ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าความกดอากาศสูงต่างกัน มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับวัดทั้งความดันและความสูง เรียกว่าบารอมิเตอร์-เครื่องวัดระยะสูง ในบทความ เราจะศึกษารายละเอียดว่าความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามความสูงอย่างไร และความหนาแน่นของอากาศเกี่ยวข้องอย่างไร ลองพิจารณาการพึ่งพานี้กับตัวอย่างของกราฟ
ความกดอากาศที่ระดับความสูงต่างกัน
ความกดอากาศขึ้นอยู่กับระดับความสูง เมื่อเพิ่มขึ้น 12 ม. ความดันจะลดลง 1 มม. ปรอท ข้อเท็จจริงนี้สามารถเขียนได้โดยใช้นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้: ∆h/∆P=12 m/mm Hg ศิลปะ. ∆h คือการเปลี่ยนแปลงของระดับความสูง ∆P คือการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศที่มีการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงโดย ∆h อะไรต่อจากนี้
สูตรแสดงให้เห็นว่าความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงอย่างไร ดังนั้นหากเราเพิ่มขึ้น 12 ม. ความดันโลหิตจะลดลง 12 mm Hg หาก 24 ม. - แล้วที่ 2 มม.ปรอท ดังนั้นโดยการวัดความดันบรรยากาศ เราสามารถตัดสินความสูงได้
มิลลิเมตรของปรอทและเฮกโตปาสกาล
ในบางปัญหา ความดันไม่ได้แสดงเป็นมิลลิเมตรของปรอท แต่เป็นหน่วยปาสกาลหรือเฮกโตปาสกาล ให้เราเขียนความสัมพันธ์ข้างต้นสำหรับกรณีที่ความดันแสดงเป็นเฮกโตปาสคาล 1 mmHg ศิลปะ.=133.3 Pa=1.333 hPa.
ตอนนี้ เรามาแสดงอัตราส่วนของความสูงและความกดอากาศกัน ไม่ใช่ในแง่ของมิลลิเมตรของปรอท แต่ในแง่ของเฮกโตปาสคาล ∆h/∆P=12 ม./1, 333 hPa. หลังจากคำนวณแล้ว จะได้: ∆h/∆P=9 m/hPa ปรากฎว่าเมื่อเราสูงขึ้น 9 เมตร ความดันจะลดลงหนึ่งเฮกโตปาสกาล ความดันปกติคือ 1,013 hPa ลองปัดเศษ 1,013 ถึง 1000 และสมมติว่านี่คือ BP บนพื้นผิวโลกพอดี
ถ้าเราปีนขึ้นไป 90 เมตร ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงอย่างไร? ลดลง 10 hPa โดย 90 m - โดย 100 hPa โดย 900 m - โดย 1,000 hPa หากความดันบนพื้นคือ 1,000 hPa และเราปีนขึ้นไป 900 ม. ความกดอากาศจะกลายเป็นศูนย์ ปรากฎว่าบรรยากาศสิ้นสุดที่ระดับความสูงเก้ากิโลเมตร? เลขที่ ที่ระดับความสูงดังกล่าวมีอากาศเครื่องบินบินอยู่ที่นั่น ตกลงว่าไงนะ
ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นของอากาศกับระดับความสูง คุณสมบัติ
ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามความสูงใกล้ผิวโลกอย่างไร? รูปภาพด้านบนได้ตอบคำถามนี้แล้ว ยิ่งระดับความสูงมาก ความหนาแน่นของอากาศก็จะยิ่งต่ำลง ตราบใดที่เราอยู่ใกล้กับพื้นผิวโลก การเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของอากาศจะมองไม่เห็น ดังนั้นสำหรับแต่ละคนต่อหน่วยความสูง ความดันจะลดลงประมาณค่าเดียวกัน นิพจน์ทั้งสองที่เราเขียนไว้ก่อนหน้านี้ควรใช้ว่าถูกต้องก็ต่อเมื่อเราอยู่ใกล้พื้นผิวโลกไม่เกิน 1-1.5 กม.
กราฟแสดงความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูง
ตอนนี้มาดูที่การมองเห็นกัน มาสร้างกราฟความกดอากาศกับความสูงกัน ที่ความสูงเป็นศูนย์ P0=760mm Hg. ศิลปะ. เนื่องจากความสูงที่เพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง อากาศในบรรยากาศจะถูกบีบอัดน้อยลง ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง ดังนั้น บนกราฟ การพึ่งพาแรงกดบนความสูงจะไม่อธิบายเป็นเส้นตรง หมายความว่ายังไง
ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงอย่างไร ? เหนือพื้นดิน? ที่ระดับความสูง 5.5 กม. ลดลง 2 เท่า (Р0/2) ปรากฎว่าถ้าเราขึ้นไปสูงเท่าเดิม นั่นคือ 11 กม. ความดันจะลดลงอีกครึ่งหนึ่งและจะเท่ากับ Р0/4 เป็นต้น
มาเชื่อมจุดกันจะเห็นว่ากราฟไม่ใช่เส้นตรง แต่เป็นเส้นโค้ง ทำไมเมื่อเราเขียนความสัมพันธ์การพึ่งพาอาศัยกัน ดูเหมือนว่าชั้นบรรยากาศจะสิ้นสุดที่ระดับความสูง 9 กม. หรือไม่? เราถือว่ากราฟเป็นเส้นตรงที่ระดับความสูงเท่าใดก็ได้ จะเป็นกรณีนี้หากบรรยากาศเป็นของเหลว นั่นคือถ้าความหนาแน่นคงที่
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่ากราฟนี้เป็นเพียงเศษเสี้ยวของการพึ่งพาอาศัยกันที่ระดับความสูงต่ำ ที่จุดใดบนเส้นนี้ไม่มีแรงดันตกไปที่ศูนย์ แม้แต่ในห้วงอวกาศยังมีโมเลกุลของก๊าซซึ่งอย่างไรก็ตามไม่มีสัมพันธ์กับชั้นบรรยากาศของโลก ไม่มีสุญญากาศแน่นอน ความว่างในทุกจุดของจักรวาล