Mit der Höhe nimmt der Luftdruck ab oder zu. Atmosphärendruck in verschiedenen Höhen

Unter Atmosphärendruck versteht man den Druck der Masse atmosphärische Luft auf der Erdoberfläche und darauf befindlichen Objekten. Der Druckgrad entspricht dem Gewicht der atmosphärischen Luft mit einer Basis einer bestimmten Fläche und Konfiguration.

Die Hauptmesseinheit des Atmosphärendrucks im SI-System ist Pascal (Pa). Neben Pascal werden auch andere Maßeinheiten verwendet:

• Bar (1 Ba=100000 Pa);
• Millimeter Quecksilber(1 mm Hg = 133,3 Pa);
• Kilogramm Kraft pro Quadratzentimeter (1 kgf/cm 2 =98066 Pa);
• technische Atmosphäre (1 at = 98066 Pa).

Die oben genannten Einheiten werden für technische Zwecke verwendet, mit Ausnahme von Millimetern Quecksilbersäule, die für Wettervorhersagen verwendet werden.

Das Hauptinstrument zur Messung des Luftdrucks ist das Barometer. Geräte werden in zwei Typen unterteilt – flüssige und mechanische. Das Design des ersten basiert auf mit Quecksilber gefüllten Kolben, die mit dem offenen Ende in ein Gefäß mit Wasser getaucht werden. Das Wasser im Gefäß überträgt den Druck der atmosphärischen Luftsäule auf Quecksilber. Seine Höhe dient als Indikator für den Druck.

Mechanische Barometer sind kompakter. Das Funktionsprinzip liegt in der Verformung einer Metallplatte unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks. Die sich verformende Platte drückt auf die Feder, die wiederum die Nadel des Geräts in Bewegung setzt.

Der Einfluss des Luftdrucks auf das Wetter

Atmosphärendruck und sein Einfluss auf die Wetterbedingungen variiert je nach Ort und Zeit. Sie variiert je nach Höhe über dem Meeresspiegel. Darüber hinaus gibt es dynamische Veränderungen im Zusammenhang mit der Bewegung von Hochgebieten (Antizyklonen) und niedriger Druck(Zyklone).

Wetteränderungen im Zusammenhang mit dem Luftdruck treten aufgrund von Bewegung auf Luftmassen zwischen Regionen mit unterschiedlicher Druck. Die Bewegung der Luftmassen erfolgt durch den Wind, dessen Geschwindigkeit vom Druckunterschied in den örtlichen Gebieten, deren Ausmaß und Entfernung voneinander abhängt. Darüber hinaus führen Bewegungen von Luftmassen zu Temperaturänderungen.

Der Standardatmosphärendruck beträgt 101325 Pa, 760 mm Hg. Kunst. oder 1,01325 bar. Eine Person kann es jedoch sicher tolerieren große Auswahl Druck. In der Stadt Mexiko-Stadt, der Hauptstadt Mexikos mit fast 9 Millionen Einwohnern, beträgt der durchschnittliche Luftdruck beispielsweise 570 mm Hg. Kunst.

Somit wird der Wert des Standarddrucks genau bestimmt. A angenehmer Druck hat eine erhebliche Reichweite. Dieser Wert ist sehr individuell und hängt vollständig von den Bedingungen ab, unter denen eine bestimmte Person geboren und gelebt wurde. So kann eine plötzliche Bewegung von einem Bereich mit relativ hohem Druck zu einem Bereich mit niedrigerem Druck die Arbeit beeinträchtigen Kreislauf. Mit längerer Akklimatisierung verschwinden die negativen Auswirkungen jedoch.

Hoher und niedriger Luftdruck

In Zonen hoher Druck Das Wetter ist ruhig, der Himmel wolkenlos und der Wind mäßig. Hoher Luftdruck im Sommer führt zu Hitze und Trockenheit. In Tiefdruckgebieten ist das Wetter überwiegend bewölkt mit Wind und Niederschlägen. Dank solcher Zonen ist es im Sommer kühl wolkiges Wetter mit Regen und im Winter gibt es Schneefälle. Der hohe Druckunterschied in den beiden Gebieten ist einer der Faktoren, die zur Entstehung von Hurrikanen und Sturmwinden führen.

