Koʻpchilik biladiki, balandlik oshgani sayin havo bosimi pasayadi. Nima uchun havo bosimi balandlik bilan pasayadi degan savolni ko'rib chiqing, bosimning balandlikka bog'liqligi formulasini keltiring va natijada olingan formuladan foydalanib masalani yechish misolini ko'rib chiqing.
Havo nima?
Havo - bu sayyoramiz atmosferasini tashkil etuvchi rangsiz gazlar aralashmasi. U juda ko'p turli gazlarni o'z ichiga oladi, ularning asosiylari azot (78%), kislorod (21%), argon (0,9%), karbonat angidrid (0,03%) va boshqalar.
Fizika nuqtai nazaridan, Yerdagi mavjud sharoitlarda havoning harakati ideal gaz qonunlariga bo'ysunadi - bu modelga ko'ra, gaz molekulalari va atomlari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. ular orasidagi masofalar o'lchamlari bilan solishtirganda juda katta va xona haroratida harakat tezligi taxminan 1000 m/s.
Havo bosimi
Bosimning balandlikka bog'liqligi haqidagi savolni ko'rib chiqsak, siz nimani anglatishini tushunishingiz kerak.jismoniy nuqtai nazardan "bosim" tushunchasidir. Havo bosimi deganda havo ustunining yuzaga bosgan kuchi tushuniladi. Fizikada u paskalda (Pa) o'lchanadi. 1 Pa 1 m2 2 sirtga perpendikulyar ravishda 1 nyuton (N) kuch qoʻllanilishini bildiradi. Shunday qilib, 1 Pa bosim juda kichik bosimdir.
Dengiz sathida havo bosimi 101325 Pa ni tashkil qiladi. Yoki yaxlitlash, 0,1 MPa. Bu qiymat 1 atmosfera bosimi deb ataladi. Yuqoridagi rasmda aytilishicha, 1 m2 platformada havo 100 kN kuch bilan presslanadi! Bu juda katta kuch, lekin odam buni sezmaydi, chunki uning ichidagi qon xuddi shunday bosim hosil qiladi. Bundan tashqari, havo suyuq moddalarni nazarda tutadi (suyuqliklar ham ularga tegishli). Va bu barcha yo'nalishlarda bir xil bosim o'tkazishini anglatadi. Oxirgi fakt shuni ko'rsatadiki, atmosferaning odamga turli tomondan bosimi o'zaro kompensatsiyalanadi.
Bosimning balandlikka bog'liqligi
Sayyoramiz atrofidagi atmosferani yerning tortishish kuchi ushlab turadi. Gravitatsion kuchlar balandlikning oshishi bilan havo bosimining pasayishiga ham javobgardir. Adolat uchun shuni ta'kidlash kerakki, nafaqat erning tortishish kuchi bosimning pasayishiga olib keladi. Shuningdek, haroratni pasaytirish ham hissa qo'shadi.
Havo suyuqlik bo'lganligi sababli, u uchun bosimning chuqurlikka (balandlikka) bog'liqligi uchun gidrostatik formuladan foydalanishingiz mumkin, ya'ni DP=rgDh, bu erda: DP - bosim miqdori o'zgartirishbalandlikni Dh ga o'zgartirganda, r - havo zichligi, g - erkin tushish tezlashishi.
Havo ideal gaz ekanligini hisobga olsak, ideal gaz holat tenglamasidan kelib chiqadiki, r=Pm/(kT), bu erda m - 1 molekulaning massasi, T - uning harorati, k Boltsman doimiysi.
Yuqoridagi ikkita formulani birlashtirib, natijada bosim va balandlik tenglamasini yechish orqali quyidagi formulani olish mumkin: Ph=P0e-mgh/(kT) bu yerda Ph va P0- mos ravishda h balandlikda va dengiz sathida bosim. Olingan ifoda barometrik formula deb ataladi. U atmosfera bosimini balandlik funktsiyasi sifatida hisoblash uchun ishlatilishi mumkin.
Ba'zan amaliy maqsadlar uchun teskari masalani yechish, ya'ni bosimni bilgan holda balandlikni topish kerak bo'ladi. Barometrik formuladan balandlikning bosim darajasiga bog'liqligini osongina olishingiz mumkin: h=kTln(P0/Ph)/(m g).
Muammo yechishga misol
Boliviyaning La-Pas shahri dunyodagi "eng baland" poytaxt hisoblanadi. Turli manbalardan kelib chiqadiki, shahar dengiz sathidan 3250 metrdan 3700 metrgacha balandlikda joylashgan. Vazifa - La-Pas balandligidagi havo bosimini hisoblash.
Muammoni hal qilish uchun bosimning balandlikka bogʻliqligi formulasidan foydalanamiz: Ph=P0e -mg h/(kT), bu erda: P0=101 325 Pa, g=9,8 m/s 2, k=1,3810-23 J/K, T=293 K (20 oC), h=3475 m (o'rtacha 3250 m va3700 m), m=4, 81710-26 kg (havoning molyar massasi 29 g/mol hisobga olingan holda). Raqamlarni almashtirsak, biz quyidagilarni olamiz: Ph=67,534 Pa.
Shunday qilib, Boliviya poytaxtidagi havo bosimi dengiz sathidagi bosimning 67% ni tashkil qiladi. Tog‘li hududlarga chiqqanda havo bosimining pastligi bosh aylanishi va tananing umumiy zaifligini keltirib chiqaradi.
