Koʻpchilik havoning nol boʻlmagan maʼlum bir vaznga ega ekanligidan hayratga tushishi mumkin. Ushbu vaznning aniq qiymatini aniqlash unchalik oson emas, chunki unga kimyoviy tarkib, namlik, harorat va bosim kabi omillar kuchli ta'sir qiladi. Keling, havoning og'irligi qancha degan savolni batafsil ko'rib chiqaylik.
Havo nima
Havoning og'irligi qancha degan savolga javob berishdan oldin, bu moddaning nima ekanligini tushunish kerak. Havo - sayyoramiz atrofida mavjud bo'lgan va turli gazlarning bir hil aralashmasi bo'lgan gazsimon qobiqdir. Havoda quyidagi gazlar mavjud:
- azot (78,08%);
- kislorod (20,94%);
- argon (0,93%);
- suv bugʻi (0,40%);
- karbonat angidrid (0,035%).
Yuqorida sanab o'tilgan gazlardan tashqari havoda minimal miqdorda neon (0,0018%), geliy (0,0005%), metan (0,00017%), kripton (0,00014%), vodorod (0,00005%), ammiak (0,0003%).
Shuni ta'kidlash qiziqAgar siz havoni kondensatsiya qilsangiz, ya'ni bosimni oshirish va haroratni pasaytirish orqali uni suyuq holatga aylantirsangiz, ushbu komponentlarni ajratishingiz mumkin. Havoning har bir komponenti o'ziga xos kondensatsiya haroratiga ega bo'lganligi sababli, amalda qo'llaniladigan barcha komponentlarni havodan ajratish mumkin.
Havoning og'irligi va unga ta'sir qiluvchi omillar
Havoning kubometri qancha degan savolga aniq javob berishga nima xalaqit beradi? Albatta, bu vaznga bir qator omillar ta'sir qilishi mumkin.
Birinchidan, bu kimyoviy tarkibi. Yuqorida toza havo tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlar mavjud, ammo hozirgi vaqtda bu havo sayyoramizning ko'p joylarida juda ifloslangan, mos ravishda uning tarkibi boshqacha bo'ladi. Shunday qilib, yirik shaharlar yaqinida havo qishloq joylaridagi havoga qaraganda ko'proq karbonat angidrid, ammiak va metanni o'z ichiga oladi.
Ikkinchidan, namlik, ya'ni atmosfera tarkibidagi suv bug'ining miqdori. Havo qanchalik nam bo'lsa, uning og'irligi shunchalik kam bo'ladi, boshqa narsalar ham teng.
Uchinchidan, harorat. Bu muhim omillardan biri, uning qiymati qanchalik past bo'lsa, havo zichligi shunchalik yuqori bo'ladi va shunga mos ravishda uning og'irligi ham shunchalik katta bo'ladi.
Toʻrtinchidan, maʼlum hajmdagi havo molekulalari sonini, yaʼni uning ogʻirligini bevosita aks ettiruvchi atmosfera bosimi.
Ushbu omillarning kombinatsiyasi havoning og'irligiga qanday ta'sir qilishini tushunish uchun oddiy misolni olaylik: er yuzasiga yaqin joylashgan 25 ° C haroratdagi bir metr quruq kub havo massasi,1,205 kg ni tashkil qiladi, lekin agar biz 0 ° C haroratda dengiz yuzasiga yaqin havo hajmini hisobga olsak, uning massasi allaqachon 1,293 kg ga teng bo'ladi, ya'ni u 7,3% ga oshadi.
Havo zichligi balandligi bilan oʻzgarishi
Balandlik ortishi bilan havo bosimi pasayadi, mos ravishda uning zichligi va vazni kamayadi. Erda kuzatiladigan bosimdagi atmosfera havosi birinchi taxminiy gaz sifatida ideal gaz sifatida qaralishi mumkin. Demak, havo bosimi va zichligi ideal gazning holat tenglamasi orqali bir-biri bilan matematik bog‘langan: P=rRT/M, bu yerda P – bosim, r – zichlik, T – kelvindagi harorat, M - havoning molyar massasi, R - universal gaz doimiysi.