Änderung des Luftdrucks mit der Höhe.

Lernziele :

R- Entwicklung logisches Denken Studierende, Kenntnisse über die Arten der Materie und ihre Eigenschaften;

D- Wissensbildung über den Druck in Gasen, die Struktur der Erdatmosphäre und Faktoren, die Änderungen des atmosphärischen Drucks beeinflussen;

IN- Formation kognitives Interesse die Welt um uns herum zu studieren und so Neugier und zukünftige berufliche Fähigkeiten zu fördern.

Unterrichtsart: Neues Material lernen.

Unterrichtsplan.

1. Grundkenntnisse aktualisieren.
2. Neues Material lernen.
3. Konsolidierung des untersuchten Materials. Hausaufgaben.

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Änderung des Luftdrucks mit der Höhe.

Lernziele:

R – Entwicklung logisches Denken der Schüler, Wissen über die Arten von Materie und ihre Eigenschaften;

D - Bildung Kenntnisse über den Druck in Gasen, die Struktur der Erdatmosphäre und Einflussfaktoren auf Veränderungen des Atmosphärendrucks;

IN – Bildung eines kognitiven Interesses am Studium der Welt um uns herum, Förderung der Neugier und zukünftiger beruflicher Fähigkeiten.

Unterrichtsart : Neues Material lernen.

Unterrichtsplan.

1. Grundkenntnisse aktualisieren.
2. Neues Material lernen.
3. Konsolidierung des untersuchten Materials. Hausaufgaben.

Die Atmosphäre bringt Leben auf die Erde. Ozeane, Meere, Flüsse, Bäche, Wälder, Pflanzen, Tiere, Menschen – alles lebt in der Atmosphäre und dank ihr.

K. Flammarion

Die Atmosphäre ist die äußere gasförmige Hülle der Erde, die an ihrer Oberfläche beginnt und sich etwa 3000 km weit in den Weltraum erstreckt.

Das Wort „Atmosphäre“ besteht aus zwei Teilen: Aus dem Griechischen übersetzt bedeutet „Atmos“ Dampf und „Kugel“ bedeutet Kugel.

Die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte der Atmosphäre ist recht komplex und lang, sie reicht etwa 3 Milliarden Jahre zurück. In diesem Zeitraum haben sich Zusammensetzung und Eigenschaften der Atmosphäre mehrmals verändert, in den letzten 50 Millionen Jahren haben sie sich laut Wissenschaftlern jedoch stabilisiert. Es ist in seiner Struktur und seinen Eigenschaften heterogen. Der Luftdruck nimmt mit der Höhe ab.

Im Jahr 1648 maß F. Perrier im Auftrag von Pascal die Höhe der Quecksilbersäule in einem Barometer am Fuß und Gipfel des Berges Puy de Dome und bestätigte Pascals Annahme, dass der Luftdruck von der Höhe abhängt, vollständig: am Gipfel des Berges die Quecksilbersäule war um 84,4 mm niedriger. Um keinen Zweifel daran zu lassen, dass der Druck der Atmosphäre mit zunehmender Höhe über der Erde abnimmt, führte Pascal mehrere weitere Experimente durch, dieses Mal jedoch in Paris: am Boden und an der Spitze der Kathedrale Notre-Dame, dem Saint-Jacques Turm und auch ein hohes Gebäude mit 90 Stufen. Seine Ergebnisse veröffentlichte er in der Broschüre „The Story of the Great Fluid Equilibrium Experiment“.

Was verursacht die Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe?

Der Druckabfall mit zunehmender Höhe lässt sich durch mindestens zwei Gründe erklären:

1) Verringerung der Dicke der Luftschicht (d. h. Höhe). Luftsäule), was Druck erzeugt;

2) eine Abnahme der Luftdichte mit der Höhe aufgrund einer Abnahme der Schwerkraft mit der Entfernung vom Erdmittelpunkt.

Pro 10,5 m Steigung nimmt der Druck um 1 mmHg ab.

Um die Druckänderung zu verfolgen, wenn sich die Höhe über der Erde ändert, erinnern wir uns an die Struktur der Erdatmosphäre selbst.

