لا يعلم الجميع أن الضغط الجوي يختلف عند ارتفاعات مختلفة. يوجد حتى جهاز خاص لقياس كل من الضغط والارتفاع. يطلق عليه مقياس الارتفاع البارومتر. في المقالة ، سوف ندرس بالتفصيل كيف يتغير الضغط الجوي مع الارتفاع وما علاقة كثافة الهواء به. لنفكر في هذا الاعتماد على مثال الرسم البياني
الضغط الجوي على ارتفاعات مختلفة
الضغط الجوي يعتمد على الارتفاع. عندما يزداد بمقدار 12 م ، ينخفض الضغط بمقدار 1 مم زئبق. يمكن كتابة هذه الحقيقة باستخدام التعبير الرياضي التالي: ∆h / ∆P=12 m / mm Hg. فن. ∆h هو التغير في الارتفاع ، P هو التغير في الضغط الجوي مع تغير الارتفاع بمقدار ∆h. ماذا يتبع من هذا؟
توضح الصيغة كيف يتغير الضغط الجوي مع الارتفاع. لذلك ، إذا ارتفعنا بمقدار 12 مترًا ، سينخفض ضغط الدم بمقدار 12 ملم زئبق ، إذا كان بمقدار 24 مترًا - إذنعند 2 مم زئبق. وبالتالي ، من خلال قياس الضغط الجوي ، يمكن للمرء أن يحكم على الارتفاع.
ملليمتر من الزئبق و هيكتوباسكال
في بعض المشكلات ، لا يتم التعبير عن الضغط بالمليمترات من الزئبق ، ولكن بالباسكال أو الهكتوباسكال. دعونا نكتب العلاقة أعلاه للحالة عندما يتم التعبير عن الضغط في هيكتوباسكال. 1 مم زئبق فن.=133.3 باسكال=1.333 هكتو باسكال.
الآن دعونا نعبر عن نسبة الارتفاع والضغط الجوي ليس من حيث ملليمتر من الزئبق ، ولكن من حيث هيكتوباسكال. ∆h / ∆P=12 م / 1 ، 333 هيكتو باسكال. بعد الحساب نحصل على: ∆h / P=9 m / hPa. اتضح أنه عندما نرتفع 9 أمتار ، ينخفض الضغط بمقدار واحد هكتوباسكال. الضغط الطبيعي هو 1013 hPa. دعونا نقرب 1013 إلى 1000 ونفترض أن هذا هو بالضبط BP على سطح الأرض.
إذا تسلقنا 90 مترًا ، فكيف يتغير الضغط الجوي مع الارتفاع؟ ينخفض بمقدار 10 hPa ، بمقدار 90 m - 100 hPa ، بمقدار 900 m - 1000 hPa. إذا كان الضغط على الأرض 1000 هيكتوباسكال ، وارتفعنا 900 متر ، يصبح الضغط الجوي صفراً. إذن ، اتضح أن الغلاف الجوي ينتهي على ارتفاع تسعة كيلومترات؟ لا. في مثل هذا الارتفاع يوجد هواء ، تطير الطائرات هناك. إذن ما هي الصفقة؟
العلاقة بين كثافة الهواء والارتفاع. ميزات
كيف يتغير الضغط الجوي مع الارتفاع بالقرب من سطح الأرض؟ الصورة أعلاه قد أجابت بالفعل على هذا السؤال. كلما زاد الارتفاع ، انخفضت كثافة الهواء. طالما أننا قريبون من سطح الأرض ، فإن التغيير في كثافة الهواء غير محسوس. لذلك ، لكل منهالكل وحدة ارتفاع ، ينخفض الضغط بنفس القيمة تقريبًا. يجب اعتبار التعبيرين اللذين كتبناهما سابقًا على أنهما صحيحان فقط إذا كنا قريبين من سطح الأرض ، وليس أعلى من 1-1.5 كم.
رسم بياني يوضح كيف يتغير الضغط الجوي مع الارتفاع
الآن دعنا ننتقل إلى الرؤية. دعونا نبني رسمًا بيانيًا للضغط الجوي مقابل الارتفاع. عند ارتفاع الصفر P0=760mm Hg. فن. نظرًا لحقيقة أنه مع زيادة الارتفاع ، ينخفض الضغط ، سيكون الهواء الجوي أقل ضغطًا ، وستصبح كثافته أقل. لذلك ، على الرسم البياني ، لن يتم وصف اعتماد الضغط على الارتفاع بخط مستقيم. ماذا يعني هذا؟
كيف يتغير الضغط الجوي مع الارتفاع؟ فوق الأرض؟ على ارتفاع 5.5 كم ، يتناقص بمقدار 2 مرات (Р0/ 2). اتضح أننا إذا ارتفعنا إلى نفس الارتفاع ، أي 11 كم ، سينخفض الضغط بمقدار النصف الآخر وسيكون مساوياً لـ Р0/ 4 ، إلخ.
دعنا نربط النقاط وسنرى أن الرسم البياني ليس خطًا مستقيمًا ، ولكنه منحنى. لماذا عندما كتبنا علاقة التبعية ، هل بدا أن الغلاف الجوي ينتهي على ارتفاع 9 كم؟ اعتبرنا أن الرسم البياني مستقيم عند أي ارتفاعات. سيكون هذا هو الحال إذا كان الغلاف الجوي سائلًا ، أي إذا كانت كثافته ثابتة.
من المهم أن نفهم أن هذا الرسم البياني ليس سوى جزء من الاعتماد على ارتفاعات منخفضة. لا ينخفض الضغط عند أي نقطة على هذا الخط إلى الصفر. حتى في الفضاء السحيق ، توجد جزيئات غازية ، والتي ، مع ذلك ، لا تحتوي عليهافيما يتعلق بجو الأرض. لا يوجد فراغ مطلق ، فراغ في أي نقطة من الكون.