Yuqoridagi formuladan bosim P=P0+r qonuniga muvofiq o’zgarishini hisobga olib, havo zichligining balandlikka bog’liqligi formulasini olishingiz mumkin. gh, bu erda P 0 - yer yuzasidagi bosim, g - erkin tushish tezlashishi, h - balandlik. Bu formulani bosim o‘rniga oldingi ifodaga qo‘yib, zichlikni ifodalab, quyidagini olamiz: r(h)=P0M/(RT(h)+g(h) M h). Ushbu ifoda yordamida siz istalgan balandlikdagi havo zichligini aniqlashingiz mumkin. Shunga ko'ra, havoning og'irligi (to'g'rirog'i, massa) m(h)=r(h)V formulasi bilan aniqlanadi, bu erda V - berilgan hajm.
Zichlikning balandlikka bog’liqligi ifodasida erkin tushishning harorati va tezlashishi ham balandlikka bog’liqligini ko’rish mumkin. Agar biz 1-2 km dan ortiq bo'lmagan balandliklar haqida gapiradigan bo'lsak, oxirgi qaramlikni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Haroratga kelsak, ubalandlikka bog'liqlik quyidagi empirik ifoda bilan yaxshi tavsiflanadi: T(h)=T0-0, 65h, bu erda T0 yer yuzasiga yaqin havo harorati.
Har bir balandlik uchun zichlikni doimiy ravishda hisoblab chiqmaslik uchun quyida havoning asosiy xususiyatlarining balandlikka (10 km gacha) bogʻliqligi jadvali keltirilgan.
Qaysi havo eng og'ir
Havoning og'irligi qancha degan savolga javobni aniqlaydigan asosiy omillarni ko'rib chiqib, qaysi havo eng og'ir bo'lishini tushunishingiz mumkin. Muxtasar qilib aytganda, sovuq havo har doim issiq havodan ko'proq og'irlik qiladi, chunki ikkinchisining zichligi pastroq va quruq havo nam havodan ko'proq og'irlik qiladi. Oxirgi bayonotni tushunish oson, chunki havoning molyar massasi 29 g/mol, suv molekulasining molyar massasi esa 18 g/mol, ya'ni 1,6 marta kam.
Ma'lum sharoitlarda havo og'irligini aniqlash
Endi aniq muammoni hal qilaylik. Keling, 288 K haroratda 150 litr hajmni egallagan havoning og'irligi qancha degan savolga javob beraylik. 1 litr kub metrning mingdan bir qismi ekanligini hisobga oling, ya'ni 1 litr=0,001 m3.. 288 K haroratga kelsak, u 15 ° S ga to'g'ri keladi, ya'ni sayyoramizning ko'plab hududlari uchun xosdir. Keyingi qadam havo zichligini aniqlashdir. Buning ikkita usuli bor:
- Dengiz sathidan 0 metr balandlik uchun yuqoridagi formuladan foydalanib hisoblang. Bu holda r=1,227 kg/m qiymati olinadi3
- Yuqoridagi jadvalga qarang, u T0=288,15 K ga asoslangan. Jadvalda r=1,225 kg/m 3 qiymati mavjud..
Shunday qilib, biz bir-biriga mos keladigan ikkita raqamni oldik. Bir oz farq haroratni aniqlashda 0,15 K xatolik, shuningdek, havo hali ham ideal emas, balki haqiqiy gaz ekanligi bilan bog'liq. Shuning uchun, keyingi hisob-kitoblar uchun biz olingan ikkita qiymatning o'rtacha qiymatini olamiz, ya'ni r=1, 226 kg/m3.
Endi massa, zichlik va hajm oʻrtasidagi bogʻliqlik formulasidan foydalanib, biz quyidagilarni olamiz: m=rV=1.226 kg/m30.150 m3=0,1839 kg yoki 183,9 gramm.
Bunday sharoitlarda bir litr havoning ogʻirligi qancha ekanligiga ham javob berishingiz mumkin: m=1,226 kg/m30,001 m3=0,001226 kg yoki taxminan 1,2 gramm.
Nega havo bizni bosayotganini his qilmaymiz
1 m3 havoning og’irligi qancha? 1 kilogrammdan bir oz ko'proq. Sayyoramizning butun atmosfera jadvali og'irligi 200 kg bo'lgan odamga bosim o'tkazadi! Bu odamga juda ko'p muammolarni keltirib chiqarishi mumkin bo'lgan etarlicha katta havo massasi. Nega biz buni his qilmayapmiz? Buning ikkita sababi bor: birinchidan, tashqi atmosfera bosimiga qarshi turuvchi odamning o'zida ham ichki bosim mavjud, ikkinchidan, havo gaz bo'lib, barcha yo'nalishlarda teng bosim o'tkazadi, ya'ni barcha yo'nalishdagi bosimlar har birini muvozanatlashtiradi. boshqa.
