همه نمی دانند که فشار اتمسفر در ارتفاعات مختلف متفاوت است. حتی یک دستگاه مخصوص برای اندازه گیری فشار و ارتفاع وجود دارد. به آن فشارسنج- ارتفاع سنج می گویند. در این مقاله به طور مفصل بررسی خواهیم کرد که چگونه فشار اتمسفر با ارتفاع تغییر می کند و چگالی هوا چه ربطی به آن دارد. بیایید این وابستگی را به مثال یک نمودار در نظر بگیریم.
فشار اتمسفر در ارتفاعات مختلف
فشار اتمسفر به ارتفاع بستگی دارد. هنگامی که 12 متر افزایش می یابد، فشار 1 میلی متر جیوه کاهش می یابد. این واقعیت را می توان با استفاده از عبارت ریاضی زیر نوشت: ∆h/∆P=12 m/mm Hg. هنر ∆h تغییر ارتفاع است، ∆P تغییر در فشار اتمسفر با تغییر ارتفاع توسط ∆h است. چه چیزی از این نتیجه می شود؟
فرمول نشان می دهد که چگونه فشار اتمسفر با ارتفاع تغییر می کند. بنابراین، اگر 12 متر افزایش پیدا کنیم، فشار خون 12 میلی متر جیوه کاهش می یابد، اگر 24 متر - پسدر 2 میلی متر جیوه بنابراین، با اندازه گیری فشار اتمسفر، می توان ارتفاع را قضاوت کرد.
میلی متر جیوه و هکتوپاسکال
در برخی مشکلات، فشار را نه بر حسب میلی متر جیوه، بلکه بر حسب پاسکال یا هکتوپاسکال بیان می کنند. اجازه دهید رابطه فوق را برای حالتی بنویسیم که فشار بر حسب هکتوپاسکال بیان می شود. 1 میلی متر جیوه هنر=133.3 Pa=1.333 hPa.
حالا بیایید نسبت ارتفاع و فشار اتمسفر را نه بر حسب میلی متر جیوه، بلکه بر حسب هکتوپاسکال بیان کنیم. ∆h/∆P=12 m/1, 333 hPa. پس از محاسبه به دست می آید: ∆h/∆P=9 m/hPa. معلوم می شود که وقتی 9 متر بالا می رویم، فشار یک هکتوپاسکال کاهش می یابد. فشار نرمال 1013 hPa است. بیایید 1013 را به 1000 گرد کنیم و فرض کنیم که این دقیقاً BP روی سطح زمین است.
اگر 90 متر صعود کنیم، فشار اتمسفر با ارتفاع چگونه تغییر می کند؟ 10 hPa، 90 متر - 100 hPa، 900 متر - 1000 hPa کاهش می یابد. اگر فشار روی زمین 1000 hPa باشد و ما 900 متر بالا رفتیم، فشار اتمسفر صفر شد. بنابراین، معلوم می شود که جو در ارتفاع نه کیلومتری به پایان می رسد؟ خیر در چنین ارتفاعی هوا وجود دارد، هواپیماها آنجا پرواز می کنند. پس قضیه چیه؟
رابطه بین تراکم هوا و ارتفاع. ویژگی های
چگونه فشار اتمسفر با ارتفاع نزدیک به سطح زمین تغییر می کند؟ عکس بالا قبلا به این سوال پاسخ داده است. هر چه ارتفاع بیشتر باشد، چگالی هوا کمتر می شود. تا زمانی که به سطح زمین نزدیک هستیم، تغییر چگالی هوا نامحسوس است. بنابراین، برای هر یکدر واحد ارتفاع، فشار تقریباً به همان مقدار کاهش می یابد. دو عبارتی که قبلاً نوشتیم فقط در صورتی باید درست تلقی شوند که به سطح زمین نزدیک باشیم، نه بیشتر از 1-1.5 کیلومتر.
نموداری که نشان می دهد چگونه فشار اتمسفر با ارتفاع تغییر می کند
حالا بیایید به سمت دید حرکت کنیم. بیایید نموداری از فشار اتمسفر در برابر ارتفاع بسازیم. در ارتفاع صفر P0=760mm Hg. هنر با توجه به اینکه با افزایش ارتفاع، فشار کاهش می یابد، هوای اتمسفر کمتر فشرده می شود، چگالی آن کمتر می شود. بنابراین، در نمودار، وابستگی فشار به ارتفاع با یک خط مستقیم توصیف نخواهد شد. این به چه معناست؟
چگونه فشار اتمسفر با ارتفاع تغییر می کند؟ بالای سطح زمین؟ در ارتفاع 5.5 کیلومتری، 2 برابر کاهش می یابد (Р0/2). معلوم می شود که اگر به همان ارتفاع یعنی 11 کیلومتر برسیم، فشار به نصف دیگر کاهش می یابد و برابر با Р0/4 و غیره می شود.
بیایید نقاط را به هم وصل کنیم و خواهیم دید که نمودار یک خط مستقیم نیست، بلکه یک منحنی است. چرا وقتی رابطه وابستگی را نوشتیم، به نظر می رسید که جو در ارتفاع 9 کیلومتری به پایان می رسد؟ ما در نظر گرفتیم که نمودار در هر ارتفاعی مستقیم است. اگر اتمسفر مایع بود، یعنی اگر چگالی آن ثابت بود، چنین می شد.
درک این نکته مهم است که این نمودار تنها بخشی از وابستگی در ارتفاعات پایین است. در هیچ نقطه ای از این خط فشار به صفر نمی رسد. حتی در اعماق فضا نیز مولکول‌های گازی وجود دارند که ندارندرابطه با جو زمین هیچ خلاء مطلق، پوچی در هیچ نقطه ای از کیهان وجود ندارد.
