Меню

Атмосферное давление уменьшается при подъеме вверх потому что

Как с высотой изменяется атмосферное давление. Формула, график

Не все знают, что на разной высоте давление атмосферы отличается. Существует даже специальный прибор для измерения и давления, и высоты. Называется он барометр-альтиметр. В статье мы подробно изучим, как с высотой изменяется атмосферное давление и при чем тут плотность воздуха. Рассмотрим эту зависимость на примере графика.

Давление атмосферы на разных высотах

Атмосферное давление зависит от высоты. При ее увеличении на 12 м давление уменьшается на 1 мм ртутного столба. Этот факт можно записать с помощью такого математического выражения: ∆h/∆P=12 м/мм рт. ст. ∆h — это изменение высоты, ∆P — изменение атмосферного давления при изменении высоты на ∆h. Что из этого следует?

Из формулы видно, как с высотой изменяется атмосферное давление. Значит, если мы поднимемся на 12 м, то АД уменьшится на 12 мм ртутного столба, если на 24 м — то на 2 мм ртутного столба. Таким образом, измеряя атмосферное давление, можно судить о высоте.

Миллиметры ртутного столба и гектопаскали

В некоторых задачах давление выражается не в миллиметрах ртутного столба, а в паскалях или гектопаскалях. Запишем вышеприведенное соотношение для случая, когда давление выражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.

Теперь выразим соотношение высоты и атмосферного давления не через миллиметры ртутного столба, а через гектопаскали. ∆h/∆P=12 м/1,333 гПа. После вычисления получим: ∆h/∆P=9 м/гПа. Выходит, что когда мы поднимаемся на 9 метров, то давление уменьшается на один гектопаскаль. Нормальное давление — это 1013 гПа. Округлим 1013 до 1000 и примем, что на поверхности Земли именно такое АД.

Если мы поднимаемся на 90 м, как с высотой изменяется атмосферное давление? Оно уменьшается на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м — на 1000 гПа. Если на земле давление в 1000 гПа, а мы поднялись на 900 м вверх, то атмосферное давление стало нулевым. Так что, получается что атмосфера заканчивается на девятикилометровой высоте? Нет. На такой высоте есть воздух, там летают самолеты. Так в чем же дело?

Связь плотности воздуха и высоты. Особенности

Как с высотой изменяется атмосферное давление вблизи поверхности Земли? На этот вопрос уже ответила картинка выше. Чем больше высота, тем меньше плотность воздуха. Покуда мы находимся недалеко от поверхности земли, изменение плотности воздуха незаметно. Поэтому на каждую единицу высоты давление уменьшается примерно на одно и тоже значение. Два записанные нами ранее выражения нужно воспринимать как правильные, только если мы находимся недалеко от поверхности Земли, не выше 1-1,5 км.

График, показывающий как атмосферное давление изменяется с высотой

Теперь перейдем к наглядности. Построим график зависимости давления атмосферы от высоты. При нулевой высоте P=760мм рт. ст. Из-за того, что с ростом высоты давление уменьшается, атмосферный воздух будет менее сжат, его плотность станет меньше. Поэтому на графике зависимость давления от высоты не будет описываться прямой линией. Что это значит?

Как с высотой изменяется атмосферное давление? Над поверхностью земли? На высоте 5,5 км оно уменьшается в 2 раза (Р/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р/4 и т. д.

Соединим точки, и мы увидим, что график — это не прямая, а кривая. Почему, когда мы записывали соотношение зависимости, складывалось впечатление, что на высоте 9 км атмосфера заканчивается? Мы считали, что график является прямой на любых высотах. Это было бы так, если бы атмосфера была жидкой, то есть если бы ее плотность была постоянной.

Важно понимать, что этот график является лишь фрагментом зависимости на малых высотах. Ни на какой точке этой линии давление не снижается до нуля. Даже в глубоком космосе существуют молекулы газов, которые, правда, не имеют отношение к земной атмосфере. Ни в одной точке Вселенной не существует абсолютного вакуума, пустоты.