Seit 1951 ist es auf Beschluss der Internationalen Geophysikalischen Union üblich, zu teilenAtmosphäre in fünf Schichten: - Troposphäre,

Stratosphäre,

Mesosphäre,

Thermosphäre (Ionosphäre),

Exosphäre.

Diese Schichten haben keine klar definierten Grenzen. Ihre Größe hängt davon ab geografischer Breitengrad Orte der Beobachtung und Zeiten.

Die der Erdoberfläche am nächsten liegende Luftschicht ist Troposphäre . Seine Höhe über den Polarregionen beträgt 8–12 km, über den gemäßigten Regionen 10–12 km und über den Äquatorregionen 16–18 km. Diese Schicht enthält etwa 80 % der Gesamtmasse der atmosphärischen Luft und den Großteil der Feuchtigkeit. Die Schicht lässt gut durch Sonnenstrahlen, also wird die Luft darin erwärmt Erdoberfläche. Die Lufttemperatur nimmt mit der Höhe kontinuierlich ab. Dieser Rückgang beträgt etwa 6°C pro Kilometer. In den oberen Schichten der Troposphäre erreicht die Lufttemperatur minus 55 Grad Celsius. Die Farbe des Himmels in dieser Ebene ist blau. Fast alle wetterbestimmenden Phänomene finden in der Troposphäre statt. Hier bilden sich Gewitter, Winde, Wolken und Nebel. Hier finden Prozesse statt, die zu Niederschlägen in Form von Regen und Schnee führen. Deshalb wird die Troposphäre als Wetterfabrik bezeichnet.

Nächste Schicht - Stratosphäre . Es erstreckt sich von einer Höhe von 18 bis 55 km. Es enthält sehr wenig Luft – 20 % der Gesamtmasse – und fast keine Feuchtigkeit. In der Stratosphäre treten häufig starke Winde auf. Gelegentlich bilden sich hier perlmuttartige Wolken aus Eiskristallen. Die für uns üblichen Wetterphänomene sind hier nicht zu beobachten. Die Farbe des Himmels in der Stratosphäre ist dunkelviolett, fast schwarz.

Liegt auf einer Höhe von 50 bis 80 km Mesosphäre. Die Luft ist hier noch dünner. Hier sind ca. 0,3 % seiner Gesamtmasse konzentriert. In der Mesosphäre fliegen diejenigen, die in die Erdatmosphäre Meteore. Auch hier bilden sich leuchtende Nachtwolken.

Oberhalb der Mesosphäre liegt sie bis zu einer Höhe von etwa 800 kmThermosphäre (Ionosphäre). Es zeichnet sich durch eine noch geringere Luftdichte und die Fähigkeit aus, Elektrizität gut zu leiten und Radiowellen zu reflektieren. In der Thermosphäre entstehen Polarlichter.

Die letzte Schicht der Atmosphäre ist Exosphäre. Es erstreckt sich bis zu einer Höhe von etwa 10.000 km.

Es ist zu beachten, dass die Atmosphäre für die Umwelt von sehr großer Bedeutung ist.
Es schützt alle lebenden Organismen der Erde vor den schädlichen Auswirkungen kosmischer Strahlung und Meteoriteneinschlägen, reguliert saisonale Temperaturschwankungen, gleicht den Tageszyklus aus und gleicht ihn aus. Ohne die Atmosphäre würde die tägliche Temperaturschwankung auf der Erde ±200 °C betragen.

Die Atmosphäre ist nicht nur ein lebensspendender „Puffer“ zwischen dem Weltraum und der Oberfläche unseres Planeten, sie ist auch ein Träger von Wärme und Feuchtigkeit, über sie finden auch Photosynthese und Energieaustausch statt – die Hauptprozesse der Biosphäre. Die Atmosphäre beeinflusst die Art und Dynamik aller Prozesse, die in der Lithosphäre ablaufen (physikalische und chemische Verwitterung, Windaktivität, natürliche Gewässer, Permafrost, Gletscher).

Aber nicht alle Planeten haben eine Atmosphäre. Der Mond hat beispielsweise keine Atmosphäre. Wissenschaftler vermuten, dass der Mond früher eine Atmosphäre hatte, diese jedoch nicht halten konnte, da seine Schwerkraft zu gering ist, um die Atmosphäre zu halten. Auch auf Merkur gibt es keine Atmosphäre.

