصلی

چرخهٔ کربن و هیدروکربن‌ها (علوم نهم)

بخشی از بانک سؤال طبقه‌بندی‌شده‌ی این مبحث در کوئیز سنتر — رایگان و بدون نیاز به ثبت‌نام

خلاصه‌ی درسنامه

این خلاصه‌ای از درسنامه‌ی کامل است. متن کامل با همه‌ی نکته‌ها، مثال‌های حل‌شده و جمع‌بندی، با ثبت‌نام رایگان در دسترست قرار می‌گیرد.

فصل 03 (علوم تجربی نهم)

این فصل سه موضوع را به هم گره می‌زند: چرخهٔ کربن، سوخت‌های فسیلی و هیدروکربن‌ها، و اثر رفتار ما بر محیط زیست.

چرخه‌های طبیعی

چرخهٔ طبیعی مجموعه‌ای از تغییرهاست که هیچ‌گاه تمام نمی‌شود و بارها تکرار می‌شود: چرخهٔ آب، سنگ، کربن، و غذا و زندگی جانداران. این چرخه‌ها به هم وابسته‌اند؛ به‌هم‌خوردن یکی، توازن بقیه را هم بر هم می‌زند و ادامهٔ حیات جانداران به همین توازن بستگی دارد.

چرخهٔ کربن

کربن به شکل کربن‌دی‌اکسید (CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین) بین سه محیط جابه‌جا می‌شود: هواکره (CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین هوا)، آب‌کره (CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین حل‌شده در آب) و سنگ‌کره (کربنِ ذخیره‌شده در سوخت فسیلی و خاک).

نکتهٔ کلیدی: در حالت طبیعی مقدار کل کربن روی زمین ثابت است؛ فقط شکل و جایش عوض می‌شود.

فرایند اثر بر CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین هوا
فتوسنتز گیاهان مصرف (کم می‌کند)
تنفس جانداران تولید (زیاد می‌کند)
سوختن سوخت فسیلی تولید — ورودی غیرطبیعی
از بین رفتن جنگل‌ها کاهش مصرف ← افزایش CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین

افزایش بیش از حد CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین ← گرم شدن زمین ← ذوب یخ‌های قطبی، بالا آمدن سطح دریاها، جابه‌جایی فصل‌ها، شکوفه‌دادن زودهنگام درختان و انقراض گونه‌ها. پیش‌بینی می‌شود با آهنگ کنونی، تا حدود سال ۱۴۳۰ شمسی نزدیک به یک‌سوم گونه‌های جانوری منقرض شوند.

سوخت‌های فسیلی و نفت خام

زغال‌سنگ، نفت خام و گاز طبیعی طی میلیون‌ها سال از بقایای موجودات زنده ساخته شده‌اند. همگی کربن دارند، با سوختن CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین زیادی می‌دهند و تجدیدناپذیرند.

نفت خام مایعی غلیظ و سیاه و مخلوطی از صدها هیدروکربن است که همراهش نمک، آب و گوگرد هم یافت می‌شود. 45\frac{4}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین نفت جهان سوزانده می‌شود و تنها 15\frac{1}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین به فراوردهٔ سودمند تبدیل می‌شود. مندلیف هشدار داد سوزاندن نفت مثل روشن نگه‌داشتن اجاق با اسکناس است.

هیدروکربن‌ها

هیدروکربن ترکیبی است که فقط از کربن (C) و هیدروژن (H) ساخته شده و اتم‌هایش با پیوند اشتراکی به هم وصل‌اند. ساده‌ترینش متان (CH4CH_4ادامهٔ فرمول را افقی ببین) است.

با زیاد شدن تعداد کربن: نقطهٔ جوش بالاتر، نیروی بین مولکول‌ها بیشتر، غلظت (ویسکوزیته) بیشتر، و حالت ماده از گاز به مایع و جامد می‌رود. مثلاً متان در −168°C-168°Cادامهٔ فرمول را افقی ببین می‌جوشد، بوتان (C4H10C_4H_{10}ادامهٔ فرمول را افقی ببین) در −0.5°C-0.5°Cادامهٔ فرمول را افقی ببین و ایکوزان (C20H42C_{20}H_{42}ادامهٔ فرمول را افقی ببین) در 343°C343°Cادامهٔ فرمول را افقی ببین.

