Атмосферное давление на различных высотах. 7 класс
Атмосферное давление на различных высотах. 7 класс
1. Почему атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты подьема над уровнем Земли?
Газы сильно сжимаемы.
Чем сильнее сжат газ, тем больше его плотность, тем большее давление он производит.
Слои воздуха у поверхности Земли сжаты всеми вышележащими слоями воздуха, находящимися над ними.
Но чем выше от поверхности слой воздуха, тем слабее он сжат, тем меньше его плотность.
Следовательно, тем меньшее давление он производит.
Например:
Воздушный шарик, наполнили водородом у поверхности Земли,
Давление газа внутри шарика и внешнего атмосферного давления уравновесились.
Шарик выпустили, он стал
подниматься над Землей.
По мере подъема давление атмосферного воздуха на шар становится меньше.
Почему?
Так как высота столба воздуха над ним уменьшается
И так как с высотой уменьшается плотность воздуха.
Что в результате?
Давление воздуха внутри шарика становится больше атмосферного давления.
Воздушный шшарик раздувается.
2. Какое атмосферное давление называют нормальным?
Атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм рт. ст.
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре О °С, называется нормальным атмосферным давлением.
Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. = 101 300 Па = 1013 гПа.
Чем больше высота над уровнем моря, тем давление меньше.
При небольших подъемах в среднем на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст. (или на 1,33 гПа).
Например:
У подножия горы барометр показывает 760 мм рт. ст., а на вершине 722 мм рт. ст.
Какова примерно высота горы?
Атмосферное давление изменилось на: 760 мм рт.ст — 722 мм рт.ст. = 38 мм рт.ст
Если на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст., тогда: 12м х 38 = 456 м
Высота горы составляет 456 метров.
3. Как называют прибор для измерения высоты по атмосферному давлению?
По изменению показаний барометра можно определить высоту над уровнем моря.
Существуют приборы, которые называются
высотомерами.
Это барометры-анероиды, имеющие измененную шкалу, по которой можно непосредственно отсчитать высоту.
Их применяют в авиации и при подъемах на горы.
Следующая страница — смотреть
Назад в «Оглавление» — смотреть
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 P0=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 (Р0/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р0/4 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.
Давление атмосферное на различной высоте
Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря показана в табл. 11-2. Значения атмосферного давления на различной высоте, приведенные к 0°С, см. на стр. 25.
[c.418] Современные летательные аппараты представляют собой сложные машины, которые работают в различных метеорологических и климатических условиях. Топливные, масляные, гидравлические системы и отдельные узлы и агрегаты должны сохранять свою работоспособность при различных нагрузках и температурах от —60 до нескольких сот градусов выше нуля как при атмосферном давлении на земле, так и на высоте 10—20 км. Стремление получить большие мощности при малом весе двигателя и грузоподъемность при малом весе конструкции летательного аппарата приводит к максимально возможному увеличению скоростей относительного перемещения контактирующих деталей и контактных напряжений.
[c.3]
Высота всасывания уменьшается с уменьшением атмосферного давления, а так как атмосферное давление на различных высотах от уровня моря различно, то это обстоятельство при
[c.77] В термостате 5 температура поддерживалась ниже комнатной, во избежание конденсации серного ангидрида в различных частях прибора, и сохранялась постоянной (большой толуоловый терморегулятор) с точностью до 0.02° С. Измерение давления в приборе осуществлялось с помощью манометров 12 я 13 я принималось равным разности между атмосферным давлением 13) и высотой столба ртути в /2 отсчеты делались при помощи катетометра с точностью до [c.26]
Процессы дистилляции и ректификации давно применяются в различных отраслях промышленности. Накоплен значительный опыт по разработке теории, а также по технологическому и аппаратурному оформлению этих процессов. Промышленностью нашей страны и другими промышленно развитыми странами выпускаются десятки различных типов оборудования — дистилляционных кубов и ректификационных колонн. Однако большинство из них непригодно для работы под вакуумом при давлениях менее 65-10 Па. С понижением давления в аппаратуре факторы, несущественные при атмосферном и повышенном давлениях, приобретают решающую роль. Основные из этих факторов — падение давления в аппаратах и время пребывания в них обрабатываемых смесей. Чем больше гидравлическое сопротивление ректификационной колонны, тем больше изменение давления, а следовательно, и температуры кипения по ее высоте. При малых давлениях вверху колонны, например (4н-6,5)10 Па, значительное гидравлическое сопротивление приводит, помимо указанного, к большому изменению объемного расхода пара по высоте, а следовательно, и к существенному изменению гидродинамической обстановки, что препятствует эффективному проведению процесса массообмена. В дистилляционных кубах, работающих при низких давлениях, резко возрастает относительное влияние гидростатического давления и конструкции аппаратов, которые, будучи эффективными при атмосферном и повышенных давлениях, для процессов, проводимых под вакуумом, оказываются непригодными. Таким образом, разделение смесей под вакуумом диктует принципиально новые требования к технологическому и аппаратурному оформлению процессов, которые должны обеспечивать получение продуктов заданного качества при допустимых температурах и времени пребывания в обстановке термического воздействия.