Wie passen sich lebende Organismen an diesen Druck an?

Atmosphärischer Druck im menschlichen Leben und in der Tierwelt.

Der menschliche Körper ist an den atmosphärischen Druck angepasst und verträgt dessen Druckabfall nicht gut. Beim Aufstieg hoch in die Berge fühlt sich ein unvorbereiteter Mensch sehr schlecht. Es wird schwierig zu atmen, oft aus den Ohren und der Nase Es kommt Blut heraus, können Sie das Bewusstsein verlieren. Da die Gelenkflächen dank des atmosphärischen Drucks eng aneinander anliegen (in der Gelenkkapsel, die die Gelenke bedeckt, wird der Druck reduziert), dann hoch in den Bergen, wo die Atmosphäre herrschtDer Luftdruck sinkt stark, die Funktion der Gelenke ist gestört, Arme und Beine sind schlecht kontrollierbar und es kommt leicht zu Luxationen.

Tensing Nordgay, einer der ersten Everest-Bezwinger, teilte seine Erinnerungen mit, dass die letzten 30 m die schwierigsten seien, seine Beine aus Gusseisen seien und jeder Schritt mit Mühe getan werden müsse. Er hat sich einen Maßstab gesetzt: vier Schritte – Ruhe, vier Schritte – Ruhe.

Warum sind die Anstiege so schwierig? Dies ist auf den niedrigen Luftdruck und seine Auswirkungen auf den menschlichen Körper zurückzuführen. Wie verhält man sich am Berg und beim Klettern? (Akklimatisierung, Gewicht des Rucksacks überwachen, vitamin- und kaliumreiche Ernährung für die Herzfunktion, Last gleichmäßig verteilen).

Kletterer und Piloten nehmen bei Höhenflügen eine Sauerstoffausrüstung mit und trainieren vor dem Aufstieg intensiv. Das Schulungsprogramm umfasst ein obligatorisches Training in einer Druckkammer, einer hermetisch abgeschlossenen Stahlkammer, die an eine leistungsstarke Pumpe angeschlossen ist.

Bei der Fahrt durch sumpfige Gebiete wirkt sich der Luftdruck aus. Wenn wir das Bein anheben, entsteht unter dem Bein ein dünner Raum und der atmosphärische Druck verhindert, dass das Bein herausgezogen wird. Wenn sich ein Pferd durch einen Sumpf bewegt, wirken seine harten Hufe wie Kolben. Komplexe Hufe, zum Beispiel die von Schweinen, bestehen aus mehreren Teilen. Beim Herausziehen werden die Beine zusammengedrückt und lassen Luft in die entstandene Vertiefung. In diesem Fall ragen die Beine dieser Tiere frei aus dem Boden.

Wie trinken wir? Wir setzen das Glas an Ihre Lippen und beginnen, die Flüssigkeit in uns aufzunehmen. Durch das Ansaugen von Flüssigkeit kommt es zu einer Ausdehnung Brust, die Luft in der Lunge und im Mundraum wird entladen und der atmosphärische Druck „treibt“ eine weitere Portion Flüssigkeit dorthin. Auf diese Weise passt sich der Körper dem Atmosphärendruck an und nutzt ihn.

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie wir atmen? Der Mechanismus der Atmung ist wie folgt: Durch Muskelanstrengung vergrößern wir das Volumen des Brustkorbs, während der Luftdruck in der Lunge abnimmt und der atmosphärische Druck einen Teil der Luft dorthin drückt. Beim Ausatmen erfolgt der umgekehrte Vorgang. Unsere Lunge wirkt wie eine Pumpe, wenn wir einatmen, dient sie als Ausstoßpumpe, und wenn wir ausatmen, fungiert sie als Pumpe.

Fliegen und Laubfrösche Dank winziger Saugnäpfe, in denen ein Vakuum erzeugt wird und der atmosphärische Druck den Saugnapf auf dem Glas hält, kann es auf der Fensterscheibe bleiben.

Der Elefant nutzt den atmosphärischen Druck, wann immer er trinken möchte. Sein Hals ist kurz und er kann seinen Kopf nicht ins Wasser beugen, sondern senkt nur seinen Rumpf und saugt Luft ein. Unter dem Einfluss des atmosphärischen Drucks füllt sich der Rüssel mit Wasser, dann beugt der Elefant ihn und gießt Wasser in sein Maul.