تقطیر و برج پالایشگاه

تقطیر یعنی جداسازی مایع‌ها بر پایهٔ اختلاف نقطهٔ جوش: مخلوط را گرم می‌کنند، ماده‌ای که نقطهٔ جوش پایین‌تر دارد زودتر بخار می‌شود، بخار در لولهٔ سرد دوباره مایع می‌شود و اجزا جدا می‌شوند.

در پالایشگاه نقطهٔ جوش خیلی از هیدروکربن‌ها به هم نزدیک است، پس جداسازی کامل ممکن نیست و آن‌ها را به برش نفتی تقسیم می‌کنند — یعنی مخلوطی از چند هیدروکربنِ هم‌جوش، نه یک مادهٔ خالص. سبک‌ها (کربنِ کم، مثل گاز و بنزین) بالای برج و سنگین‌ها (روغن و قیر) پایین برج جمع می‌شوند.

نفت به‌عنوان مادهٔ اولیه: بسپارش

اتن (C2H4C_2H_4ادامهٔ فرمول را افقی ببین) گازی بی‌رنگ با یک پیوند دوگانه (C=CC=Cادامهٔ فرمول را افقی ببین) است که هم از میوه‌های رسیده آزاد می‌شود و هم از نفت خام به دست می‌آید. گرم‌کردن اتن در ظرف دربسته یک تغییر شیمیایی به نام بسپارش ایجاد می‌کند:

n  C2H4→(C2H4)nn \; C_2H_4 \rightarrow (C_2H_4)_nادامهٔ فرمول را افقی ببین

پیوند دوگانه می‌شکند، مولکول‌های کوچک با پیوند اشتراکیِ تازه به هم وصل می‌شوند و یک زنجیر بلند کربنی یعنی پلی‌اتن (پلاستیک) ساخته می‌شود. واحد کوچک تکرارشونده مونومر و زنجیر بلند پلیمر نام دارد. عنصرهای اصلی این پلاستیک‌ها همان کربن و هیدروژن‌اند.

سوختن و ردپای کربن

CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2Oادامهٔ فرمول را افقی ببین

این معادله موازنه‌شده است (۱ کربن، ۴ هیدروژن و ۴ اکسیژن در هر دو طرف). سوختن هر هیدروکربنی در نهایت CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین و آب می‌دهد.

مقدار CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین به‌ازای هر کیلووات‌ساعت برق (XXادامهٔ فرمول را افقی ببین): زغال‌سنگ 0.9X0.9Xادامهٔ فرمول را افقی ببین، نفت خام 0.7X0.7Xادامهٔ فرمول را افقی ببین، خورشیدی 0.05X0.05Xادامهٔ فرمول را افقی ببین، گرمای زمین 0.03X0.03Xادامهٔ فرمول را افقی ببین، باد 0.01X0.01Xادامهٔ فرمول را افقی ببین. هر درخت میانسال سالانه حدود ۱۰ کیلوگرم CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین مصرف می‌کند.

فراتر از کتاب

  • فرمول عمومی آلکان‌ها: هیدروکربنی که همهٔ پیوندهایش تکی است آلکان نام دارد و از CnH2n+2C_nH_{2n+2}ادامهٔ فرمول را افقی ببین پیروی می‌کند؛ پس بدون حفظ‌کردن می‌توانی بسازی: n=8⇒C8H18n=8 \Rightarrow C_8H_{18}ادامهٔ فرمول را افقی ببین.
  • اشباع و اشباع‌نشده: فقط پیوند تکی ← اشباع (متان)؛ پیوند دوگانه یا سه‌گانه ← اشباع‌نشده (اتن). آلکن‌ها CnH2nC_nH_{2n}ادامهٔ فرمول را افقی ببین هستند، برای همین اتن C2H4C_2H_4ادامهٔ فرمول را افقی ببین است نه C2H6C_2H_6ادامهٔ فرمول را افقی ببین.
  • چرا نقطهٔ جوش بالا می‌رود؟ پیوند درون مولکول تغییری نمی‌کند؛ مولکول بزرگ‌تر نیروی بین‌مولکولیِ قوی‌تری دارد و جدا کردنش گرمای بیشتری می‌خواهد.
  • اثر گلخانه‌ای: CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین و بخار آب گرما را نگه می‌دارند. بخشی از این اثر طبیعی و لازم است؛ مشکل، شدت‌گرفتن بیش از حد آن است.
  • اسیدی‌شدن اقیانوس‌ها: بخشی از CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین اضافی در آب حل و آن را کمی اسیدی می‌کند — خطرناک برای مرجان‌ها و صدف‌ها.
  • گاز طبیعی از زغال‌سنگ پاک‌تر است، چون نسبت هیدروژن به کربنش بالاتر است.