[c.6]
Высота подъема жидкости в трубке под действием атмосферного давления для различных жидкостей будет неодинакова. Чем легче жидкость, тем больше, очевидно, будет высота ее столба, уравновешивающего давление атмосферы. Так например вода, которая значительно легче ртути, поднимается на соответственно большую высоту. Величину давления атмосферы часто выражают высотой столба жидкости—-воды или ртути, уравновешивающего атмосферное давление. Под действием атмосферного давления вода в трубке поднимается на высоту около 10 м (точнее 10,33 м). Ртуть в 13,6 раза тяжелее воды и поэтому поднимается в тр /бке под действием атмосферного давления на высоту 10,33 м 13,6 = 0,76 л = 76 см.
[c.22] Высота подъема жидкости в трубке под действием атмосферного давления для различных жидкостей будет неодинакова. Чем легче жидкость, тем больше, очевидно, будет высота ее столба, уравновешивающего давление атмосферы. Так, наиример, вода, которая значительно легче ртути, поднимается на соответственно большую высоту. Величину давления атмосферы часто выражают высотой столба жид- [c.24]
Высота всасывания уменьшается с уменьшением атмосферного давления, а так как атмосферное давление на различных высотах от уровня моря различно, то это обстоятельство необходимо учитывать при установке насосов. Так, на высоте 2000 м от уровня моря атмосферное давление составляет всего около 8,1 м вод. ст.
[c.91]
Давление воздуха в различные дни и в разных местах неодинаково. Тем не менее давление воздуха всегда близко к 760 мм рт. ст. Поэтому атмосферное давление является удобным, хотя и приблизительным, нормальным давлением. Однако для многих целей это давление недостаточно постоянно. По международному соглашению, нормальным давлением для газов является давление столба ртути высотой 760 мм. Это нормальное давление часто записывают просто как одну атмосферу (1 атм).
[c.81]
Представьте себе, что у Вас есть две сосисочные — на стадионах в Хьюстоне и Денвере. Знаете ли Вы, что для того, чтобы вскипятить воду и сварить в ней сосиски, ее надо будет нагреть, в среднем, до 100°С в Хьюстоне и только до 99°С в Денвере Дело в том, что атмосферное давление в этих двух местах различно, так как различна высота над уровнем моря. Когда говорят, что воздух в горах разрежен, то имеют в виду, что он менее плотный, это и значит, что давление меньше. [c.44]
По этой формуле можно рассчитать изменение концентрации (давления) с высотой. Так, из формулы следует, что атмосферное давление на высоте 5 км уменьшается в 2 раза. Уравнение (2) должно быть справедливо для любой дисперсной системы, частицы которой находятся в тепловом движении, в том числе и для коллоидных систем. Только в этом случае отношение давлений газа на различных высотах pjp удобнее заменить отношением числа частиц в единице объема (частичная концентрация) на тех же уровнях. Кроме того, необходимо сделать поправку на потерю веса в среде (закон Архимеда)
[c.218]
В работе [72] изучена гидродинамика и эффективность ректификационной очистки треххлористого бора в насадочной колонне диаметром 40 мм, выполненной из фторопласта. Куб — с внешним электрообогревом из кварца. Пары охлаждались последовательно в водяном (-[-4 °С) и фреоновом (—30 °С) холодильниках. Колонна работала при атмосферном давлении. Была изучена гидродинамика и эффективность колонны при различных режимах ее работы для двух типов насадки насадки Левина из нержавеющей стали с размером элемента 2 X 2 X 0,2 мм и колец Рашига из фторопласта с размером 5 X 5 X 1,0 мм. Высота слоя иасадки составляла 1200 мм. Эффективность колонны определ
Стандартная атмосфера — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Международная стандартная атмосфера (сокр. МСА, англ. ISA) — условное вертикальное распределение температуры, давления и плотности воздуха в атмосфере Земли принятое международной организацией по стандартизации. До высоты 80 км параметры атмосферы соответствуют средним для географической широты 45°. Основой для расчёта параметров МСА служит барометрическая формула, с определёнными в стандарте параметрами.
Для МСА принимают следующие условия: давление воздуха на среднем уровне моря при температуре 15 °C равно 1013 мбар (101,3 кН/м² или 760 мм рт. ст.), температура уменьшается по вертикали с увеличением высоты на 6,5 °C на 1 км до уровня 11 км (условная высота начала тропопаузы), где температура становится равной −56,5 °C и почти перестаёт меняться.