Fixieren des Materials.

1. Welche Empfindungen verspürt ein Mensch beim Bergsteigen, wo der Druck geringer ist? – (Anzeichen der Bergkrankheit – dies geschieht, weil der menschliche Körper nicht an den niedrigeren Luftdruck in großen Höhen angepasst ist).

2. Wie hoch ist der Druck im Flugzeug? (Es wird ein künstlicher Druck erzeugt, der für die Person angenehm ist).

3. Aufgabe 1. Am Fuße des Berges beträgt der Luftdruck 760 mm. rt. Kunst. An seiner Spitze beträgt der Luftdruck 460 mm. rt. Kunst. Finden Sie die Höhe des Berges.

4. Aufgabe 2. An der Oberfläche beträgt der Luftdruck 752 mmHg. Wie hoch ist der atmosphärische Druck am Boden einer 200 m tiefen Mine? (771,05 mmHg ).

5. Aufgabe 3. Am Boden der Mine verzeichnete das Barometer einen Druck von 780 mm Hg und an der Erdoberfläche 760 mm Hg. Finden Sie die Tiefe der Mine. (210m [(780-760)x10,5=210).

6. Ändert sich der atmosphärische Druck im Aufzug, wenn er nach oben fährt? nach unten bewegen?

7. Warum dürfen fest verschlossene Gläser nicht im Flugzeuggepäck aufgegeben werden?

Bewegung. Wärme Kitaygorodsky Alexander Isaakovich

Druckänderung mit der Höhe

Druckänderung mit der Höhe

Wenn sich die Höhe ändert, sinkt der Druck. Dies wurde erstmals 1648 vom Franzosen Perrier im Auftrag von Pascal entdeckt. Der Mount Pew de Dome, in dessen Nähe Perrier lebte, war 975 m hoch. Messungen ergaben, dass Quecksilber in einem Torricelli-Rohr beim Aufstieg auf den Berg um 8 mm abfällt. Es ist ganz natürlich, dass der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt. Schließlich drückt oben bereits eine kleinere Luftsäule auf das Gerät.

Wenn Sie in einem Flugzeug geflogen sind, wissen Sie, dass sich an der Vorderwand der Kabine ein Gerät befindet, das mit einer Genauigkeit von mehreren zehn Metern die Höhe anzeigt, auf die das Flugzeug gestiegen ist. Das Gerät wird Höhenmesser genannt. Dies ist ein normales Barometer, jedoch auf Höhenwerte über dem Meeresspiegel kalibriert.

Mit zunehmender Höhe sinkt der Druck; Finden wir die Formel für diese Abhängigkeit. Wählen wir eine kleine Luftschicht mit einer Fläche von 1 cm 2 zwischen den Höhen H 1 und H 2. In einer nicht sehr großen Schicht ist die Änderung der Dichte mit der Höhe kaum wahrnehmbar. Daher das Gewicht des ausgewählten Volumens (dies ist ein Zylinder mit einer Höhe). H 2 ? H 1 und Fläche 1 cm 2) Luft wird sein mg = ?(H 2 ? H 1)G. Dieses Gewicht gibt den Druckabfall beim Aufstieg aus der Höhe an H 1 bis Höhe H 2. Also

Aber nach dem Boyle-Mariotte-Gesetz ist die Dichte eines Gases proportional zum Druck. Deshalb

Auf der linken Seite ist der Bruchteil angegeben, um den der Druck zunahm, wenn er abnahm H 2 bis H 1 . Das bedeutet gleiche Kürzungen H 2 ? H 1 entspricht einem Druckanstieg um den gleichen Prozentsatz.

Messungen und Berechnungen zeigen völlig übereinstimmend, dass mit jedem Kilometer Anstieg über dem Meeresspiegel der Druck um 0,1 Teil sinkt. Gleiches gilt für den Abstieg in tiefe Minen unter dem Meeresspiegel – bei einer Absenkung um einen Kilometer erhöht sich der Druck um 0,1 Bruchteile seines Wertes.

