ყველამ არ იცის, რომ ატმოსფერული წნევა განსხვავებულია სხვადასხვა სიმაღლეებზე. არსებობს სპეციალური მოწყობილობაც, როგორც წნევის, ასევე სიმაღლის გასაზომად. მას ბარომეტრი-სიმაღლემეტრი ჰქვია. სტატიაში დეტალურად შევისწავლით თუ როგორ იცვლება ატმოსფერული წნევა სიმაღლესთან და რა კავშირშია ჰაერის სიმკვრივე. განვიხილოთ ეს დამოკიდებულება გრაფიკის მაგალითზე.
ატმოსფერული წნევა სხვადასხვა სიმაღლეებზე
ატმოსფერული წნევა დამოკიდებულია სიმაღლეზე. როდესაც ის იზრდება 12 მ-ით, წნევა მცირდება 1 მმ Hg-ით. ეს ფაქტი შეიძლება ჩაიწეროს შემდეგი მათემატიკური გამოსახულებით: ∆h/∆P=12 მ/მმ Hg. Ხელოვნება. ∆h არის სიმაღლის ცვლილება, ∆P არის ატმოსფერული წნევის ცვლილება ∆h-ით სიმაღლის ცვლილებით. რა მოჰყვება აქედან?
ფორმულა გვიჩვენებს, თუ როგორ იცვლება ატმოსფერული წნევა სიმაღლესთან ერთად. ასე რომ, თუ ავმაღლდებით 12 მ-ით, მაშინ არტერიული წნევა შემცირდება 12 მმ Hg-ით, თუ 24 მ - მაშინ.2 მმ Hg-ზე. ამრიგად, ატმოსფერული წნევის გაზომვით, შეიძლება ვიმსჯელოთ სიმაღლეზე.
მილიმეტრი ვერცხლისწყალი და ჰექტოპასკალი
ზოგიერთ პრობლემაში წნევა გამოიხატება არა ვერცხლისწყლის მილიმეტრებში, არამედ პასკალებში ან ჰექტოპასკალებში. დავწეროთ ზემოხსენებული მიმართება იმ შემთხვევისთვის, როდესაც წნევა გამოხატულია ჰექტოპასკალებში. 1 მმ Hg Ხელოვნება.=133.3 Pa=1.333 hPa.
ახლა გამოვხატოთ სიმაღლისა და ატმოსფერული წნევის თანაფარდობა არა ვერცხლისწყლის მილიმეტრებში, არამედ ჰექტოპასკალებში. ∆h/∆P=12 მ/1, 333 ჰპა. გამოთვლის შემდეგ ვიღებთ: ∆h/∆P=9 მ/სთპა. თურმე 9 მეტრით აწევისას წნევა ერთი ჰექტოპასკალით იკლებს. ნორმალური წნევაა 1013 ჰპა. დავამრგვალოთ 1013-დან 1000-მდე და დავუშვათ, რომ ეს არის ზუსტად BP დედამიწის ზედაპირზე.
თუ ავიდეთ 90 მეტრზე, როგორ იცვლება ატმოსფერული წნევა სიმაღლესთან ერთად? მცირდება 10 ჰპა-ით, 90 მ-ით - 100 ჰპა-ით, 900 მ-ით - 1000 ჰპა-ით. თუ მიწაზე წნევა არის 1000 ჰპა და ჩვენ ავედით 900 მ ზევით, მაშინ ატმოსფერული წნევა ნული გახდა. მაშ, გამოდის, რომ ატმოსფერო მთავრდება ცხრა კილომეტრის სიმაღლეზე? არა. ასეთ სიმაღლეზე ჰაერია, იქ თვითმფრინავები დაფრინავენ. რა არის საქმე?
კავშირი ჰაერის სიმკვრივესა და სიმაღლეს შორის. ფუნქციები
როგორ იცვლება ატმოსფერული წნევა დედამიწის ზედაპირთან ახლოს სიმაღლესთან ერთად? ზემოთ მოცემულმა სურათმა უკვე გასცა პასუხი ამ კითხვას. რაც უფრო მაღალია სიმაღლე, მით უფრო დაბალია ჰაერის სიმკვრივე. სანამ დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ვართ, ჰაერის სიმკვრივის ცვლილება შეუმჩნეველია. ამიტომ, თითოეულიერთეულის სიმაღლეზე, წნევა მცირდება დაახლოებით იგივე მნიშვნელობით. ორი გამოთქმა, რომელიც ადრე დავწერეთ, სწორი უნდა მივიღოთ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ჩვენ ახლოს ვართ დედამიწის ზედაპირთან, არაუმეტეს 1-1,5 კმ-ისა.
გრაფიკი, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ იცვლება ატმოსფერული წნევა სიმაღლეზე
ახლა გადავიდეთ ხილვადობაზე. მოდით ავაშენოთ ატმოსფერული წნევის გრაფიკი სიმაღლის მიმართ. ნულოვანი სიმაღლეზე P0=760მმ Hg. Ხელოვნება. იმის გამო, რომ სიმაღლის მატებასთან ერთად წნევა მცირდება, ატმოსფერული ჰაერი ნაკლებად შეკუმშული იქნება, მისი სიმკვრივე უფრო ნაკლები გახდება. მაშასადამე, გრაფიკზე წნევის დამოკიდებულება სიმაღლეზე არ იქნება აღწერილი სწორი ხაზით. რას ნიშნავს ეს?
როგორ იცვლება ატმოსფერული წნევა სიმაღლესთან ერთად? Მიწის ზემოთ? 5,5 კმ სიმაღლეზე მცირდება 2-ჯერ (Р0/2). გამოდის, რომ იმავე სიმაღლეზე, ანუ 11 კმ-ზე ავედით, წნევა კიდევ ნახევარით შემცირდება და Р0/4 და ა.შ.
დავუკავშიროთ წერტილები და დავინახავთ, რომ გრაფიკი არ არის სწორი ხაზი, არამედ მრუდი. რატომ, როდესაც ჩვენ დავწერეთ დამოკიდებულების მიმართება, ჩანდა, რომ ატმოსფერო მთავრდება 9 კმ სიმაღლეზე? მიგვაჩნია, რომ გრაფიკი სწორია ნებისმიერ სიმაღლეზე. ეს ასე იქნებოდა, თუ ატმოსფერო თხევადი იყო, ანუ მისი სიმკვრივე მუდმივი.
მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ ეს გრაფიკი მხოლოდ დაბალ სიმაღლეებზე დამოკიდებულების ფრაგმენტია. ამ ხაზის არცერთ წერტილში წნევა ნულამდე არ ეცემა. ღრმა სივრცეშიც კი არის გაზის მოლეკულები, რომლებიც, თუმცა, არ გააჩნიათკავშირი დედამიწის ატმოსფეროსთან. არ არსებობს აბსოლუტური ვაკუუმი, სიცარიელე სამყაროს არცერთ წერტილში.