نمونهٔ کامل

سؤال. معادلهٔ سوختن کامل بوتان (C4H10C_4H_{10}ادامهٔ فرمول را افقی ببین) را موازنه کن، سپس بگو برای سوختن ۲ مولکول بوتان چند مولکول O2O_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین لازم است و چند مولکول CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین تولید می‌شود.

پاسخ گام‌به‌گام: اسکلت واکنش C4H10+O2→CO2+H2OC_4H_{10} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2Oادامهٔ فرمول را افقی ببین است. ۴ کربن ← ضریب CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین برابر 44ادامهٔ فرمول را افقی ببین. ۱۰ هیدروژن ← ضریب H2OH_2Oادامهٔ فرمول را افقی ببین برابر 55ادامهٔ فرمول را افقی ببین. حالا اکسیژنِ سمت راست: 4×2=84\times2 = 8ادامهٔ فرمول را افقی ببین به‌علاوهٔ 5×1=55\times1 = 5ادامهٔ فرمول را افقی ببین، یعنی 1313ادامهٔ فرمول را افقی ببین اتم یا 132\frac{13}{2}ادامهٔ فرمول را افقی ببین مولکول O2O_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین. برای حذف کسر همه را در ۲ ضرب می‌کنیم:

2 C4H10+13 O2→8 CO2+10 H2O2\,C_4H_{10} + 13\,O_2 \rightarrow 8\,CO_2 + 10\,H_2Oادامهٔ فرمول را افقی ببین

پس برای ۲ مولکول بوتان، ۱۳ مولکول O2O_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین لازم است و ۸ مولکول CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین تولید می‌شود.

تله‌های رایج

  • کربنِ سوخت نابود نمی‌شود؛ فقط به شکل CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین وارد هوا می‌شود.
  • در تقطیر، مادهٔ با نقطهٔ جوش پایین‌تر زودتر جدا می‌شود.
  • هر برش نفتی مخلوط است، نه مادهٔ خالص.
  • در بسپارش هیچ اتمی کم یا زیاد نمی‌شود؛ فقط پیوندها بازآرایی می‌شوند.
  • اثر گلخانه‌ای کاملاً بد نیست؛ زیاده‌رویِ آن مشکل‌ساز است.

سؤال تستی

۵ تست با پاسخنامه‌ی تحلیلی — برای دیدن بزن

پاسخنامه‌ی تحلیلی سه‌بخشی برای هر سؤال

  • چرا گزینه‌ی درست، درست است
  • چرا هر گزینه‌ی دیگر غلط است
  • تله‌ی تستی‌ای که باید بشناسی

1. اگر ۱۵۰ کیلووات‌ساعت برق از نفت خام و ۱۰۰ کیلووات‌ساعت از زغال‌سنگ تولید شود، مجموع CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین تولیدشده چند کیلوگرم است؟ (ردپای کربن: زغال‌سنگ 0.9×X0.9\times Xادامهٔ فرمول را افقی ببین، نفت خام 0.7×X0.7\times Xادامهٔ فرمول را افقی ببین)

  • 215215ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 185185ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 195195ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 205205ادامهٔ فرمول را افقی ببین

پاسخنامه‌ی تحلیلی

CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین تولیدشده از نفت خام برابر 150×0.7=105150\times0.7=105ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم و از زغال‌سنگ برابر 100×0.9=90100\times0.9=90ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم است؛ مجموع 105+90=195105+90=195ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم. بنابراین «195195ادامهٔ فرمول را افقی ببین» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «185185ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست است چون حاصل جمع نادرست دو جزء است. «205205ادامهٔ فرمول را افقی ببین» و «215215ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست‌اند چون از به‌کارگیری ضریب اشتباه (مثلاً جابه‌جایی ضرایب دو منبع) ناشی می‌شوند. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، جابه‌جا کردن ضریب زغال‌سنگ (0.90.9ادامهٔ فرمول را افقی ببین) و نفت خام (0.70.7ادامهٔ فرمول را افقی ببین) هنگام محاسبه است.

