Не всеки знае, че атмосферното налягане е различно на различни височини. Има дори специален уред за измерване както на налягането, така и на надморската височина. Нарича се барометър-висотомер. В статията ще проучим подробно как се променя атмосферното налягане с височината и какво общо има плътността на въздуха с това. Нека разгледаме тази зависимост на примера с графика.
Атмосферно налягане на различни височини
Атмосферното налягане зависи от надморската височина. Когато се увеличи с 12 m, налягането намалява с 1 mmHg. Този факт може да се запише с помощта на следния математически израз: ∆h/∆P=12 m/mm Hg. Изкуство. ∆h е промяната на надморската височина, ∆P е промяната в атмосферното налягане с промяна на височината с ∆h. Какво следва от това?
Формулата показва как атмосферното налягане се променя с надморска височина. Така че, ако се издигнем с 12 m, тогава кръвното налягане ще намалее с 12 mm Hg, ако с 24 m - тогавапри 2 mmHg. По този начин, чрез измерване на атмосферното налягане, човек може да прецени височината.
Милиметри живак и хектопаскали
При някои проблеми налягането се изразява не в милиметри живак, а в паскали или хектопаскали. Нека запишем горното съотношение за случая, когато налягането се изразява в хектопаскали. 1 mmHg Изкуство.=133,3 Pa=1,333 hPa.
Сега нека изразим съотношението на надморската височина и атмосферното налягане не в милиметри живак, а в хектопаскали. ∆h/∆P=12 m/1, 333 hPa. След изчисление получаваме: ∆h/∆P=9 m/hPa. Оказва се, че когато се издигнем на 9 метра, налягането намалява с един хектопаскал. Нормалното налягане е 1013 hPa. Нека закръглим 1013 до 1000 и приемем, че това е точно BP на повърхността на Земята.
Ако се изкачим на 90 метра, как се променя атмосферното налягане с надморската височина? Намалява с 10 hPa, с 90 m - със 100 hPa, с 900 m - с 1000 hPa. Ако налягането на земята е 1000 hPa и се изкачихме на 900 m нагоре, тогава атмосферното налягане стана нула. Значи се оказва, че атмосферата свършва на деветкилометрова височина? Не. На такава височина има въздух, там летят самолети. И така, каква е сделката?
Връзка между плътността на въздуха и надморската височина. Характеристики
Как се променя атмосферното налягане с височина близо до земната повърхност? Снимката по-горе вече даде отговор на този въпрос. Колкото по-голяма е надморската височина, толкова по-ниска е плътността на въздуха. Докато сме близо до повърхността на земята, промяната в плътността на въздуха е незабележима. Следователно за всекина единица височина, налягането намалява с приблизително същата стойност. Двата израза, които записахме по-рано, трябва да се приемат за правилни само ако сме близо до повърхността на Земята, не по-високо от 1-1,5 km.
Графика, показваща как се променя атмосферното налягане с надморска височина
Сега да преминем към видимостта. Нека построим графика на атмосферното налягане спрямо надморската височина. При нулева височина P0=760 mm Hg. Изкуство. Поради факта, че с увеличаване на надморската височина налягането намалява, атмосферният въздух ще бъде по-малко компресиран, неговата плътност ще стане по-малка. Следователно на графиката зависимостта на налягането от височината няма да бъде описана с права линия. Какво означава това?
Как се променя атмосферното налягане с надморска височина? Над земята? На височина от 5,5 km той намалява 2 пъти (Р0/2). Оказва се, че ако се издигнем на същата височина, тоест 11 км, налягането ще намалее с още една половина и ще бъде равно на Р0/4 и т.н.
Нека свържем точките и ще видим, че графиката не е права линия, а крива. Защо, когато записахме зависимостта, изглеждаше, че атмосферата свършва на височина от 9 km? Смятахме, че графиката е права на всякакви височини. Това би било така, ако атмосферата беше течна, тоест, ако нейната плътност беше постоянна.
Важно е да се разбере, че тази графика е само фрагмент от зависимостта на ниска надморска височина. В нито една точка от тази линия налягането не пада до нула. Дори в дълбокия космос има газови молекули, които обаче няматвръзка със земната атмосфера. Няма абсолютен вакуум, празнота в нито една точка на Вселената.
