Як з висотою змінюється атмосферний тиск. Формула, графік
Опубликованно 18.06.2019 01:05
Не всі знають, що на різній висоті тиск атмосфери відрізняється. Існує навіть спеціальний прилад для вимірювання тиску, і висоти. Називається він барометр-висотомір. У статті ми докладно вивчимо, як з висотою змінюється атмосферний тиск і при чому тут щільність повітря. Розглянемо цю залежність на прикладі графіка. Тиск атмосфери на різних висотах
Атмосферний тиск залежить від висоти. При її збільшенні на 12 м тиск зменшується на 1 мм ртутного стовпа. Цей факт можна записати з допомогою такого математичного виразу: ?h/?P=12 м/мм рт. ст. ?h — це зміна висоти, ?P — зміна атмосферного тиску при зміні висоти на ?h. Що з цього випливає?
З формули видно, як з висотою змінюється атмосферний тиск. Значить, якщо ми піднімемося на 12 м, то ПЕКЛО зменшиться на 12 мм ртутного стовпа, якщо на 24 м на 2 мм ртутного стовпа. Таким чином, вимірюючи атмосферний тиск, можна судити про висоту. Міліметри ртутного стовпа і гектопаскали
У деяких завданнях тиск виражається не в міліметрах ртутного стовпа, а в паскалях або гектопаскалях. Запишемо вищенаведене співвідношення для випадку, коли тиск виражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.
Тепер висловимо співвідношення висоти і атмосферного тиску не через міліметри ртутного стовпа, а через гектопаскали. ?h/?P=12 м/1,333 гПа. Після обчислень отримаємо: ?h/?P=9 м/гПа. Виходить, що коли ми піднімаємося на 9 метрів, то тиск зменшується на один гектопаскаль. Нормальний тиск — це 1013 гПа. Округлимо 1013 до 1000 і приймемо, що на поверхні Землі саме таке ПЕКЛО.
Якщо ми піднімаємося на 90 м, з висотою змінюється атмосферний тиск? Воно зменшується на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м на 1000 гПа. Якщо на землі тиск у 1000 гПа, а ми піднялися на 900 м вгору, то атмосферний тиск став нульовим. Так що, виходить що атмосфера закінчується на девятикилометровой висоті? Немає. На такій висоті є повітря, там літають літаки. Так у чому ж справа? Зв'язок щільності повітря і висоти. Особливості
Як з висотою змінюється атмосферний тиск біля поверхні Землі? На це питання вже відповіла картинка вище. Чим більше висота, тим менше щільність повітря. Доки ми знаходимося недалеко від поверхні землі, зміна щільності повітря непомітно. Тому на кожну одиницю висоти тиск зменшується приблизно на одне і теж значення. Два записані нами раніше виразу потрібно сприймати як правильні, тільки якщо ми знаходимося недалеко від поверхні Землі, не вище 1-1,5 км. Графік, що показує як атмосферний тиск змінюється з висотою
Тепер перейдемо до наочності. Побудуємо графік залежності тиску атмосфери від висоти. При нульовій висоті P0=760мм рт. ст. Із-за того, що із зростанням висоти тиск зменшується, атмосферне повітря буде менш стиснутий, його щільність стане менше. Тому на графіку залежність тиску від висоти не буде описуватися прямою лінією. Що це означає?
Як з висотою змінюється атмосферний тиск? Над поверхнею землі? На висоті 5,5 км воно зменшується в 2 рази (Р0/2). Виявляється, що якщо ми піднімемося ще на таку ж висоту, тобто на 11 км, тиск зменшиться ще вдвічі і буде одно Р0/4 і т. д.
З'єднаємо точки, і ми побачимо, що графік — це не пряма, а крива. Чому, коли ми записували співвідношення залежності, складалося враження, що на висоті 9 км атмосфера закінчується? Ми вважали, що графік є прямою на будь-яких висотах. Це було б так, якби атмосфера була рідкою, тобто якщо б її густина була постійною.
Важливо розуміти, що цей графік є лише фрагментом залежності на малих висотах. Ні на якій точці цієї лінії тиск не знижується до нуля. Навіть в глибокому космосі існують молекули газів, які, щоправда, не мають відношення до земної атмосфері. Ні в одній точці Всесвіту не існує абсолютного вакууму, порожнечі.
Катерина
Категория: Новости