2. در یک ناحیه بسته از طبیعت، مقدار کل کربن در برهم‌کنش بین هواکره، آب‌کره و سنگ‌کره همواره ثابت است. اگر در این ناحیه، بر اثر فرایندهای طبیعی، 500500ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم کربن از هواکره به زیست‌توده گیاهان منتقل شود، کدام عبارت درست است؟

  • مقدار کربن در هواکره و زیست‌توده هر دو ثابت می‌ماند زیرا کربن از هواکره خارج نمی‌شود.
  • مقدار کربن در هواکره افزایش می‌یابد زیرا گیاهان با فتوسنتز کربن تولید می‌کنند.
  • مقدار کربن در هواکره 500500ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم کاهش می‌یابد و مقدار کل کربن در ناحیه نیز 500500ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم کمتر می‌شود.
  • مقدار کربن در هواکره کاهش و در زیست‌توده افزایش می‌یابد اما مقدار کل کربن ثابت می‌ماند.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

طبق قانون بقای ماده در چرخهٔ کربن، وقتی 500500ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم کربن از هواکره به زیست‌تودهٔ گیاهان منتقل می‌شود، مقدار کربن هواکره کاهش و زیست‌توده به همان مقدار افزایش می‌یابد، اما این صرفاً جابه‌جایی است و مجموع کل کربن در ناحیه ثابت می‌ماند. پس پاسخ درست «مقدار کربن در هواکره کاهش و در زیست‌توده افزایش می‌یابد اما مقدار کل کربن ثابت می‌ماند» است. رد گزینه‌های نادرست: «مقدار کربن در هواکره 500500ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم کاهش می‌یابد و مقدار کل کربن در ناحیه نیز 500500ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم کمتر می‌شود» نادرست است چون کربن از ناحیه خارج نشده، فقط جابه‌جا شده است. «مقدار کربن در هواکره و زیست‌توده هر دو ثابت می‌ماند زیرا کربن از هواکره خارج نمی‌شود» نادرست است چون طبق فرض سؤال انتقال کربن رخ داده است. «مقدار کربن در هواکره افزایش می‌یابد زیرا گیاهان با فتوسنتز کربن تولید می‌کنند» نادرست است چون گیاهان کربن تولید نمی‌کنند، فقط آن را از هواکره جذب می‌کنند. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، خلط «کاهش کربن در یک بخش» با «کاهش کل کربن در کل ناحیه» است، درحالی‌که این دو مفهوم متفاوت‌اند.

3. یک نیروگاه با سوزاندن زغال‌سنگ، به ازای هر کیلووات‌ساعت برق 0.90.9ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین تولید می‌کند. اگر یک شهر در یک ماه 100000100000ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلووات‌ساعت برق از این نیروگاه مصرف کند و هر درخت میانسال سالانه 1010ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین جذب کند، حداقل چند درخت باید در این شهر کاشته شود تا CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین تولیدی یک ماه آن کاملاً جذب شود؟

  • 10800001080000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت
  • 108000108000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت
  • 1080000010800000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت
  • 90009000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت

پاسخنامه‌ی تحلیلی

CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین تولیدی ماهانهٔ شهر برابر 0.9×100000=900000.9\times100000=90000ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم است. هر درخت میانسال سالانه 1010ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم جذب می‌کند، یعنی در یک ماه 1012\frac{10}{12}ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم؛ پس تعداد درخت لازم برابر 90000÷1012=90000×1210=10800090000\div\frac{10}{12}=90000\times\frac{12}{10}=108000ادامهٔ فرمول را افقی ببین است. بنابراین «108000108000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «90009000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت» نادرست است چون از تقسیم مستقیم 90000÷1090000\div10ادامهٔ فرمول را افقی ببین به دست می‌آید و تبدیل نرخ سالانه به ماهانه را نادیده می‌گیرد. «10800001080000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت» نادرست است چون از ضرب 90000×1290000\times12ادامهٔ فرمول را افقی ببین بدون تقسیم بر 1010ادامهٔ فرمول را افقی ببین حاصل می‌شود. «1080000010800000ادامهٔ فرمول را افقی ببین درخت» نادرست است چون یک رقم اضافه در محاسبه وارد شده است. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، فراموش‌کردن تبدیل نرخ جذب سالانهٔ درخت به نرخ ماهانه پیش از تقسیم است؛ چون CO2 داده‌شده ماهانه است ولی نرخ جذب درخت سالانه است.

