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Der Luftdruck ändert sich mit der Höhe. Barometrische Formel. Atmosphärendruck. Veränderung und Einfluss auf das Wetter


Wie verändert sich das Luftvolumen beim Erhitzen und Abkühlen? Wie kann man beweisen, dass Luft Gewicht hat? Welche Luft, warm oder kalt, ist schwerer?

1. Das Konzept des Atmosphärendrucks und seine Messung. Die Luft ist sehr leicht, übt jedoch einen erheblichen Druck auf die Erdoberfläche aus. Durch das Gewicht der Luft entsteht Atmosphärendruck.

Luft übt Druck auf alle Gegenstände aus. Um dies zu überprüfen, führen Sie das folgende Experiment durch. Gießen Sie ein volles Glas Wasser ein und bedecken Sie es mit einem Stück Papier. Drücken Sie das Papier mit der Handfläche gegen die Kanten des Glases und drehen Sie es schnell um. Nehmen Sie Ihre Handfläche vom Blatt und Sie werden sehen, dass das Wasser nicht aus dem Glas fließt, da der Luftdruck das Blatt an die Ränder des Glases drückt und das Wasser festhält.

Atmosphärendruck- die Kraft, mit der Luft auf die Erdoberfläche und alle darauf befindlichen Objekte drückt. Auf jeden Quadratzentimeter Erdoberfläche übt Luft einen Druck von 1,033 Kilogramm aus – also 1,033 kg/cm2.

Barometer dienen zur Messung des Luftdrucks. Es gibt Quecksilberbarometer und Metallbarometer. Letzteres wird Aneroid genannt. Bei einem Quecksilberbarometer (Abb. 17) wird ein oben mit Quecksilber verschlossenes Glasrohr mit seinem offenen Ende in eine Quecksilberschale abgesenkt; über der Oberfläche des Quecksilbers im Rohr befindet sich ein luftloser Raum. Ändern Luftdruck auf der Oberfläche des Quecksilbers in der Schüssel bewirkt, dass die Quecksilbersäule steigt oder fällt. Die Höhe des Luftdrucks wird durch die Höhe bestimmt Quecksilber in der Röhre.

Der Hauptteil des Aneroidbarometers (Abb. 18) ist ein Metallkasten, in dem sich keine Luft befindet und der sehr empfindlich auf Änderungen des atmosphärischen Drucks reagiert. Bei sinkendem Druck dehnt sich der Kasten aus, bei steigendem Druck zieht er sich zusammen. Änderungen in der Box werden mit Hilfe eines einfachen Geräts auf den Pfeil übertragen, der den Atmosphärendruck auf der Skala anzeigt. Die Skala ist nach dem Quecksilberbarometer unterteilt.

Wenn wir uns eine Luftsäule von der Erdoberfläche bis zu den oberen Schichten der Atmosphäre vorstellen, dann ist das Gewicht einer solchen Luftsäule entspricht dem Gewicht einer 760 mm hohen Quecksilbersäule. Dieser Druck wird normaler Atmosphärendruck genannt. Dies ist der Luftdruck bei 45° Breite und einer Temperatur von 0°C auf Meereshöhe. Wenn die Höhe der Säule mehr als 760 mm beträgt, wird der Druck erhöht, bei geringerem Druck verringert. Der Atmosphärendruck wird in Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) gemessen.

2. Änderung des Atmosphärendrucks. Der Atmosphärendruck ändert sich ständig aufgrund von Änderungen der Lufttemperatur und ihrer Bewegung. Wenn Luft erhitzt wird, vergrößert sich ihr Volumen, Dichte und Gewicht nehmen ab. Dadurch sinkt der Luftdruck. Je dichter die Luft, desto schwerer ist sie und desto höher ist der atmosphärische Druck. Tagsüber steigt sie zweimal an (morgens und abends) und nimmt zweimal ab (nach Mittag und nach Mitternacht). Der Druck nimmt dort zu, wo mehr Luft vorhanden ist, und nimmt dort ab, wo die Luft austritt. Der Hauptgrund für die Luftbewegung ist ihre Erwärmung und Abkühlung Erdoberfläche. Besonders ausgeprägt sind diese Schwankungen in niedrigen Breiten. (Welcher Luftdruck wird nachts über Land und über Wasser beobachtet?) Im Laufe des Jahres herrscht der höchste Druck Wintermonate und im Sommer am kleinsten. (Erklären Sie diese Druckverteilung.) Diese Veränderungen sind in mittleren und hohen Breiten am stärksten ausgeprägt und in niedrigen Breiten am schwächsten.


