Ne visi žino, kad atmosferos slėgis skirtinguose aukščiuose skiriasi. Yra net specialus prietaisas tiek slėgiui, tiek aukščiui matuoti. Jis vadinamas barometru-aukščiamačiu. Straipsnyje mes išsamiai išnagrinėsime, kaip atmosferos slėgis kinta priklausomai nuo aukščio ir ką su tuo turi oro tankis. Panagrinėkime šią priklausomybę grafiko pavyzdžiu.
Atmosferos slėgis skirtinguose aukščiuose
Atmosferos slėgis priklauso nuo aukščio virš jūros lygio. Jį padidinus 12 m, slėgis sumažėja 1 mm Hg. Šį faktą galima užrašyti naudojant tokią matematinę išraišką: ∆h/∆P=12 m/mm Hg. Art. ∆h – aukščio pokytis, ∆P – atmosferos slėgio pokytis, pasikeitus aukščiui ∆h. Kas iš to seka?
Formulė parodo, kaip keičiasi atmosferos slėgis priklausomai nuo aukščio. Taigi, jei pakilsime 12 m, tai kraujospūdis sumažės 12 mm Hg, jei 24 m - tadaesant 2 mmHg. Taigi, matuojant atmosferos slėgį, galima spręsti apie aukštį.
Gyvsidabrio milimetrai ir hektopaskaliai
Kai kuriose problemose slėgis išreiškiamas ne gyvsidabrio stulpelio milimetrais, o paskaliais arba hektopaskaliais. Parašykime aukščiau pateiktą santykį tuo atveju, kai slėgis išreiškiamas hektopaskaliais. 1 mmHg Art.=133,3 Pa=1,333 hPa.
Dabar išreikškime aukščio ir atmosferos slėgio santykį ne gyvsidabrio stulpelio milimetrais, o hektopaskaliais. ∆h/∆P=12 m/1, 333 hPa. Apskaičiavę gauname: ∆h/∆P=9 m/hPa. Pasirodo, kai pakylame 9 metrus, slėgis sumažėja vienu hektopaskaliu. Normalus slėgis yra 1013 hPa. Suapvalinkime 1013 iki 1000 ir manykime, kad tai yra būtent BP Žemės paviršiuje.
Jei įkopsime į 90 metrų, kaip keičiasi atmosferos slėgis priklausomai nuo aukščio? Sumažėja 10 hPa, 90 m - 100 hPa, 900 m - 1000 hPa. Jei slėgis žemėje yra 1000 hPa, o mes pakilome 900 m aukštyn, tai atmosferos slėgis tapo nuliu. Taigi, pasirodo, atmosfera baigiasi devynių kilometrų aukštyje? Nr. Tokiame aukštyje yra oro, ten skrenda lėktuvai. Taigi koks susitarimas?
Ryšys tarp oro tankio ir aukščio virš jūros lygio. Funkcijos
Kaip kinta atmosferos slėgis priklausomai nuo aukščio netoli Žemės paviršiaus? Aukščiau pateikta nuotrauka jau atsakė į šį klausimą. Kuo didesnis aukštis, tuo mažesnis oro tankis. Kol esame arti žemės paviršiaus, oro tankio pokytis yra nepastebimas. Todėl kiekvienamvienam aukščio vienetui slėgis sumažėja maždaug ta pačia verte. Du posakiai, kuriuos užsirašėme anksčiau, turėtų būti laikomi teisingais tik tuo atveju, jei esame arti Žemės paviršiaus, ne aukščiau kaip 1-1,5 km.
Grafikas, rodantis, kaip atmosferos slėgis kinta priklausomai nuo aukščio
Dabar pereikime prie matomumo. Sukurkime atmosferos slėgio ir aukščio grafiką. Nuliniame aukštyje P0=760 mm Hg. Art. Dėl to, kad didėjant aukščiui slėgis mažėja, atmosferos oras bus mažiau suspaustas, jo tankis mažės. Todėl grafike slėgio priklausomybė nuo aukščio nebus aprašyta tiesia linija. Ką tai reiškia?
Kaip keičiasi atmosferos slėgis priklausomai nuo aukščio? Virš žemės? 5,5 km aukštyje jis sumažėja 2 kartus (Р0/2). Pasirodo, jei pakilsime į tą patį aukštį, tai yra 11 km, slėgis sumažės dar per pusę ir bus lygus Р0/4 ir tt
Sujungkime taškus ir pamatysime, kad grafikas yra ne tiesė, o kreivė. Kodėl, užrašius priklausomybės santykį, atrodė, kad atmosfera baigiasi 9 km aukštyje? Mes manėme, kad grafikas yra tiesus bet kuriame aukštyje. Taip būtų, jei atmosfera būtų skysta, ty jei jos tankis būtų pastovus.
Svarbu suprasti, kad šis grafikas yra tik priklausomybės mažame aukštyje fragmentas. Jokiame šios linijos taške slėgis nenukrenta iki nulio. Netgi gilioje erdvėje yra dujų molekulių, kurių, tačiau, nėraryšį su žemės atmosfera. Jokiame Visatos taške nėra absoliutaus vakuumo, tuštumos.
