Частицы воздухаОбщеизвестно, что плотность воздуха с увеличением высоты уменьшается. Это происходит потому, что на частицы воздуха (атомы и молекулы) действует сила земного притяжения.

Под действием этой силы все тела, обладающие той или иной массой, стремятся упасть на Землю. Если бы на атмосферный газ действовала только одна эта сила, то все, частицы воздуха упали бы на Землю, образовав небольшой слой над ее поверхностью.

Но почему же они не падают и атмосфера Земли, хоть и уменьшает свою плотность (а значит и давление) с высотой, простирается вплоть до ближнего космоса, до высоты около 1000 км?

Атмосферный воздухУпаковаться атомам и молекулам в один плотный приземный слой мешают они сами. Дело в том, что все частицы воздуха находятся в непрерывном хаотическом движении. Ясно, что при этом неизбежны их постоянные столкновения, частота которых зависит от количества частиц и от их скорости.

Скорость хаотического движения частиц воздуха определяет собой его температуру. Поэтому можно сказать, что чем больше частиц в данном объеме и чем больше их температура (хаотическая скорость), тем чаще они сталкиваются и больше мешают друг другу, тем больше их давление.

Плотность воздухаПлотность воздуха (его количество в единице объема) можно вычислить, если поделить его массу на занимаемый воздухом объем. Плотность, разделенная на массу одной частицы, дает число частиц в единичном объеме, т. е. концентрацию частиц воздуха.

Условия, в которых находится атмосферный газ, могут меняться. Прежде всего, меняется температура газа. С увеличением температуры растет и давление воздуха. Если же газ не сдерживать стенками сосуда, то с повышением температуры возрастает объем воздуха (давление его при этом остается прежним).

Атмосферные газыЕсли же температуру воздуха не менять, то с увеличением давления его объем уменьшается и, наоборот, с понижением возрастает. Произведение давления газа на его объем (при постоянной температуре) сохраняется всегда постоянной величиной.

Таким образом, на атмосферный газ действует сила земного притяжения и сила давления. Под действием этих сил частицы воздуха выстраиваются от поверхности Земли до ближнего космоса в определенном порядке, по определенному закону.

Этот закон был назван барометрическим. Он гласит, что плотность атмосферного газа уменьшается значительно быстрее, чем увеличивается высота, а именно по экспоненте.

Популярность: 2%

Оставить комментарий