Der Luftdruck nimmt mit der Höhe ab. Warum passiert das? Die Druckänderung wird durch eine Abnahme der Höhe der Luftsäule verursacht, die auf die Erdoberfläche drückt. Darüber hinaus nimmt mit zunehmender Höhe die Luftdichte ab und der Druck sinkt. In einer Höhe von etwa 5 km verringert sich der Luftdruck im Vergleich zu normaler Druck auf Meereshöhe, in einer Höhe von 15 km - 8-mal weniger, 20 km - 18-mal.

In der Nähe der Erdoberfläche nimmt sie um etwa 10 mm Quecksilber pro 100 m Aufstieg ab (Abb. 19).

Ab einer Höhe von 3000 m beginnt sich ein Mensch unwohl zu fühlen und es treten Anzeichen der Höhenkrankheit auf: Atemnot, Schwindel. Oberhalb von 4000 m kann es zu geringfügigem Nasenbluten kommen Blutgefäße, Bewusstlosigkeit ist möglich. Dies liegt daran, dass die Luft mit zunehmender Höhe dünner wird und sowohl der Sauerstoffgehalt als auch der Luftdruck abnehmen. Der menschliche Körper ist an solche Bedingungen nicht angepasst.

Auf der Erdoberfläche ist der Druck ungleichmäßig verteilt. In der Nähe des Äquators wird die Luft sehr heiß (Warum?), und der Luftdruck ist das ganze Jahr über niedrig. In den Polarregionen ist die Luft kalt und dicht und der Luftdruck hoch. (Warum?)


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PraktischUnde Aufgaben

    *Am Fuße des Berges beträgt der Luftdruck 740 mmHg. Art., oben 340 mm Hg. Kunst. Berechnen Sie die Höhe des Berges.

    *Berechnen Sie die Kraft, mit der Luft auf die Handfläche einer Person drückt, wenn diese etwa 100 cm2 groß ist.

    *Bestimmen Sie den Luftdruck in einer Höhe von 200 m, 400 m, 1000 m, wenn er auf Meereshöhe 760 mm Hg beträgt. Kunst.

Das ist interessant

Der höchste Luftdruck beträgt etwa 816 mm. Hg - registriert in Russland, in der sibirischen Stadt Turuchansk. Der niedrigste (auf Meereshöhe) Luftdruck, der in der Region Japan während des Hurrikans Nancy gemessen wurde – etwa 641 mm Hg.

Expertenwettbewerb

Die durchschnittliche Oberfläche des menschlichen Körpers beträgt 1,5 m2. Das bedeutet, dass die Luft auf jeden von uns einen Druck von 15 Tonnen ausübt, der alle Lebewesen zerstören kann. Warum spüren wir es nicht?

Als normal gilt der Luftdruck im Bereich von 750–760 mm Hg. (Millimeter Quecksilbersäule). Im Laufe des Jahres schwankt er innerhalb von 30 mmHg. Art. und tagsüber - innerhalb von 1-3 mm Hg. Kunst. Kunst. Eine starke Änderung des Luftdrucks führt bei wetterempfindlichen und manchmal auch bei gesunden Menschen häufig zu einer Verschlechterung des Gesundheitszustands.

Wenn sich das Wetter ändert, fühlen sich auch Patienten mit Bluthochdruck unwohl. Betrachten wir, wie sich der Luftdruck auf hypertensive und wetterempfindliche Menschen auswirkt.

Wetterabhängige und gesunde Menschen

Gesunde Menschen spüren keine Wetterveränderungen. Bei Menschen, die wetterabhängig sind, treten folgende Symptome auf:

  • Schwindel;
  • Schläfrigkeit;
  • Apathie, Lethargie;
  • Gelenkschmerzen;
  • Angst, Furcht;
  • Magen-Darm-Funktionsstörung;
  • Schwankungen des Blutdrucks.

Oftmals verschlechtert sich der Gesundheitszustand im Herbst, wenn Erkältungen und chronische Krankheiten verschlimmert werden. Liegen keine Pathologien vor, äußert sich die Meteosensitivität als Unwohlsein.

Im Gegensatz zu gesunden Menschen reagieren wetterabhängige Menschen nicht nur auf Schwankungen des Luftdrucks, sondern auch auf erhöhte Luftfeuchtigkeit, plötzliche Kälte oder Erwärmung. Die Gründe hierfür sind häufig:

  • Geringe körperliche Aktivität;
  • Vorliegen von Krankheiten;
  • Rückgang der Immunität;
  • Verschlechterung des Zentralnervensystems;
  • Schwache Blutgefäße;
  • Alter;
  • Ökologische Situation;
  • Klima.