Читайте также:  Какое давление у человека когда он умирает

Источник

Альпинисты поднимаются к вершине горы, как изменяется атмосферное давление по мере их движения?

Нормальное атмосферное давление у поверхности мирового океана составляет 760 мм ртутного столба. По мере движения вверх, атмосферное давление уменьшается. Но эта зависимость нелинейная. При небольших высотах близко к поверхности земли принято считать, что давление падает на 1 мм ртутного столба на каждые 10-12 метров подъема. Чем выше, тем падение будет меньшим. Точная формула падения давления с высотой описана здесь https://ru.wikipedia.org/wiki/Барометрическая_формула.

1 3 · Хороший ответ

Если вертолет зависнет в воздухе на 12 часов, приземлится ли он в диаметрально противоположной точке земного шара?

Конечно же нет, потому что вертолет летит в воздухе атмосферы, а атмосфера вращается вместе с поверхностью Земли. Если бы поверхность Земли двигалась в неподвижном, например относительно Космоса воздухе, то на поверхности бы был поистине ураганный ветер — около полутора тысяч километров в час.

1 0 1 · Хороший ответ

Выживу ли я, прыгнув из самолета в океан, пролетая на высоте 1000 метров?

Шансы у вас ну оооочень маленькие почти исчезающие.

Во-первых, оказавшись посреди океана вы скорее всего умрете безотносительно того, как вы там оказались, просто утонете рано или поздно. Но опустим этот момент.

Во-вторых, не так важно с какой высоты вы падаете, если это высота больше примерно 600 метров (или даже меньше в зависимости от позы падения), поскольку достигните максимальной скорости падения (при которой гравитационное притяжение Земли будет уравновешено сопротивлением воздуха и согласно II закону Ньютона вы перестанете ускоряться). Так что будет это километр или 800 метров, или 10 км — никакой разницы нет.

В-третьих, что касается скорости. Она очень сильно зависит от того, в какой позе вы будете падать (собственно, от этого будет зависеть сопротивление воздуха). Если вы будете падать, лежа горизонтально и раскинув руки и ноги (максимизируя свою площадь) — то скорость будет примерно 192 км/ч, если будете падать вертикально, можете превысить 280 км/ч. В любом случае на такой скорости удара вода уже перестает представлять из себя ньютоновскую жидкость и мягкой посадки точно не будет, но 192 км/ч значительно лучше 280.

В-четвертых, вашей главной проблемой на такой скорости будет поверхностное натяжение воды, из-за которого вода по ощущениям становится как бетон. Чтобы преодолеть это натяжение, вам нужно коснуться воды наименьшей возможной площадью (чтобы максимизировать давление). Безопаснее всего это сделать, входя ногами вперед (т.к. тогда вы не рискуете повредить голову если вдруг что-то пойдет чуть-чуть не так).

Исходя из всего вышеперечисленного, наибольшие шансы первичного выживания (без учета проблемы п.1) у вас при следующем сценарии: вы падаете с высоты, распластавшись горизонтально животом и лицом вниз (чтобы видеть, куда летите), раскинув руки и ноги и всеми способами пытаетесь увеличить свою площадь перпендикулярную падению, в последние секунды перед входом в воду вы в падении переворачиваетесь в позу «солдатика» (желательно вытянув руки вверх, чтобы локтями прикрыть голову и сложив ладони), носки ног вытягиваете как можно сильнее, и чуть-чуть откланяетесь назад. В этом случае у вас есть шанс сравнительно безопасно преодолеть поверхностное натяжение, а затем из-за наклона, вас утащит под воду не строго вниз, а по дуге, и в итоге вы окажетесь ближе к поверхности. Ноги у вас гарантировано (99.9%) будут сломаны, скорее всего в нескольких местах, ребра вероятно тоже (просто от резкого перепада давления), но может будете живы на этот момент.

Источник

5. Атмосфера

1. На рисунке 25 в виде диаграммы представлен газовый состав атмосферы Земли. Подпишите названия газов и их долю в составе воздуха (в процентах).

