ግፊት ከቁመት ጋር፡ባሮሜትሪክ ቀመር

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

ብዙ ሰዎች ከፍታ ሲጨምር የአየር ግፊት እንደሚቀንስ ያውቃሉ። የአየር ግፊት በከፍታ ለምን እንደሚቀንስ የሚለውን ጥያቄ አስቡበት፣ የግፊት በቁመት ላይ የሚኖረውን ፎርሙላ ስጡ እና የተገኘውን ቀመር በመጠቀም ችግሩን የመፍታት ምሳሌን አስቡ።

አየር ምንድን ነው?

አየር የፕላኔታችንን ከባቢ አየር የሚያካትት ቀለም የሌለው የጋዞች ድብልቅ ነው። በውስጡ ብዙ የተለያዩ ጋዞችን ይይዛል፡ ዋና ዋናዎቹ ናይትሮጅን (78%)፣ ኦክሲጅን (21%)፣ argon (0.9%)፣ ካርቦን ዳይኦክሳይድ (0.03%) እና ሌሎችም።

ከፊዚክስ እይታ አንጻር፣በምድር ላይ ባሉ ሁኔታዎች ውስጥ የአየር ባህሪ ለሀሳባዊ ጋዝ ህግጋትን ያከብራል -የጋዝ ሞለኪውሎች እና አቶሞች እርስበርስ የማይገናኙበት ሞዴል፣ በመካከላቸው ያለው ርቀት ከስፋታቸው ጋር ሲወዳደር በጣም ትልቅ ነው፣ እና በክፍል ሙቀት ውስጥ ያለው የመንቀሳቀስ ፍጥነት 1000 ሜ/ሰ ነው።

የአየር ግፊት

በከፍታ ላይ የሚኖረው ጫና ጥገኝነት ጥያቄን ከግምት ውስጥ በማስገባት ምን እንደሚወክል ማወቅ አለቦትከአካላዊ እይታ አንጻር የ "ግፊት" ጽንሰ-ሐሳብ ነው. የአየር ግፊት የአየር አምድ በላዩ ላይ የሚጫንበት ኃይል እንደሆነ ይገነዘባል. በፊዚክስ፣ በፓስካል (ፓ) ይለካል። 1 ፓ ማለት የ1 ኒውተን (N) ሃይል በ1 m22 ላይ በቀጥታ ይተገበራል። ስለዚህ የ 1 ፓ ግፊት በጣም ትንሽ ግፊት ነው።

በባህር ደረጃ የአየር ግፊቱ 101,325 ፓ ወይም፣ ማጠጋጋት፣ 0.1 MPa። ይህ ዋጋ የ 1 ከባቢ አየር ግፊት ይባላል. ከላይ ያለው አኃዝ በ1 ሜትር 2 ላይ በ100 ኪ.ወ ሃይል የአየር መጭመቂያዎች ላይ እንዳለ ይናገራል! ይህ ትልቅ ኃይል ነው, ነገር ግን አንድ ሰው በእሱ ውስጥ ያለው ደም ተመሳሳይ ጫና ስለሚፈጥር አንድ ሰው አይሰማውም. በተጨማሪም አየር ፈሳሽ ነገሮችን (ፈሳሾችም የእነርሱ ናቸው) ያመለክታል. እና ይህ ማለት በሁሉም አቅጣጫዎች ተመሳሳይ ጫና ይፈጥራል ማለት ነው. የመጨረሻው እውነታ እንደሚያሳየው የከባቢ አየር ግፊት በአንድ ሰው ላይ ከተለያዩ አቅጣጫዎች የሚኖረው ግፊት እርስ በርስ የሚካካስ ነው.