Wir sprechen von einer Änderung von 0,1 Bruchteilen gegenüber dem Wert auf der vorherigen Höhe. Das bedeutet, dass der Druck bei einem Höhenunterschied von einem Kilometer auf 0,9 des Drucks auf Meereshöhe sinkt, bei einem Anstieg um einen Kilometer auf 0,9 von 0,9 des Drucks auf Meereshöhe; In einer Höhe von 3 Kilometern beträgt der Druck 0,9 von 0,9 zu 0,9, d.h. (0,9) 3 Druck auf Meereshöhe. Es ist nicht schwierig, diese Argumentation weiter auszubauen.

Bezeichnet den Druck auf Meereshöhe mit P 0 können wir den Druck in der Höhe aufschreiben H(ausgedrückt in Kilometern):

P = P 0 (0,87) H = P 0 10 ?0,06 H .

Eine genauere Zahl steht in Klammern: 0,9 ist ein gerundeter Wert. Die Formel geht davon aus, dass die Temperatur in allen Höhenlagen gleich ist. Tatsächlich ändert sich die Temperatur der Atmosphäre mit der Höhe und darüber hinaus nach einem recht komplexen Gesetz. Dennoch liefert die Formel gute Ergebnisse und kann in Höhen von bis zu Hunderten von Kilometern eingesetzt werden.

Mit dieser Formel ist es nicht schwer zu bestimmen, dass auf der Höhe des Elbrus – etwa 5,6 km – der Druck um etwa die Hälfte sinkt und in einer Höhe von 22 km (der Rekordhöhe für den Aufstieg eines Stratosphärenballons mit Menschen) der Der Druck sinkt auf 50 mm Hg.

Wenn wir von einem Druck von 760 mm Hg sprechen – normal, dürfen wir nicht vergessen hinzuzufügen: „auf Meereshöhe“. Auf einer Höhe von 5,6 km normaler Druck es werden nicht 760, sondern 380 mm Hg sein.

Zusammen mit dem Druck nimmt nach dem gleichen Gesetz auch die Luftdichte mit zunehmender Höhe ab. In einer Höhe von 160 km ist nur noch wenig Luft vorhanden.

Wirklich,

(0,87) 160 = 10 ?10 .

An der Erdoberfläche beträgt die Dichte der Luft etwa 1000 g/m 3, was bedeutet, dass in einer Höhe von 160 km pro Kubikmeter nach unserer Formel 10 – 7 g Luft vorhanden sein müssten. Tatsächlich ist die Luftdichte in dieser Höhe zehnmal höher, wie Messungen mit Raketen zeigen.

Unsere Formel für Höhen von mehreren hundert Kilometern ergibt eine noch größere Unterschätzung gegenüber der Wahrheit. Dass die Formel in großen Höhen unbrauchbar wird, liegt an der Temperaturänderung mit der Höhe sowie an einem besonderen Phänomen – dem Zerfall von Luftmolekülen unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung. Wir werden hier nicht näher darauf eingehen.

Der Luftdruck am selben Punkt der Erdoberfläche bleibt nicht konstant, sondern variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Prozessen in der Atmosphäre. Als „normaler“ Atmosphärendruck gilt üblicherweise ein Druck von 760 mmHg, also einer (physikalischen) Atmosphäre (§154).

Luftdruck auf Meereshöhe an allen Punkten Globus im Durchschnitt nahe einer Atmosphäre. Wenn wir uns vom Meeresspiegel erheben, werden wir feststellen, dass der Luftdruck abnimmt; seine Dichte nimmt entsprechend ab: Die Luft wird immer dünner. Wenn man auf dem Gipfel eines Berges ein Gefäß öffnet, das im Tal dicht verschlossen war, dann entweicht ein Teil der Luft daraus. Im Gegenteil: Ein oben verschlossener Behälter lässt etwas Luft eindringen, wenn er am Fuße des Berges geöffnet wird. In einer Höhe von etwa 6 km verringern sich Druck und Dichte der Luft um etwa die Hälfte.