4. اگر 10001000ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم نفت خام استخراج شود، مطابق نسبت مصرف جهانی، چه مقدار از آن برای تولید فراورده‌های سودمند (غیر از سوزاندن) به کار می‌رود؟

  • 250250ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم
  • 800800ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم
  • 200200ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم
  • 400400ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم

پاسخنامه‌ی تحلیلی

طبق آمار کتاب، 15\frac{1}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین از نفت خام مصرفی جهان صرف تولید فراورده‌های سودمند (غیر از سوزاندن) می‌شود. برای 10001000ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم نفت خام: 1000×15=2001000\times\frac{1}{5}=200ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم. بنابراین «200200ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «800800ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم» نادرست است چون این مقدار سهم سوزانده‌شده (45\frac{4}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین) است، نه سهم فراورده‌های سودمند. «400400ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم» نادرست است چون معادل 25\frac{2}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین نفت خام است که نسبت درستی نیست. «250250ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلوگرم» نادرست است چون معادل 14\frac{1}{4}ادامهٔ فرمول را افقی ببین است، نه 15\frac{1}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین کتاب. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، خلط سهم سوزانده‌شده (45\frac{4}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین) با سهم فراورده‌های سودمند (15\frac{1}{5}ادامهٔ فرمول را افقی ببین) است.

5. در واکنش بسپارش اتن، اگر 1414ادامهٔ فرمول را افقی ببین گرم اتن (C2H4C_2H_4ادامهٔ فرمول را افقی ببین) مصرف شود و بازده واکنش 80%80\%ادامهٔ فرمول را افقی ببین باشد، چند گرم پلی‌اتن تولید می‌شود؟ (MC2H4=28 g/molM_{C_2H_4}=28\,\text{g/mol}ادامهٔ فرمول را افقی ببین)

  • 11.211.2ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 28.028.0ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 14.014.0ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 22.422.4ادامهٔ فرمول را افقی ببین

پاسخنامه‌ی تحلیلی

مقدار مادهٔ اتن مصرفی 1428=0.5\frac{14}{28}=0.5ادامهٔ فرمول را افقی ببین مول است. با بازدهٔ 80%80\%ادامهٔ فرمول را افقی ببین، جرم پلی‌اتن تولیدی برابر 0.5×0.8×28=11.20.5\times0.8\times28=11.2ادامهٔ فرمول را افقی ببین گرم است. بنابراین «11.211.2ادامهٔ فرمول را افقی ببین» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «14.014.0ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست است چون بازدهٔ واکنش را نادیده می‌گیرد و کل جرم اتن را بدون کسر بازده گزارش می‌کند. «22.422.4ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست است چون بازدهٔ 80%80\%ادامهٔ فرمول را افقی ببین را در جهت اشتباه (تقسیم به‌جای ضرب) اعمال می‌کند. «28.028.0ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست است چون دو برابر جرم واقعی اتن مصرفی است. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، فراموش‌کردن ضرب در درصد بازده پس از محاسبهٔ جرم نظری محصول است.

نمونه سؤال تشریحی

۳ سؤال امتحانی با پاسخ نمونه — برای دیدن بزن

۱. چرخه‌های آب، سنگ، کربن و غذا در زمین به هم پیوند دارند. الف) چرخهٔ طبیعی را تعریف کنید. ب) توضیح دهید چرا برهم‌خوردن توازن یک چرخه می‌تواند بر چرخه‌های دیگر و حیات اثر بگذارد.

