Көп адамдар бийиктик жогорулаган сайын абанын басымы төмөндөй турганын билишет. Эмне үчүн аба басымы бийиктикке жараша азаят деген суроону карап, басымдын бийиктикке көз карандылыгынын формуласын бериңиз, ошондой эле алынган формуланы колдонуу менен маселени чечүүнүн мисалын карап көрүңүз.
Аба деген эмне?
Аба – бул биздин планетанын атмосферасын түзгөн газдардын түссүз аралашмасы. Анын курамында көптөгөн түрдүү газдар бар, алардын негизгилери азот (78%), кычкылтек (21%), аргон (0,9%), көмүр кычкыл газы (0,03%) жана башкалар.
Физиканын көз карашы боюнча, абанын Жердеги учурдагы шарттарда жүрүм-туруму идеалдуу газдын мыйзамдарына баш ийет - моделге ылайык, газдын молекулалары жана атомдору бири-бири менен өз ара аракеттенишпейт. алардын ортосундагы аралыктар чоңдуктарына салыштырмалуу абдан чоң жана бөлмө температурасында кыймылдын ылдамдыгы болжол менен 1000 м/с.
Аба басымы
Басымдын бийиктиктен көз карандылыгы жөнүндөгү маселени карап, эмнени билдирерин түшүнүшүңүз керек.физикалык көз караштан алганда "басым" түшүнүгү болуп саналат. Аба басымы деп аба мамысынын бетине басым жасаган күчү түшүнүлөт. Физикада ал паскаль (Па) менен өлчөнөт. 1 Па 1 м2 2 бетине перпендикуляр 1 Ньютон (N) күч колдонулганын билдирет. Ошентип, 1 Па басым өтө кичинекей басым.
Деңиз деңгээлинде абанын басымы 101325 Па. Же тегеректөө, 0,1 МПа. Бул чоңдук 1 атмосферанын басымы деп аталат. Жогорудагы сүрөттө 1 м2 платформада 100 кН күч менен аба пресстери айтылат! Бул чоң күч, бирок адам муну сезбейт, анткени анын ичиндеги кан да ушундай басымды жаратат. Мындан тышкары, аба суюк заттарды билдирет (суюктуктар да аларга таандык). Ал эми бул бардык багыттар боюнча бирдей басым жасайт дегенди билдирет. Акыркы факт атмосферанын адамга ар кайсы тараптан басымы бири-бири менен компенсацияланарын көрсөтүп турат.
Басымдын бийиктиктен көз карандылыгы
Биздин планетанын айланасындагы атмосфера жердин тартылуу күчү менен кармалып турат. Гравитациялык күчтөр бийиктиктин жогорулашы менен аба басымынын төмөндөшүнө да жооптуу. Калыстык үчүн, жердин тартылуу күчү гана эмес, басымдын төмөндөшүнө алып келерин белгилей кетүү керек. Температураны төмөндөтүү да салым кошот.
Аба суюктук болгондуктан, ал үчүн басымдын тереңдикке (бийиктикке) көз карандылыгынын гидростатикалык формуласын колдонсоңуз болот, башкача айтканда, ΔP=ρgΔh, мында: ΔP – басымдын көлөмү өзгөртүүбийиктикти Δh менен өзгөрткөндө, ρ - абанын тыгыздыгы, g - эркин түшүү ылдамдыгы.
Аба идеалдуу газ экенин эске алсак, идеалдуу газ абалынын теңдемесинен ρ=Pm/(kT), мында m – 1 молекуланын массасы, T – анын температурасы, к Больцмандын туруктуусу.
Жогорудагы эки формуланы бириктирип, натыйжада басым менен бийиктиктин теңдемесин чечип, төмөнкү формуланы алууга болот: Ph=P0e-mgh/(kT) мында Ph жана P0- тиешелүүлүгүнө жараша h бийиктикте жана деңиз деңгээлинде басым. Натыйжадагы туюнтма барометрдик формула деп аталат. Аны бийиктиктин функциясы катары атмосфералык басымды эсептөө үчүн колдонсо болот.
Кээде практикалык максат үчүн тескери маселени чечүү, башкача айтканда, басымды билип, бийиктикти табуу керек болот. Барометрдик формуладан бийиктиктин басымдын деңгээлине көз карандылыгын оңой ала аласыз: h=kTln(P0/Ph)/(м г).
Маселени чечүү мисалы
Боливиянын Ла-Пас шаары дүйнөдөгү "эң бийик" борбор. Ар кандай булактардан бул шаар деңиз деңгээлинен 3250 метрден 3700 метрге чейинки бийиктикте жайгашканы келип чыгат. Милдет Ла-Пастын бийиктигинде абанын басымын эсептөөдө.
Маселени чечүү үчүн басымдын бийиктикке көз карандылык формуласын колдонобуз: Ph=P0e -mg h/(kT), мында: P0=101 325 Па, g=9,8 м/с 2, k=1,3810-23 J/K, T=293 K (20 oC), ч=3475 м (орточо 3250 м жана3700 м), м=4, 81710-26 кг (29 г/моль абанын молярдык массасын эсепке алуу менен). Сандардын ордуна төмөнкүнү алабыз: Ph=67,534 Па.
Ошентип, Боливиянын борборундагы аба басымы деңиз деңгээлиндеги басымдын 67% түзөт. Төмөн аба басымы адам тоолуу аймактарга чыкканда баш айланууга жана дененин жалпы алсыздыгына алып келет.