Читайте также:  Что является чувствительными элементами датчиков давления

2. Какова роль некоторых газов воздуха для жизни на Земле? Заполните таблицу 13.

3. Каково значение атмосферы для Земли? Дополните схему 17.

4. На рисунке 26 подпишите слои атмосферы и укажите высоту их верхних границ.

5. Отметьте характеристики тропосферы красным карандашом, стратосферы — синим.

6.Выберите правильный вариант ответа.
При подъёме вверх на каждый километр температура воздуха в тропосфере понижается на:
в) 6 °С.

7. Какова температура воздуха за бортом самолёта, если высота полёта 7 км, а температура у поверхности Земли +20 °С?
Узнаем, на сколько изменится температура воздуха:
7 км * 6° = 42°
Какая температура на высоте?
+20°-42°= — 22°

8. Можно ли в горах на высоте 2,5 км встретить летом ледники, если у подножий гор температура +25 °С? Почему?
Нет, так как горы невысокие, а температура воздуха у подножия большая.
2,5 * 6 =15°
25 – 15 = +10°

9. Подпишите на рисунке 27 сезоны года в каждом полушарии в зависимости от положения Земли на орбите вокруг Солнца.

10. Пользуясь рисунком 28 (а и б), ответьте на вопросы.

а) Под каким углом падают солнечные лучи на разных широтах? Заполните таблицу 14.

б) Какому сезону года — зиме или лету — соответствуют рисунки 28, а и 28, б? (Определите для Северного и Южного полушарий.)

11. Выберите правильный вариант ответа.
Параллель, на которой солнечные лучи падают отвесно один раз в год — 22 июня, называется:
в) Северным тропиком (23,5° с. ш.).

12. Параллель, на которой один раз в год — 22 июня бывает полярная ночь, называется:
г) Южным полярным кругом (66,5° ю. ш.).

13. Закрасьте на рисунке 29 жаркий пояс освещённости красным карандашом, умеренные пояса — зелёным, холодные — голубым.

14. Закончите предложение.
Разница между самыми низкими и самыми высокими показателями температуры называется амплитудой температур.

15. Пользуясь данными таблицы 15, вычислите средние годовые температуры воздуха и годовую амплитуду температур для городов Санкт-Петербург и Сочи.

16. Пользуясь данными таблицы 16, постройте график годового хода температуры воздуха (рис. 30).

Ответьте на вопросы.
а) Какой месяц на этой территории самый холодный, а какой — самый тёплый?

Самый холодный – январь. Самый теплый – июль.
б) В каком полушарии находится данная территория — в Северном или Южном?
В Северном, так как в летние месяцы температуры воздуха выше.
в) В каком поясе освещённости — жарком, умеренном или холодном — находится территория?
В умеренном.

17. Закончите предложение.
Линии на картах, соединяющие точки с одинаковой средней температурой воздуха за определённый промежуток времени, называются изотермами.

18. Заполните таблицу 17, вычислив относительную влажность воздуха.

19. Пользуясь рисунком 89 учебника, ответьте на вопросы.
а) Какова относительная влажность воздуха, если абсолютная составляет 3,6 г в 1 м3 при температуре +10°С?
При +10°С в воздухе может удержаться 9 г воды, а 3,6 г составляет 40%.
б) Сколько граммов воды выделится из 1 м3 насыщенного водяным паром воздуха с температурой +20 °С при его охлаждении до 0 °С?
При +20 °С в воздухе -17 г воды, при 0 °С – 5 г. 17-5=12(г)
в) Сколько граммов воды может дополнительно поглотить 1 м3 насыщенного водяным паром воздуха с температурой +10 °С, если его нагреть до +30 °С?
При +10 °С в воздухе 9 г воды, при 30°С – 30 г.
30 – 9 = 21 (г)

20. Пользуясь рисунком 89 учебника, вычислите абсолютную влажность воздуха, если его относительная влажность составляет 30% при температуре +10 °С.
При +10 °С в воздухе содержится 9 г воды. 30% от 9 составляет 2,7 г.

21. На схеме 18 с помощью стрелок установите соответствие между понятиями и их определениями.