Jeder Höhe entspricht ein bestimmter Luftdruck; Wenn man also (z. B. mit einem Aneroid) den Druck an einem bestimmten Punkt auf der Spitze eines Berges oder im Korb eines Ballons misst und weiß, wie sich der Luftdruck mit der Höhe ändert, kann man die Höhe des Berges oder des Berges bestimmen Höhe des Ballons. Die Empfindlichkeit eines herkömmlichen Aneroids ist so groß, dass sich die Anzeigenadel merklich bewegt, wenn man den Aneroid um 2-3 m anhebt. Wenn man mit einem Aneroid in der Hand die Treppe hinauf- oder hinuntergeht, kann man leicht eine allmähliche Druckänderung bemerken . Es ist praktisch, ein solches Experiment auf der Rolltreppe einer U-Bahn-Station durchzuführen. Der Aneroid wird häufig direkt auf die Höhe kalibriert. Dann zeigt die Position des Pfeils die Höhe an, auf der sich das Gerät befindet. Solche Aneroiden werden Höhenmesser genannt (Abb. 295). Sie werden an Flugzeuge geliefert; Sie ermöglichen es dem Piloten, seine Flughöhe zu bestimmen.

Reis. 295. Flugzeughöhenmesser. Der lange Zeiger zählt Hunderte Meter, der kurze Zeiger Kilometer. Mit dem Kopf können Sie vor Flugbeginn den Nullpunkt des Zifferblatts unter dem Pfeil auf der Erdoberfläche platzieren

Der Luftdruckabfall beim Aufstieg wird auf die gleiche Weise erklärt wie der Druckabfall in den Tiefen des Meeres beim Aufstieg vom Boden zur Oberfläche. Luft auf Meereshöhe wird durch das Gewicht der gesamten Erdatmosphäre komprimiert, während höhere Schichten der Atmosphäre nur durch das Gewicht der darüber liegenden Luft komprimiert werden. Im Allgemeinen folgt die Druckänderung von Punkt zu Punkt in der Atmosphäre oder in einem anderen Gas unter dem Einfluss der Schwerkraft denselben Gesetzen wie der Druck in einer Flüssigkeit: Der Druck ist an allen Punkten der horizontalen Ebene gleich; Bei der Bewegung von unten nach oben nimmt der Druck um das Gewicht der Luftsäule, deren Höhe gleich der Höhe des Übergangs ist, und der Fläche ab Querschnitt gleich eins.

Reis. 296. Zeichnen eines Diagramms des Drucks, der mit der Höhe abnimmt. Die rechte Seite zeigt Luftsäulen gleicher Dicke, aufgenommen in unterschiedlichen Höhen. Säulen mit mehr komprimierter Luft und höherer Dichte werden dichter schattiert

Allerdings aufgrund der hohen Kompressibilität von Gasen großes Bild Die Verteilung des Drucks über der Höhe in der Atmosphäre stellt sich als völlig anders heraus als bei Flüssigkeiten. Lassen Sie uns tatsächlich die Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe grafisch darstellen. Wir werden Höhen usw. über einem bestimmten Niveau (z. B. über dem Meeresspiegel) entlang der Ordinatenachse und den Druck entlang der Abszissenachse auftragen (Abb. 296). Wir werden die Höhenstufen hinaufsteigen. Um den Druck auf der nächsten Stufe zu ermitteln, müssen Sie vom Druck auf der vorherigen Stufe das Gewicht der Luftsäule in einer Höhe von abziehen. Doch mit zunehmender Höhe nimmt die Luftdichte ab. Daher ist der Druckabfall, der beim Aufstieg zur nächsten Stufe auftritt, umso geringer, je höher die Stufe liegt. Wenn Sie also nach oben steigen, nimmt der Druck ungleichmäßig ab: In geringer Höhe, wo die Luftdichte größer ist, nimmt der Druck schnell ab; je höher er ist, desto geringer ist die Luftdichte und desto langsamer nimmt der Druck ab.

Bei unserer Überlegung gingen wir davon aus, dass der Druck in der gesamten Schichtdicke gleich ist; Daher haben wir im Diagramm eine gestufte (gestrichelte) Linie erhalten. Aber natürlich erfolgt die Abnahme der Dichte beim Aufstieg auf eine bestimmte Höhe nicht sprunghaft, sondern kontinuierlich; Daher sieht das Diagramm in Wirklichkeit wie eine glatte Linie aus (durchgezogene Linie im Diagramm). Im Gegensatz zum linearen Druckdiagramm für Flüssigkeiten wird das Gesetz des abnehmenden Drucks in der Atmosphäre daher durch eine gekrümmte Linie dargestellt.

