Bir çox insan bilir ki, hündürlük artdıqca hava təzyiqi azalır. Hava təzyiqinin nə üçün hündürlüklə azaldığı sualını nəzərdən keçirin, təzyiqin hündürlükdən asılılığının düsturunu verin, həmçinin yaranan düsturdan istifadə edərək məsələnin həlli nümunəsini nəzərdən keçirin.
Hava nədir?
Hava planetimizin atmosferini təşkil edən rəngsiz qaz qarışığıdır. Tərkibində çoxlu müxtəlif qazlar var, əsasları azot (78%), oksigen (21%), arqon (0,9%), karbon qazı (0,03%) və başqalarıdır.
Fizika nöqteyi-nəzərindən, Yerdəki mövcud şəraitdə havanın davranışı ideal qazın qanunlarına tabedir - qazın molekulları və atomlarının bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmadığı bir model. aralarındakı məsafələr ölçüləri ilə müqayisədə böyükdür və otaq temperaturunda hərəkət sürəti təxminən 1000 m/s-dir.
Hava təzyiqi
Təzyiqin hündürlükdən asılılığı sualını nəzərə alaraq, nəyi təmsil etdiyini başa düşməlisiniz.fiziki baxımdan “təzyiq” anlayışıdır. Hava təzyiqi, hava sütununun səthə basdığı qüvvə kimi başa düşülür. Fizikada paskal (Pa) ilə ölçülür. 1 Pa o deməkdir ki, 1 m2 2 səthə perpendikulyar olaraq 1 nyutonluq (N) qüvvə tətbiq edilir. Beləliklə, 1 Pa təzyiq çox kiçik bir təzyiqdir.
Dəniz səviyyəsində hava təzyiqi 101,325 Pa-dır. Və ya yuvarlaqlaşdırma, 0,1 MPa. Bu dəyər 1 atmosfer təzyiqi adlanır. Yuxarıdakı rəqəmdə deyilir ki, 1 m2 platformada 100 kN qüvvə ilə hava presləri! Bu, böyük bir qüvvədir, amma insan bunu hiss etmir, çünki içindəki qan da oxşar təzyiq yaradır. Bundan əlavə, hava maye maddələrə aiddir (mayelər də onlara aiddir). Və bu o deməkdir ki, bütün istiqamətlərdə eyni təzyiq göstərir. Sonuncu fakt deməyə əsas verir ki, atmosferin müxtəlif tərəfdən insana təzyiqi qarşılıqlı şəkildə kompensasiya olunur.
Təzyiqin hündürlükdən asılılığı
Planetimizin ətrafındakı atmosferi yerin cazibə qüvvəsi saxlayır. Artan hündürlüklə hava təzyiqinin azalmasına da cazibə qüvvələri cavabdehdir. Ədalət naminə qeyd etmək lazımdır ki, təkcə yerin cazibə qüvvəsi təzyiqin azalmasına səbəb olmur. Həmçinin temperaturun aşağı salınması da öz töhfəsini verir.
Hava maye olduğundan, onun üçün təzyiqin dərinlikdən (hündürlükdən) asılılığı üçün hidrostatik düsturdan istifadə edə bilərsiniz, yəni ΔP=ρgΔh, burada: ΔP təzyiqin miqdarıdır. dəyişməkhündürlüyü Δh ilə dəyişdirərkən, ρ - hava sıxlığı, g - sərbəst düşmə sürəti.
Havanın ideal qaz olduğunu nəzərə alsaq, ideal qaz vəziyyət tənliyindən belə çıxır ki, ρ=Pm/(kT), burada m 1 molekulun kütləsi, T onun temperaturu, k Boltzman sabitidir.
Yuxarıdakı iki düsturu birləşdirərək və nəticədə təzyiq və hündürlük üçün tənliyi həll etməklə aşağıdakı düstur əldə edilə bilər: Ph=P0e-mgh/(kT) burada Ph və P0- müvafiq olaraq h hündürlüyündə və dəniz səviyyəsində təzyiq. Alınan ifadəyə barometrik düstur deyilir. O, hündürlük funksiyası olaraq atmosfer təzyiqini hesablamaq üçün istifadə edilə bilər.
Bəzən praktiki məqsədlər üçün tərs məsələni həll etmək, yəni təzyiqi bilməklə hündürlüyü tapmaq lazımdır. Barometrik düsturdan hündürlüyün təzyiq səviyyəsindən asılılığını asanlıqla əldə edə bilərsiniz: h=kTln(P0/Ph)/(m g).
Problemin həlli nümunəsi
Boliviyanın La Paz şəhəri dünyanın "ən hündür" paytaxtıdır. Müxtəlif mənbələrdən belə nəticə çıxır ki, şəhər dəniz səviyyəsindən 3250 metrdən 3700 metrə qədər yüksəklikdə yerləşir. Tapşırıq La Paz yüksəkliyində hava təzyiqini hesablamaqdır.
Problemi həll etmək üçün təzyiqin hündürlükdən asılılığı düsturundan istifadə edirik: Ph=P0e -mg h/(kT), burada: P0=101 325 Pa, g=9,8 m/s 2, k=1,3810-23 J/K, T=293 K (20 oC), h=3475 m (orta hesabla 3250 m ilə3700 m), m=4, 81710-26 kq (havanın molyar kütləsi 29 q/mol nəzərə alınmaqla). Rəqəmləri əvəz etməklə əldə edirik: Ph=67.534 Pa.
Beləliklə, Boliviyanın paytaxtında hava təzyiqi dəniz səviyyəsindəki təzyiqin 67%-ni təşkil edir. Aşağı hava təzyiqi insan dağlıq ərazilərə qalxdıqda başgicəllənməyə və bədənin ümumi zəifliyinə səbəb olur.
