Давление высота зависимость: барометрическая формула

Опубликованно 26.08.2018 10:48

Многие знают, что с увеличением высоты уменьшается давление воздуха. Рассмотрим вопрос о том, почему давление воздуха уменьшается с высотой, дадут формулу зависимости давления от высоты и рассмотрим пример решения задачи с использованием формул. Что такое воздух?

Воздух-это бесцветный газ, смесь которых образует атмосферу нашей планеты. Он состоит из различных газов, в основном азота (78 %), кислорода (21 %), аргона (0,9 процента), углекислый газ (0,03 %) и другие.

С точки зрения физики поведение воздуха под существующие условия на Земле подчиняется законам идеального газа - модель, в которой молекулы и атомы газа не взаимодействуют друг с другом, расстояние между ними огромно, по сравнению с их размером и скоростью при комнатной температуре порядка 1000 м/с. Давление воздуха

Рассматривая вопрос о зависимости давления от высоты, вы должны понимать, что представляет собой понятие "давление" с физической точки зрения. Под давлением понимают силу, с которой воздух давит на поверхность полюса. В физике она измеряется в Паскалях (ПА). 1 ПА означает, что сила в 1 Ньютон (Н) приложена перпендикулярно к поверхности площадью 1 м2. Таким образом, давление в 1 ПА очень небольшом давлении.

На уровне моря атмосферное давление составляет 101 325 ПА. Или, округляя, 0,1 МПа. Это значение называется давлением 1 атмосфера. Приведенный рисунок показывает, что на площадь 1 м2 воздух давит с силой 100 кн! Это большая сила, но человек не ощущает, как в нем создается давление. Кроме того, что воздух относится к жидкости вещества (включая воду). Это означает, что он занимается тем же самым во всех направлениях давление. Последний факт свидетельствует о том, что давление атмосферы с разных сторон на человека, взаимно компенсирует. Зависимость давления от высоты

Атмосфера вокруг нашей планеты, который держит гравитация земли. Гравитационные силы также несут ответственность за падение давления воздуха с увеличением высоты. Справедливости ради следует отметить, что не только сила тяжести приводит к снижению давления. И снижение температуры также способствует.

Поскольку воздух-это жидкое вещество, то его можно использовать гидростатическую формулу зависимости давления от глубины (высоты), то есть ? Р = ?*г*н, где: ? Р - изменение давления при изменении высоты Н, где ?-плотность воздуха, G - ускорение свободного падения.

Учитывая, что воздух является идеальным газом, уравнение состояния идеального газа следует, что ? = Р*М/(К*T), где M-масса 1 молекулы, T-температура, K-постоянная Больцмана постоянная.

Сочетание двух вышеприведенных уравнений и решая полученное уравнение для давления и высоты, вы можете получить по следующей формуле: Пч = п0*е-м*е*ч/(к*т)где pН И p0 - давление на высоте H и уровнем моря, соответственно. Полученное выражение называется барометрической формулой. Он может быть использован для расчетов зависимость атмосферного давления от высоты.

Иногда для практических целей необходимо решить обратную задачу, т. е. найти высоту, зная давление. Из барометрической формулы легко получить зависимость высоты от уровня давления: Н = К*Т*ЛН(р0/рч)/(м*гр). Пример решения задачи

Боливийском городе Ла-пас является самой "высокой" столицей мира. Из разных источников известно, что город расположен на высоте 3250 метров до 3700 метров над уровнем моря. Задача состоит в вычислении давления воздуха на высоте Ла-пас.

Для решения задачи используется формула зависимости давления от высоты: Пч = п0*е-м*е*ч/(к*т)где: р0 = 101 325 ПА, G = 9.8 м/с2, к = 1,38*10-23 Дж/К, Т = 293 к (20 ОС), Н = 3475 м (Между 3250 м и 3700 м), м = 4,817*10-26 кг (с учетом молярная масса воздуха 29 г/моль). Подставляя цифры, получаем: Пч = 67 534 ПА.

Таким образом, давление воздуха в столице Боливии составляет 67 % от давления на уровне моря. Низкое давление является причиной головокружений и общей слабости организма, когда человек поднимается в высокогорья. Автор: Валерий Савельев 21 августа 2018

Категория: Культура