Ne znaju svi da je atmosferski tlak različit na različitim visinama. Postoji čak i poseban uređaj za mjerenje tlaka i nadmorske visine. Zove se barometar-visinomjer. U članku ćemo detaljno proučiti kako se atmosferski tlak mijenja s visinom i kakve veze s tim ima gustoća zraka. Razmotrimo ovu ovisnost na primjeru grafa.
Atmosferski tlak na različitim visinama
Atmosferski tlak ovisi o nadmorskoj visini. Kada se poveća za 12 m, tlak se smanjuje za 1 mm Hg. Ovu činjenicu možemo zapisati sljedećim matematičkim izrazom: ∆h/∆P=12 m/mm Hg. Umjetnost. ∆h je promjena nadmorske visine, ∆P je promjena atmosferskog tlaka s promjenom visine za ∆h. Što iz ovoga slijedi?
Formula pokazuje kako se atmosferski tlak mijenja s visinom. Dakle, ako se podignemo za 12 m, tada će se krvni tlak smanjiti za 12 mm Hg, ako za 24 m - ondana 2 mmHg. Dakle, mjerenjem atmosferskog tlaka može se procijeniti visina.
Milimetri žive i hektopaskali
U nekim problemima, pritisak se ne izražava u milimetrima žive, već u paskalima ili hektopaskalima. Napišimo gornju relaciju za slučaj kada je pritisak izražen u hektopaskalima. 1 mmHg Umjetnost.=133,3 Pa=1,333 hPa.
Sada izrazimo omjer nadmorske visine i atmosferskog tlaka ne u milimetrima žive, već u hektopaskalima. ∆h/∆P=12 m/1, 333 hPa. Nakon izračuna dobivamo: ∆h/∆P=9 m/hPa. Ispada da kada se podignemo 9 metara, tlak se smanjuje za jedan hektopaskal. Normalni tlak je 1013 hPa. Zaokružimo 1013 na 1000 i pretpostavimo da je to točno BP na površini Zemlje.
Ako se popnemo 90 metara, kako se atmosferski tlak mijenja s visinom? Smanjuje se za 10 hPa, za 90 m - za 100 hPa, za 900 m - za 1000 hPa. Ako je tlak na tlu 1000 hPa, a mi smo se popeli 900 m gore, tada je atmosferski tlak postao nula. Dakle, ispada da atmosfera završava na visini od devet kilometara? Ne. Na takvoj visini ima zraka, tamo lete avioni. Dakle, u čemu je dogovor?
Odnos između gustoće zraka i nadmorske visine. Značajke
Kako se atmosferski tlak mijenja s visinom blizu Zemljine površine? Gornja slika je već odgovorila na ovo pitanje. Što je visina veća, to je gustoća zraka manja. Sve dok smo blizu površine zemlje, promjena gustoće zraka je neprimjetna. Stoga za svakupo jedinici visine, tlak se smanjuje za otprilike istu vrijednost. Dva izraza koja smo ranije zapisali treba uzeti kao točna samo ako smo blizu površine Zemlje, ne više od 1-1,5 km.
Grafikon koji pokazuje kako se atmosferski tlak mijenja s visinom
Sad prijeđimo na vidljivost. Napravimo graf ovisnosti atmosferskog tlaka u odnosu na visinu. Na nultoj visini P0=760 mm Hg. Umjetnost. Zbog činjenice da se s povećanjem nadmorske visine tlak smanjuje, atmosferski zrak će biti manje komprimiran, njegova gustoća će postati manja. Stoga se na grafikonu ovisnost tlaka o visini neće opisati ravnom linijom. Što to znači?
Kako se atmosferski tlak mijenja s visinom? Iznad zemlje? Na nadmorskoj visini od 5,5 km smanjuje se za 2 puta (R0/2). Ispada da ako se popnemo na istu visinu, to jest 11 km, pritisak će se smanjiti za još jednu polovicu i bit će jednak R0/4, itd.
Spojimo točke i vidjet ćemo da graf nije ravna linija, već krivulja. Zašto se, kada smo zapisali relaciju ovisnosti, činilo da atmosfera završava na visini od 9 km? Smatrali smo da je graf ravan na svim visinama. To bi bio slučaj da je atmosfera tekuća, odnosno da je njezina gustoća konstantna.
Važno je razumjeti da je ovaj graf samo dio ovisnosti na malim visinama. Ni u jednoj točki na ovoj liniji tlak ne pada na nulu. Čak iu dubokom svemiru postoje molekule plina, kojih, međutim, nemaodnos prema zemljinoj atmosferi. Ne postoji apsolutni vakuum, praznina ni u jednoj točki Univerzuma.