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) چرخهٔ طبیعی مجموعه‌ای از تغییرهاست که به پایان نمی‌رسد و بارها تکرار می‌شود؛ در جریان آن ماده یا انرژی میان شکل‌ها و محیط‌های مختلف جابه‌جا می‌شود.
ب) چرخه‌ها مستقل از هم عمل نمی‌کنند؛ تغییر در یک چرخه می‌تواند دسترسی جانداران به آب، غذا یا گازهای لازم را تغییر دهد و بر چرخه‌های دیگر اثر بگذارد. اگر این ارتباط‌ها توازن خود را از دست بدهند، شرایط زیست جانداران نیز دگرگون می‌شود و ادامهٔ حیات دشوارتر خواهد شد.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل سوم» — بخشِ «مفهوم چرخه»

نکته مهم:
توازن چرخه‌های طبیعی به ارتباط میان آن‌ها وابسته است.

۲. کربن میان هواکره، آب‌کره و سنگ‌کره جابه‌جا می‌شود. الف) برای هر محیط یک نمونه از شکل یا محل کربن بنویسید. ب) توضیح دهید چرا با جابه‌جایی کربن، مقدار کل آن در حالت طبیعی ثابت می‌ماند.

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) در هواکره کربن‌دی‌اکسید هوا، در آب‌کره کربن‌دی‌اکسید حل‌شده و در سنگ‌کره کربن ذخیره‌شده در خاک و سوخت‌های فسیلی نمونه‌اند.
ب) چرخه کربن اتم‌های کربن را میان محیط‌ها و ترکیب‌های مختلف منتقل می‌کند؛ فتوسنتز، تنفس و رسوب‌گذاری شکل و جای آن را عوض می‌کنند، اما در حالت طبیعی کربن از هیچ پدید نمی‌آید و نابود نمی‌شود. بنابراین مقدار کل ثابت می‌ماند، هرچند مقدار موجود در هر مخزن می‌تواند تغییر کند.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل سوم» — بخشِ «چرخه کربن چیست؟»

نکته مهم:
ثابت‌ماندن مجموع کربن را با ثابت‌ماندن مقدار آن در هر محیط اشتباه نگیرید.

۳. جنگل‌زدایی و سوزاندن سوخت فسیلی هم‌زمان رخ می‌دهند. الف) اثر هرکدام بر مقدار کربن‌دی‌اکسید هوا را توضیح دهید. ب) زنجیرهٔ پیامد افزایش این گاز تا تغییرهای بوم‌شناختی را تحلیل کنید.

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) سوختن سوخت فسیلی کربن‌دی‌اکسید تولید و وارد هوا می‌کند؛ ازبین‌رفتن جنگل‌ها نیز با کاهش تعداد گیاهان، مصرف این گاز در فتوسنتز را کم می‌کند. پس یک فرایند تولید را افزایش می‌دهد و دیگری یکی از راه‌های مصرف را کاهش می‌دهد.
ب) افزایش بیش از حد کربن‌دی‌اکسید به گرم‌شدن زمین کمک می‌کند؛ ذوب یخ‌های قطبی و بالاآمدن دریاها، جابه‌جایی فصل‌ها و تغییر زمان شکوفه‌دهی می‌تواند زیستگاه‌ها را دگرگون کند و خطر کاهش یا انقراض گونه‌ها را بالا ببرد.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل سوم» — بخشِ «منابع تولید و مصرف CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین»
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل سوم» — بخشِ «پیامدهای افزایش CO2CO_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین در هواکره»

نکته مهم:
افزایش گاز گلخانه‌ای هم با افزایش تولید و هم با کاهش جذب تشدید می‌شود.

مباحث مرتبط

فلزها، نافلزها و بسپارها (علوم نهم)حرکت، سرعت و شتاب (علوم نهم)نیرو و قانون‌های نیوتون (علوم نهم)زمین‌ساخت ورقه‌ای و گسل (علوم نهم)فسیل و راه‌های تشکیل آن (علوم نهم)فشار در مایع‌ها و گازها (علوم نهم)اهرم، گشتاور و ماشین‌ها (علوم نهم)کهکشان و سامانهٔ خورشیدی (علوم نهم)طبقه‌بندی جانداران و ویروس‌ها (علوم نهم)بافت آوندی و انتقال در گیاه (علوم نهم)

ادامه‌ی این مبحث رو ببین

با ثبت‌نام رایگان، به بانک کامل سؤال، شبیه‌ساز کنکور و تحلیل پیشرفت دسترسی داری

ثبت‌نام رایگان