በከፍታ ላይ ያለው ግፊት ጥገኛ

በፕላኔታችን ዙሪያ ያለው ከባቢ አየር የሚይዘው በመሬት ስበት ነው። ከፍታ መጨመር ጋር ለአየር ግፊት መውደቅም የስበት ሃይሎች ተጠያቂ ናቸው። በፍትሃዊነት, የምድር ስበት ብቻ ሳይሆን የግፊት መቀነስን እንደሚያስከትል ልብ ሊባል ይገባል. እንዲሁም የሙቀት መጠኑን መቀነስ እንዲሁ አስተዋጽኦ ያደርጋል።

አየሩ ፈሳሽ ስለሆነ ለእሱ የሃይድሮስታቲክ ፎርሙላውን በመጠቀም በጥልቅ ግፊት (ቁመት) ማለትም ΔP=ρgΔh ሲሆን፡ ΔP የግፊት መጠን ነው። መለወጥቁመትን በ Δh ሲቀይሩ ፣ ρ - የአየር ጥግግት ፣ g - የነፃ ውድቀት ማጣደፍ።

አየሩ ተስማሚ ጋዝ ከመሆኑ አንጻር ρ=Pm/(kT)፣ m የ1 ሞለኪውል ብዛት፣ T የሙቀት መጠኑ፣ k ነው። የቦልትማን ቋሚ ነው።

ከላይ ያሉትን ሁለቱን ቀመሮች በማጣመር ለግፊት እና በቁመት የተገኘውን እኩልታ በመፍታት የሚከተለውን ቀመር ማግኘት ይቻላል፡- P_h=P_0e-mgh/(kT) ^{የት P}h _{እና P}0_{- በከፍታ ላይ ግፊት እና በባህር ደረጃ ፣ በቅደም ተከተል። የተገኘው አገላለጽ ባሮሜትሪክ ቀመር ይባላል. እንደ ከፍታ ተግባር የከባቢ አየር ግፊትን ለማስላት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።}

አንዳንድ ጊዜ ለተግባራዊ ዓላማዎች የተገላቢጦሹን ችግር መፍታት አስፈላጊ ነው, ማለትም, ቁመትን መፈለግ, ግፊቱን ማወቅ. ከባሮሜትሪክ ቀመር የከፍታውን ጥገኝነት በግፊት ደረጃ በቀላሉ ማግኘት ይችላሉ፡ h=kTln(P₀/P_{h)/(m g)።}

የችግር አፈታት ምሳሌ

የቦሊቪያዋ ላ ፓዝ ከተማ የአለማችን "ከፍተኛ" ዋና ከተማ ነች። ከተማዋ ከ3250 ሜትር እስከ 3700 ሜትር ከባህር ጠለል በላይ ከፍታ ላይ እንደምትገኝ ከተለያዩ ምንጮች መረዳት ተችሏል። ተግባሩ የአየር ግፊቱን በላ ፓዝ ከፍታ ላይ ማስላት ነው።

ችግሩን ለመፍታት ቀመሩን በከፍታ ላይ ያለውን ግፊት ጥገኛ ለማድረግ እንጠቀማለን፡ P_h=P₀e -mg h/(kT)^{፣ የት፡ P}0_{=101 325 ፓ፣ g=9.8 m/s} 2 ፣ k=1.3810^-23 ጄ/ኬ፣ ቲ=293 ኪ (20 ^oC)፣ ሰ=3475 ሜትር (በአማካይ በ 3250 ሜትር እና3700 ሜትር)፣ m=4፣ 81710^-26 ኪግ (የአየር ሞላር ብዛት 29 g/mol ግምት ውስጥ በማስገባት)። ቁጥሮቹን በመተካት የሚከተለውን እናገኛለን፡- P^h=67,534 ፓ.

በመሆኑም በቦሊቪያ ዋና ከተማ ያለው የአየር ግፊት በባህር ደረጃ ካለው ግፊት 67% ነው። ዝቅተኛ የአየር ግፊት አንድ ሰው ወደ ተራራማ አካባቢዎች ሲወጣ ማዞር እና አጠቃላይ የሰውነት ድክመት ያስከትላል።