Dadurch verschlechtert sich die Fähigkeit des Körpers, sich schnell an veränderte Wetterbedingungen anzupassen.


Hoher Luftdruck und Bluthochdruck

Wenn der Luftdruck hoch ist (über 760 mm Hg), es keinen Wind und keinen Niederschlag gibt, spricht man vom Beginn eines Hochdruckgebiets. In diesem Zeitraum kommt es zu keinen plötzlichen Temperaturschwankungen. Die Menge schädlicher Verunreinigungen in der Luft nimmt zu.

Anticyclone wirkt sich negativ auf Bluthochdruckpatienten aus. Ein Anstieg des Luftdrucks führt zu einem Anstieg des Blutdrucks. Die Leistungsfähigkeit nimmt ab, es treten Pulsationen und Schmerzen im Kopf sowie Herzschmerzen auf. Weitere Symptome des negativen Einflusses des Antizyklons:

  • Erhöhter Puls;
  • Schwäche;
  • Lärm in den Ohren;
  • Gesichtsrötung;
  • Blinkende „Fliegen“ vor den Augen.

Die Anzahl der weißen Blutkörperchen im Blut nimmt ab, was das Risiko für die Entwicklung von Infektionen erhöht.

Ältere Menschen mit chronischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind besonders anfällig für die Auswirkungen des Hochdruckgebiets.. Mit einem Anstieg des Luftdrucks steigt die Wahrscheinlichkeit einer Hypertonie-Komplikation – einer Krise –, insbesondere wenn der Blutdruck auf 220/120 mm Hg ansteigt. Kunst. Mögliche Entwicklung anderer gefährliche Komplikationen(Embolie, Thrombose, Koma).

Niedriger Luftdruck

Niedriger Luftdruck wirkt sich auch negativ auf Patienten mit Bluthochdruck aus – ein Zyklon. Es zeichnet sich aus wolkiges Wetter, Niederschlag, hohe Luftfeuchtigkeit. Der Luftdruck sinkt unter 750 mm Hg. Kunst. Der Zyklon hat folgende Wirkung auf den Körper: Die Atmung wird häufiger, der Puls beschleunigt sich, die Kraft des Herzschlags nimmt jedoch ab. Manche Menschen leiden unter Atemnot.

Bei niedrigem Luftdruck sinkt auch der Blutdruck. Bedenkt man, dass Bluthochdruckpatienten blutdrucksenkende Medikamente einnehmen, wirkt sich der Zyklon negativ auf ihr Wohlbefinden aus. Folgende Symptome treten auf:


  • Schwindel;
  • Schläfrigkeit;
  • Kopfschmerzen;
  • Erschöpfung.

In einigen Fällen kommt es zu einer Verschlechterung der Funktion des Magen-Darm-Trakts.

Bei steigendem Luftdruck sollten Patienten mit Bluthochdruck und wetterempfindliche Menschen auf aktive körperliche Aktivität verzichten. Wir müssen uns mehr ausruhen. Empfehlenswert ist eine kalorienarme Ernährung mit erhöhtem Obstanteil.

Selbst „fortgeschrittener“ Bluthochdruck kann zu Hause geheilt werden, ohne Operation oder Krankenhausaufenthalt. Denken Sie daran, einmal am Tag...

Wenn der Antizyklon mit Hitze einhergeht, muss er ebenfalls ausgeschlossen werden körperliche Bewegung. Wenn möglich, sollten Sie sich in einem klimatisierten Raum aufhalten. Eine kalorienarme Ernährung wird relevant sein. Erhöhen Sie die Menge an kaliumreichen Lebensmitteln in Ihrer Ernährung.

Verursacht durch das Gewicht der Luft. 1 m³ Luft wiegt 1,033 kg. Auf jeden Meter Erdoberfläche herrscht ein Luftdruck von 10033 kg. Damit ist eine Luftsäule vom Meeresspiegel bis zur oberen Atmosphäre gemeint. Wenn wir es mit einer Wassersäule vergleichen, wäre deren Durchmesser nur 10 Meter hoch. Das heißt, der atmosphärische Druck wird durch die eigene Luftmasse erzeugt. Der Betrag des atmosphärischen Drucks pro Flächeneinheit entspricht der Masse der darüber befindlichen Luftsäule. Durch die Zunahme der Luft in dieser Säule steigt der Druck, und wenn die Luft abnimmt, kommt es zu einer Abnahme. Als normaler Atmosphärendruck gilt der Luftdruck bei t 0°C auf Meereshöhe und einem Breitengrad von 45°. In diesem Fall drückt die Atmosphäre mit einer Kraft von 1,033 kg pro 1 cm² Erdfläche. Die Masse dieser Luft wird durch eine 760 mm hohe Quecksilbersäule ausgeglichen. Der Atmosphärendruck wird anhand dieser Beziehung gemessen. Sie wird in Millimetern Quecksilbersäule oder Millibar (mb) sowie in Hektopascal gemessen. 1mb = 0,75 mm Hg, 1 hPa = 1 mm.

