Non tutti sanno che la pressione atmosferica è diversa a diverse altezze. C'è anche un dispositivo speciale per misurare sia la pressione che l' altitudine. Si chiama barometro- altimetro. Nell'articolo, studieremo in dettaglio come la pressione atmosferica cambia con l' altezza e cosa c'entra la densità dell'aria con essa. Consideriamo questa dipendenza dall'esempio di un grafico.
Pressione atmosferica a diverse altitudini
La pressione atmosferica dipende dall' altitudine. Quando viene aumentata di 12 m, la pressione diminuisce di 1 mm Hg. Questo fatto può essere scritto usando la seguente espressione matematica: ∆h/∆P=12 m/mm Hg. Arte. ∆h è la variazione di altitudine, ∆P è la variazione di pressione atmosferica con una variazione di altitudine di ∆h. Cosa ne consegue?
La formula mostra come la pressione atmosferica cambia con l' altitudine. Quindi, se saliamo di 12 m, la pressione sanguigna diminuirà di 12 mm Hg, se di 24 m - alloraa 2 mmHg. Quindi, misurando la pressione atmosferica, si può giudicare l' altezza.
Millimetri di mercurio ed ettopascal
In alcuni problemi, la pressione non è espressa in millimetri di mercurio, ma in pascal o ettopascal. Scriviamo la relazione precedente per il caso in cui la pressione è espressa in ettopascal. 1 mmHg Arte.=133,3 Pa=1,333 hPa.
Ora esprimiamo il rapporto tra altitudine e pressione atmosferica non in termini di millimetri di mercurio, ma in termini di ettopascal. ∆h/∆P=12 m/1, 333 hPa. Dopo il calcolo otteniamo: ∆h/∆P=9 m/hPa. Si scopre che quando saliamo di 9 metri, la pressione diminuisce di un ettopascal. La pressione normale è 1013 hPa. Arrotondiamo da 1013 a 1000 e assumiamo che questo sia esattamente il BP sulla superficie della Terra.
Se saliamo di 90 metri, come cambia la pressione atmosferica con l' altitudine? Diminuisce di 10 hPa, di 90 m - di 100 hPa, di 900 m - di 1000 hPa. Se la pressione al suolo è di 1000 hPa e siamo saliti di 900 m, la pressione atmosferica è diventata zero. Quindi, si scopre che l'atmosfera finisce a un' altitudine di nove chilometri? No. A una tale altezza c'è aria, gli aerei volano lì. Allora qual è il problema?
Rapporto tra densità dell'aria e altitudine. Caratteristiche
Come cambia la pressione atmosferica con l' altezza vicino alla superficie terrestre? L'immagine sopra ha già risposto a questa domanda. Maggiore è l' altitudine, minore è la densità dell'aria. Finché siamo vicini alla superficie terrestre, il cambiamento nella densità dell'aria è impercettibile. Pertanto, per ciascunoper unità di altezza, la pressione diminuisce di circa lo stesso valore. Le due espressioni che abbiamo annotato in precedenza dovrebbero essere ritenute corrette solo se siamo vicini alla superficie terrestre, non più in alto di 1-1,5 km.
Un grafico che mostra come la pressione atmosferica cambia con l' altitudine
Ora passiamo alla visibilità. Costruiamo un grafico della pressione atmosferica rispetto all' altezza. Ad altezza zero P0=760mm Hg. Arte. A causa del fatto che con l'aumentare dell' altitudine, la pressione diminuisce, l'aria atmosferica sarà meno compressa, la sua densità diminuirà. Pertanto, sul grafico, la dipendenza della pressione dall' altezza non sarà descritta da una linea retta. Cosa significa?
Come cambia la pressione atmosferica con l' altitudine? Fuori terra? A un' altitudine di 5,5 km, diminuisce di 2 volte (Р0/2). Si scopre che se saliamo alla stessa altezza, cioè 11 km, la pressione diminuirà di un' altra metà e sarà pari a Р0/4, ecc.
Colleghiamo i punti e vedremo che il grafico non è una linea retta, ma una curva. Perché, quando abbiamo annotato la relazione di dipendenza, sembrava che l'atmosfera finisse a un' altitudine di 9 km? Abbiamo considerato che il grafico è rettilineo a qualsiasi altezza. Questo sarebbe il caso se l'atmosfera fosse liquida, cioè se la sua densità fosse costante.
È importante capire che questo grafico è solo un frammento della dipendenza alle basse quote. In nessun punto di questa linea la pressione scende a zero. Anche nello spazio profondo ci sono molecole di gas, che però non hannorapporto con l'atmosfera terrestre. Non c'è il vuoto assoluto, il vuoto in nessun punto dell'Universo.