Параметры стандартной атмосферы Земли[править | править код]
| Высота, H, м
|
Температура, Т, К
|
Скорость звука, a, м/с
|
Давление, P, Па
|
Плотность, кг/м³
|
Кинематическая вязкость, м²/c
|
|---|
| -2000 |
301,2 |
347,9 |
127783 |
1,4782 |
1,2525⋅10−5 |
| -1500 |
297,9 |
346,0 |
120696 |
1,4114 |
1,3009⋅10−5 |
| -1000 |
294,7 |
344,1 |
113931 |
1,3470 |
1,3516⋅10−5 |
| -500 |
291,4 |
342,2 |
107478 |
1,2849 |
1,4048⋅10−5 |
| 0 |
288,2 |
340,3 |
101330 |
1,2250 |
1,46⋅10−5 |
| 500 |
284,9 |
338,4 |
95464 |
1,1673 |
1,52⋅10−5 |
| 1000 |
281,7 |
336,4 |
89877 |
1,1117 |
1,58⋅10−5 |
| 1500 |
278,4 |
334,5 |
84559 |
1,0581 |
1,65⋅10−5 |
| 2000 |
275,2 |
332,5 |
79499 |
1,0065 |
1,71⋅10−5 |
| 2500 |
271,9 |
330,6 |
74690 |
0,9569 |
1,79⋅10−5 |
| 3000 |
268,7 |
328,6 |
70123 |
0,9093 |
1,86⋅10−5 |
| 4000 |
262,2 |
324,6 |
61661 |
0,8194 |
2,03⋅10−5 |
| 5000 |
255,7 |
320,6 |
54052 |
0,7365 |
2,21⋅10−5 |
| 6000 |
249,2 |
316,5 |
47217 |
0,6601 |
2,42⋅10−5 |
| 7000 |
242,7 |
312,3 |
41106 |
0,59 |
2,65⋅10−5 |
| 8000 |
236,2 |
308,1 |
35653 |
0,5258 |
2,9⋅10−5 |
| 9000 |
229,7 |
303,9 |
30801 |
0,4671 |
3,2⋅10−5 |
| 10 000 |
223,3 |
299,6 |
26500 |
0,4135 |
3,53⋅10−5 |
| 11 000 |
216,8 |
295,2 |
22700 |
0,3648 |
3,9⋅10−5 |
| 12 000 |
216,7 |
295,1 |
19399 |
0,3119 |
4,56⋅10−5 |
| 14 000 |
216,7 |
295,1 |
14170 |
0,2279 |
6,24⋅10−5 |
| 16 000 |
216,7 |
295,1 |
10353 |
0,1665 |
8,54⋅10−5 |
| 18 000 |
216,7 |
295,1 |
7565 |
0,1216 |
1,17⋅10−4 |
| 20 000 |
216,7 |
295,1 |
5529 |
0,0889 |
1,6⋅10−4 |
| 24 000 |
220,6 |
297,7 |
2971 |
0,0469 |
3,07⋅10−4 |
| 28 000 |
224,5 |
300,4 |
1616 |
0,0251 |
5,84⋅10−4 |
| 32 000 |
228,5 |
303 |
889 |
0,0136 |
1,1⋅10−3 |
| 36 000 |
239,3 |
310,1 |
499 |
7,26⋅10−3 |
2,13⋅10−3 |
| 40 000 |
250,4 |
317,2 |
287 |
4,00⋅10−3 |
4,01⋅10−3 |
| 50 000 |
270,7 |
329,8 |
80 |
1,03⋅10−3 |
0,0166
|
| 60 000 |
247 |
315,1 |
22 |
3,00⋅10−4 |
0,0511
|
| 80 000 |
198,6 |
282,5 |
1 |
1,85⋅10−5 |
0,716
|
| 100 000 |
196,6 |
|
3,19⋅10−2 |
5,55⋅10−7 |
|
| 150 000 |
627,6 |
|
4,49⋅10−4 |
2,00⋅10−9 |
|
| 200 000 |
854,4 |
|
8,53⋅10−5 |
2,52⋅10−10 |
|
| 300 000 |
970,4 |
|
8,72⋅10−6 |
1,92⋅10−11 |
|
| 500 000 |
997,9 |
|
3,02⋅10−7 |
5,21⋅10−13 |
|
| 700 000 |
1000 |
|
3,19⋅10−8 |
3,07⋅10−14 |
|
| 1 000 000 |
1000 |
|
7,51⋅10−9 |
3,56⋅10−15 |
|
- ГОСТ 4401-81 «Атмосфера стандартная. Параметры».