Messung des atmosphärischen Drucks.

mit Barometern gemessen. Es gibt sie in zwei Arten.

1. Ein Quecksilberbarometer ist ein Glasrohr, das oben verschlossen ist und dessen offenes Ende in eine Metallschale mit Quecksilber eingetaucht ist. Neben dem Schlauch ist eine Skala angebracht, die die Druckänderung anzeigt. Auf das Quecksilber wirkt Luftdruck, der durch sein Gewicht die Quecksilbersäule im Glasrohr ausbalanciert. Die Höhe der Quecksilbersäule ändert sich mit Druckänderungen.

2. Ein Metallbarometer oder Aneroid ist eine hermetisch verschlossene Wellblechbox. In dieser Box befindet sich verdünnte Luft. Die Druckänderung führt dazu, dass die Wände des Kastens vibrieren und nach innen oder außen gedrückt werden. Diese durch ein Hebelsystem erzeugten Vibrationen bewirken, dass sich der Pfeil entlang einer Skala bewegt.

Registrierbarometer oder Barographen dienen der Aufzeichnung von Veränderungen Luftdruck. Der Stift nimmt die Schwingungen der Wände der Aneroidbox auf und zeichnet eine Linie auf das Band der Trommel, die sich um ihre Achse dreht.

Was ist Atmosphärendruck?

Atmosphärendruck bei Globus variiert stark. Sein Minimalwert - 641,3 mm Hg oder 854 mb - wurde überschritten Pazifik See im Hurrikan Nancy, und das Maximum betrug 815,85 mm Hg. oder 1087 MB in Turuchansk im Winter.

Der Luftdruck auf der Erdoberfläche ändert sich mit der Höhe. Durchschnitt atmosphärischer Druckwertüber dem Meeresspiegel - 1013 mb oder 760 mm Hg. Je höher die Höhe, desto geringer ist der Luftdruck, da die Luft immer dünner wird. IN unterste Schicht in der Troposphäre bis zu einer Höhe von 10 m nimmt sie um 1 mmHg ab. für alle 10 m oder 1 MB für alle 8 Meter. In einer Höhe von 5 km ist es 2-mal weniger, in 15 km - 8-mal, in 20 km - 18-mal.

Aufgrund von Luftbewegungen, Temperaturänderungen und saisonalen Veränderungen Atmosphärendruck ständig ändernd. Zweimal am Tag, morgens und abends, steigt und sinkt sie gleich oft, nach Mitternacht und nach Mittag. Aufgrund der kalten und verdichteten Luft ist der Luftdruck das ganze Jahr über im Winter am höchsten und im Sommer am niedrigsten.

Ständig verändernd und zonal über die Erdoberfläche verteilt. Dies ist auf die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche durch die Sonne zurückzuführen. Die Druckänderung wird durch die Luftbewegung beeinflusst. Wo mehr Luft ist, ist der Druck hoch, und wo die Luft austritt, ist er niedrig. Die von der Oberfläche erwärmte Luft steigt auf und der Druck auf der Oberfläche nimmt ab. In der Höhe beginnt die Luft abzukühlen, wird dichter und sinkt in nahe gelegene kalte Gebiete. Dort steigt der Luftdruck. Folglich wird die Druckänderung durch die Bewegung der Luft infolge ihrer Erwärmung und Abkühlung von der Erdoberfläche verursacht.

Atmosphärendruck in Äquatorialzone ständig reduziert und in tropischen Breiten erhöht. Dies geschieht aufgrund ständiger hohe Temperaturen Luft am Äquator. Die erwärmte Luft steigt auf und bewegt sich in Richtung der Tropen. In der Arktis und Antarktis ist die Erdoberfläche immer kalt und der Luftdruck hoch. Sie wird durch Luft verursacht, die aus gemäßigten Breiten stammt. Im Gegenzug, in gemäßigte Breiten Durch den Luftaustritt entsteht eine Zone niedriger Blutdruck. Somit gibt es auf der Erde zwei Gürtel Luftdruck- niedrig und hoch. Am Äquator und in zwei gemäßigten Breiten verringert. Aufgewachsen auf zwei tropischen und zwei polaren. Sie können sich je nach Jahreszeit, die der Sonne folgt, leicht in Richtung der Sommerhalbkugel verschieben.

