¿Por qué es que el calor de la tierra reflejan detrás en dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, pero no de gases como el nitrógeno o el oxígeno?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Según el grupo Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC):
"Los gases de efecto invernadero son aquellos que absorben y emiten radiación infrarroja en el rango de longitud de onda emitida por la Tierra."
Para que una molécula que absorben y emiten en el infrarrojo (IR) de la región, sus enlaces químicos deben rotar y vibrar de una manera que afecta a algo llamado la molécula del momento dipolar. Resulta que debido a la simetría de las moléculas diatómicas como $\ce{O2}$$\ce{N2}$, este proceso no puede ocurrir, y por lo tanto estos tipos de moléculas que no pueden absorber en el infrarrojo, que es el rango de longitud de onda en el cual el calor se irradia.
Debido a $\ce{CO2}$ y otros gases de efecto invernadero no tienen este tipo de simetría, pueden vibrar en frecuencias específicas dentro de la IR en una manera que afecta a la molécula del momento dipolar, y por lo tanto absorber esta radiación que resulta en la transferencia de calor. La mayor parte del calor que se irradia desde la superficie de la Tierra es la adecuada longitud de onda (energía) para ser absorbido por la atmósfera de estos gases, por lo que los criterios establecidos por el IPCC para un gas de efecto invernadero son por lo tanto cumple.
Como no estoy seguro de su nivel de comprensión de la química, yo traté de hacer mi respuesta en algún lugar entre puramente puramente técnico y no técnico. Si me he dejado algo claro para usted, por favor no dude en dejar una pregunta en los comentarios.
Campiador
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106
Cuando el calor es abandonar la tierra que deja como radiación infrarroja. Los gases de efecto invernadero son gases que son capaces de absorber esta radiación infrarroja. Si nos fijamos en la emisión infrarroja del espectro de la Tierra[1]:
Podemos observar que entre las $\pu{400 cm-1}$$\pu{700 cm-1}$, una gran cantidad de la radiación infrarroja es absorbida por $\ce{CO2}$. Gases como el $\ce{N2}$ $\ce{O2}$ no tienen ninguna absorción en la región infrarroja, y por tanto no se consideran los gases de efecto invernadero.
[1] http://www.xylenepower.com/Global%20Warming%20Explanation.htm
ghostly606
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6
El 'calor no se refleja en el dióxido de carbono', sino que el gas absorbe parte de la radiación infrarroja del sol y que también se irradia desde la tierra. El hecho de que el dióxido de carbono (o metano) pueden absorber y emitir radiación infrarroja es sólo una parte del proceso del efecto invernadero. Igualmente importante es el hecho de que el oxígeno y moléculas de nitrógeno no se absorben y emiten radiación infrarroja. (Ellos no tienen permanente o transitoria dipolo oscilante y así no tener ninguna "manija" para interactuar con el campo eléctrico oscilante de la radiación).
Algunos fracción de la ir absorbida por la $\ce{CO2}$ será radiada en el espacio y algunas hacia la tierra, donde será absorbido por los árboles, el suelo, los océanos, etc, y parte de esta energía puede ser re-irradiada de vuelta al espacio como radiación infrarroja. El $\ce{CO2}$ también absorber parte de esta radiación. Sin embargo, hay una posibilidad de que antes de que un $\ce{CO2}$ puede irradiar va a chocar con una de oxígeno o moléculas de nitrógeno y por lo que estas moléculas pueden obtener algo de energía de este proceso. Sin embargo, ellos no pueden irradiar ya que no tienen permanente o transitoria dipolo, y se vuelven más caliente (más vibracional y rotacional quanta) y después de la colisión con otras moléculas (principalmente oxígeno y nitrógeno), la energía adicional que se extiende entre las moléculas y el efecto es el calentamiento de la atmósfera.
