Oro tankis skiriasi. Kur jis mažesnis, oras retokas. Išsiaiškinkime, ką reiškia išretėjęs oras ir kokiomis savybėmis jis pasižymi.
Žemės dujų apvalkalas
Oras yra neapčiuopiama, bet nepaprastai svarbi mūsų planetos sudedamoji dalis. Jis dalyvauja energijos mainų procese, palaikydamas visas gyvybines organizmų funkcijas. Jis skatina garsų perdavimą, apsaugo Žemę nuo hipotermijos ir apsaugo ją nuo pernelyg didelės saulės spinduliuotės.
Oras yra išorinis planetos apvalkalas, vadinamas atmosfera. Jį sudaro daugybė dujų: neono, argono, vandenilio, metano, helio, kriptono ir kt. Pagrindinė dalis yra deguonis ir azotas, kurie sudaro nuo 98% iki 99% oro.
Dujų ir jų kiekio santykis gali skirtis. Taigi dėl automobilių išmetamųjų dujų ir gamyklų išmetamųjų teršalų miesto oras yra labiau prisotintas anglies dioksido. Miškuose, tose vietose, kur nėra pramonės, deguonies kiekis didėja. Tačiau ganykloje metano dalis, kurią karvės išskiria virškindamos, auga.
Oro tankis
Dujų apvalkalo tankiui įtakos turi daug veiksnių įvairiose pasaulio vietose ir skirtingosejis skiriasi aukščiu. Mažo tankio oras yra retas oras (nuo žodžio „retas“). Kuo jis retesnis, tuo toliau jo molekulės yra viena nuo kitos.
Tankis rodo, kiek oro yra viename kubiniame tūrio metre. Šios vertės standartas yra 1,293 kilogramai kubiniam metrui normaliomis sąlygomis ir sausu oru.
Fizikos moksle įprasta atskirti savitąjį ir masės tankį. Specifinis nustato, kiek oro sveria viename kubiniame metre. Tai priklauso nuo geografinės platumos ir planetos sukimosi inercijos. Masė nustatoma pagal barometrinį slėgį, absoliučią temperatūrą ir specifinę dujų konstantą.
Pagrindiniai retinto oro atsiradimo modeliai ir principai aprašyti Gay-Lussac ir Boyle-Mariotte įstatymu. Anot jų, kuo aukštesnė temperatūra ir mažesnis slėgis, tuo retesnis oras. Kartu svarbi ir jo drėgmė: jai didėjant, tankis mažėja.
Retesnis oras ir aukštis virš jūros lygio
Žemės traukos jėga, kaip magnetas, pritraukia visus jai prieinamus kūnus. Todėl mes vaikštome, o ne chaotiškai sklandome erdvėje. Todėl dugne surenkama daugiau medžiagos molekulių, o tai reiškia, kad jos tankis ir slėgis žemės paviršiuje taip pat yra didesni. Kuo toliau nuo jo, tuo šie rodikliai yra mažesni.
Ar pastebėjote, kad kopiant į didelį aukštį, pavyzdžiui, į kalnus, darosi sunkiau kvėpuoti? Viskas dėl išretėjusio oro. Esant aukščiui, bendras deguonies kiekis viename litreyra mažiau oro. Jis tinkamai neprisotina kraujo ir mums sunku kvėpuoti.
Everesto aukštis yra 8488 metrai. Jo viršūnėje oro tankis yra trečdalis standartinio tankio jūros lygyje. Žmogus gali pastebėti pokyčius jau 1500–2500 metrų aukštyje. Be to, tankio ir slėgio pokytis jaučiamas aštriau ir jau kelia galimą pavojų sveikatai.
Labiausiai išretėjęs oras būdingas egzosferai – išoriniam atmosferos sluoksniui. Jis prasideda 500–1000 kilometrų aukštyje virš žemės paviršiaus. Jis sklandžiai pereina į atvirą erdvę, kur erdvė yra artima vakuumo būsenai. Dujų slėgis ir tankis erdvėje yra labai mažas.
Sraigtasparnis ir retas oras
Daug kas priklauso nuo oro tankio. Pavyzdžiui, jis apibrėžia „lubas“, skirtas pakelti virš žemės paviršiaus. Žmogui tai yra dešimt tūkstančių metrų. Tačiau norint užkopti taip aukštai, reikia ilgai ruoštis.
Orlaiviai taip pat turi savo ribas. Sraigtasparniams tai yra apie 6 tūkstančius metrų. Daug mažiau nei lėktuvai. Viskas paaiškinama šio „paukščio“dizaino ypatumais ir veikimo principais.
Sraigtasparnis padidina pakėlimą su sraigtais. Jie sukasi, padalindami orą į du srautus: virš jų ir po jais. Viršutinėje dalyje oras juda varžtų kryptimi, apatinėje - prieš. Taigi tankis po aparato sparnu tampa didesnis nei virš jo. Atrodo, kad sraigtasparnis remiasi į orąir pakyla.
Retas oras neleidžia sukurti norimo slėgio. Tokiomis sąlygomis teks labai padidinti variklio galią ir sraigtų greitį, ko neatlaikys pačios medžiagos. Paprastai sraigtasparniai skraido tankesniu oru 3-4 tūkstančių metrų aukštyje. Tik kartą pilotas Jeanas Boulet savo automobilį pakėlė iki 12,5 tūkst. metrų, tačiau užsidegė variklis.