Polargürtel hoher Druck existieren das ganze Jahr über, im Sommer schrumpfen sie jedoch und im Winter dehnen sie sich im Gegenteil aus. Das ganze Jahr Gebiete mit niedrigem Druck bleiben in der Nähe des Äquators und in südlichen Hemisphäre in gemäßigten Breiten. Auf der Nordhalbkugel laufen die Dinge anders ab. In den gemäßigten Breiten der nördlichen Hemisphäre nimmt der Druck über den Kontinenten und dem Feld stark zu niedriger Druck als ob „kaputt“: Es bleibt nur über den Ozeanen in Form geschlossener Gebiete erhalten niedriger atmosphärischer Druck- Isländische und aleutische Mindestbeträge. Über den Kontinenten, auf denen der Druck merklich zugenommen hat, bilden sich Wintermaxima: Asien (Sibirien) und Nordamerika (Kanada). Im Sommer stellt sich das Tiefdruckgebiet in den gemäßigten Breiten der Nordhalbkugel wieder ein. Gleichzeitig bildet sich über Asien ein riesiges Tiefdruckgebiet. Dies ist das asiatische Tief.

Im Gürtel erhöhter Luftdruck- In den Tropen erwärmen sich die Kontinente stärker als die Ozeane und der Druck über ihnen ist geringer. Aus diesem Grund werden über den Ozeanen subtropische Höhen unterschieden:

  • Nordatlantik (Azoren);
  • Südatlantik;
  • Südpazifik;
  • Indisch.

Trotz Großmaßstab saisonale Veränderungen ihre Indikatoren, Gürtel mit niedrigem und hohem Atmosphärendruck der Erde- Formationen sind recht stabil.

Unter dem Einfluss der Schwerkraft drücken die oberen Luftschichten der Erdatmosphäre auf die darunter liegenden Schichten. Dieser Druck wird nach dem Pascalschen Gesetz in alle Richtungen übertragen. Der höchste Wert wird als Druck bezeichnet atmosphärisch, liegt nahe der Erdoberfläche.

In einem Quecksilberbarometer wird das Gewicht einer Quecksilbersäule pro Flächeneinheit (hydrostatischer Druck von Quecksilber) durch das Gewicht der Säule ausgeglichen atmosphärische Luft pro Flächeneinheit - Atmosphärendruck (siehe Abbildung).

Mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel nimmt der Luftdruck ab (siehe Grafik).

Archimedische Kraft für Flüssigkeiten und Gase. Segelbedingungen

Auf einen in eine Flüssigkeit oder ein Gas eingetauchten Körper wirkt eine vertikal nach oben gerichtete Auftriebskraft, die dem Gewicht der Flüssigkeit (Gas) im Volumen des eingetauchten Körpers entspricht.

Die Formulierung von Archimedes: Ein Körper verliert in einer Flüssigkeit genau so viel Gewicht, wie die verdrängte Flüssigkeit wiegt.

Die Verschiebungskraft wird im geometrischen Mittelpunkt des Körpers (bei homogenen Körpern im Schwerpunkt) ausgeübt.

Unter normalen irdischen Bedingungen ist ein Körper, der sich in einer Flüssigkeit oder einem Gas befindet, zwei Kräften ausgesetzt: der Schwerkraft und der archimedischen Kraft. Ist die Schwerkraft größer als die archimedische Kraft, sinkt der Körper.

Wenn der Modul der Schwerkraft gleich dem Modul der archimedischen Kraft ist, kann sich der Körper in jeder Tiefe im Gleichgewicht befinden.

Ist die archimedische Kraft größer als die Schwerkraft, schwebt der Körper nach oben. Der Schwimmkörper ragt teilweise über die Flüssigkeitsoberfläche hinaus; Das Volumen des eingetauchten Körperteils ist so groß, dass das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit gleich dem Gewicht des schwimmenden Körpers ist.

Die archimedische Kraft ist größer als die Schwerkraft, wenn die Dichte der Flüssigkeit größer ist als die Dichte des eingetauchten Körpers und umgekehrt.

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 bei einem Anstieg um einen Kilometer der Druck auf 0,9 des Drucks auf Meereshöhe sinkt, bei einem Anstieg um den nächsten 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“. In einer Höhe von 5,6 km beträgt der Normaldruck nicht 760, sondern 380 mm Hg.

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 Luftdichte etwa 1000 g/m3, 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.