Für kleine Luftmengen (Raum, Luftballon) reicht es aus, einen kleinen Ausschnitt des Diagramms zu verwenden; In diesem Fall kann der gekrümmte Abschnitt ohne großen Fehler durch einen geraden Abschnitt ersetzt werden, wie bei einer Flüssigkeit. Tatsächlich ändert sich die Luftdichte bei einer kleinen Höhenänderung nur unwesentlich.

Reis. 297. Diagramme der Druckänderungen mit der Höhe für verschiedene Gase

Befindet sich ein bestimmtes Volumen eines anderen Gases als Luft, dann nimmt auch darin der Druck von unten nach oben ab. Für jedes Gas können Sie ein entsprechendes Diagramm erstellen. Es ist klar, dass bei gleichem Druck darunter der Druck schwerer Gase mit der Höhe schneller abnimmt als der Druck leichter Gase, da eine Säule aus schwerem Gas mehr wiegt als eine Säule aus leichtem Gas gleicher Höhe.

In Abb. Für mehrere Gase wurden 297 solcher Diagramme erstellt. Die Diagramme sind für ein kleines Höhenintervall erstellt, sodass sie wie gerade Linien aussehen.

175. 1. Ein L-förmiges Rohr, dessen langer Bogen offen ist, ist mit Wasserstoff gefüllt (Abb. 298). Wo wird die Gummifolie, die den kurzen Rohrbogen bedeckt, gebogen?

Reis. 298. Zur Übung 175.1

PROBLEM WORKER ONL@YN

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Druck- Das physikalische Größe, zeigt die Kraft pro Flächeneinheit einer Oberfläche senkrecht zu dieser Oberfläche.
Druck ist definiert als P = F / S, wobei P der Druck, F die Druckkraft und S die Oberfläche ist. Aus dieser Formel geht hervor, dass der Druck von der Körperoberfläche abhängt, auf die eine bestimmte Kraft einwirkt. Je kleiner die Oberfläche, desto größer der Druck.

Die Maßeinheit für den Druck ist Newton pro Quadratmeter(H/m2). Wir können die Druckeinheiten N/m 2 auch in Pascal umrechnen, Einheiten, die nach dem französischen Wissenschaftler Blaise Pascal benannt sind, der das sogenannte Pascalsche Gesetz entwickelt hat. 1 N/m 2 = 1 Pa.

Was???

Druckmessung

Druck von Gasen und Flüssigkeiten – Manometer, Differenzdruckmesser, Vakuummeter, Drucksensor.
Atmosphärendruck - Barometer.
Blutdruck - Tonometer.

Berechnung des vom Körper auf die Oberfläche ausgeübten Drucks:

Körpergewicht, kg:
Körperoberfläche, m2:
Erdbeschleunigung, m/s 2 (g = 9,81 m/s 2):

Und so ist der Druck wiederum definiert als P = F / S. Die Kraft im Gravitationsfeld ist gleich dem Gewicht – F = m * g, wobei m die Masse des Körpers ist; g ist die Beschleunigung des freien Falls. Dann ist der Druck da
P = m * g / S . Mit dieser Formel können Sie den Druck ermitteln, den der Körper auf die Oberfläche ausübt. Zum Beispiel eine Person zu Boden.

Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe über dem Meeresspiegel:

Druck über dem Meeresspiegel (normal 760) in mmHg:
Lufttemperatur (normal 15 o C) Grad Celsius:
Höhe über dem Meeresspiegel (Meter):
Notiz. Bruchzahlen Geben Sie durch einen Punkt ein.

Der Luftdruck nimmt mit der Höhe ab. Es wird die Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe bestimmt barometrische Formel -
P = Po*exp(- μgh/RT) . Wobei μ = 0,029 kg/m3 – Molekulargewicht des Gases (Luft); g = 9,81 m/s2 – Beschleunigung im freien Fall; h - h o - Höhenunterschied über dem Meeresspiegel und der akzeptierten Höhe zu Beginn des Berichts (h=h o); R = 8,31 – J/mol K – Gaskonstante; Po – atmosphärischer Druck auf der Höhe, die als Referenzpunkt dient; T - Temperatur in Kelvin.