Читайте также:  Резко повышается давление что принимать

22. Определите, какие типы облаков изображены на рисунке 31 цифрами 1—3.
1. Слоистые
2. Перистые
3. Кучевые

23. На схеме 19 с помощью стрелок установите соответствие между степенью облачности и условными знаками, которые применяют для обозначения облачности в дневниках наблюдений за погодой.

24. Подпишите, какие виды осадков обозначены различными условными знаками на рисунке 32.

25. Пользуясь данными таблицы 18, постройте на рисунке 33 столбчатую диаграмму распределения осадков по месяцам года и подсчитайте годовое количество осадков.

26. Закончите предложение.
Сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней предметы, называется атмосферным давлением.

27. Атмосферное давление измеряют с помощью:
в) барометра.

28. Какие причины, влияющие на атмосферное давление, вы знаете? Дополните схему 20.

29. Определите относительную высоту холма, если у его подножия атмосферное давление 750 мм рт. ст., а на вершине — 745 мм рт. ст.
Находим разность давления 750 – 745=5(мм рт. ст.)
10,5*5 =52 (м)

30. Закончите предложение.
Атмосферное давление уменьшается при подъёме вверх, потому что уменьшается вес столба воздуха, который давит на земную поверхность.

31. Закончите предложение.
Атмосферное давление уменьшается при повышении температуры и увеличивается при её понижении, потому что при нагревании воздух расширяется, становится легким и давит на поверхность с меньшей силой. При охлаждении он сжимается, становится более тяжелым, и давление возрастает.

32. Выберите правильный вариант ответа.
Ветром называется движение воздуха:
в) вдоль земной поверхности из области высокого давления в область более низкого давления.

33. Пользуясь данными наблюдений за направлением ветра в течение месяца, представленными в таблице 19, постройте на рисунке 34 розу ветров.

34. По рисунку 35 определите, над каким участком земной поверхности (А или Б) атмосферное давление выше зимой, а над каким — летом.

35. Обозначьте на рисунке 36 (а и б) стрелками направление ветра.

Этот ветер называется бриз.
1. Зимой давление выше над участком А
2. Летом давление выше над участком Б.
Почему?
Летом континент нагревается быстрее, над ним формируется область низкого давления, океан нагревается медленнее, поэтому над ним область высокого давления. Зимой наоборот.

36. Выберите правильный вариант ответа.
Ветры, образующиеся на побережьях морей и океанов и меняющие направление на противоположное два раза в год, называются:
б) муссонами.

37. Какое значение для природы имеют муссоны, которые зимой дуют с континентов на океаны, а летом — с океанов на континенты?
Летние муссоны приносят с океана много осадков, что благоприятно сказывается на растительном мире. Зимний муссон приходит с континента и приносит похолодание и сухость.

38. Рассмотрите рисунок 37.

У какого из ветров (А или Б) скорость выше? Почему?
Скорость ветра будет выше у ветра А, потому что у него больше разница давления.

39. Выберите правильный вариант ответа.
Состояние атмосферы в данное время в данном месте называется:
в) погодой.

40. Какие элементы погоды и единицы их измерения вы знаете? Заполните таблицу 20.

41.Назовите главные причины разнообразия и изменчивости погоды. Дополните схему 21.

42. Отметьте красным карандашом характеристики воздушной массы, сформировавшейся над Северным Ледовитым океаном, а синим — над тропической пустыней Сахара.

43. Закончите предложение.
Характерный для территории многолетний режим погоды называется климатом.

44. Пользуясь климатической картой мира (рис. 109 учебника), заполните таблицу 21.

45. Какие опасные атмосферные явления вы знаете? Заполните таблицу 22.

46. Каковы главные источники загрязнения атмосферы? Дополните схему 22.

47. Чем опасно повышение содержания углекислого газа в атмосфере?
Увеличение содержания углекислого газа приводит к возникновению парникового эффекта, а это в свою очередь к повышению температуры, таянию ледников, повышению уровня Мирового океана, исчезновения некоторых видов животных, повышение заболеваемости среди людей.

Источник

Adblock
detector