Атмосферное давление по высоте над уровнем моря
Зависимость давления от высоты над уровнем моря
Сегодня разбираем еще один запрос пользователя — Атмосферное давление, в котором нас просят вычислить атмосферное давление. В виду отсутствия дополнительной информации в запросе, я предположил, что нужно рассчитывать атмосферное давление в зависимости от высоты над уровнем моря.
Зависимость давления газа от высоты определяется так называемой барометрической формулой
,
где
— разность высот, м
— молярная масса воздуха, 29 г/моль (в расчете используется 0.029 кг/моль)
— универсальная газовая постоянная, 8.31 Дж/(мольК)
— ускорение силы тяжести, 9.81 м/(сс)
— температура воздуха (К)
Кстати, еще тема атмосферного давления развивается здесь Барометрическое нивелирование и здесь Зависимость температуры кипения воды от высоты над уровнем моря.
Ниже калькулятор — вводим давление на высоте уровня моря (можно оставить по умолчанию; 760 миллиметров ртутного столба — это нормальное атмосферное давление), температуру и высоту, получаем результат.
Зависимость давления от высоты над уровнем моря
Давление на уровне моря (мм.рт.ст.)
Температура воздуха (градусы Цельсия)
Высота над уровнем моря (метры)
Давление на заданной высоте (мм.рт.ст.)
content_copy Ссылка save Сохранить extension Виджет
| | Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Давление и Вакуум / / Давление атмосферы на различной высоте над землей.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| TehTab.ru Реклама, сотрудничество: [email protected] | Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ГОСТ 15150-69 Атмосферное давление
Главная / Проектировщику / Справочная информация – ГОСТ СНИП ПБ / ГОСТ 15150-69 /Версия для печатиТаблица 1. Группы пониженного давления
|
Обозначение групп пониженного давления |
Атмосферное давление |
Высота над уровнем моря, тыс. м |
|||
|---|---|---|---|---|---|
|
нижнее значение |
Среднее значение (по ГОСТ 4401) |
||||
|
кПа |
мм рт ст. |
кПа |
мм рт. ст. |
||
|
а |
70,0 |
525 |
75,6 |
567 |
2,4 |
|
б |
60,0 |
450 |
65,8 |
493 |
3,5 |
|
в |
53,3 |
400 |
59,3 |
445 |
4,3 |
|
г |
26,7 |
200 |
29,0 |
218 |
9,4 |
|
д |
12,0 |
90 |
13,3 |
100 |
14,4 |
|
е |
4,4 |
33 |
5,5 |
41 |
20,0 |
|
ж |
2,0 |
15 |
2,2 |
16 |
26,0 |
|
з |
6×10-1 |
5 |
6×10-1 |
5 |
34,0 |
|
и |
1,3×10-1 |
1 |
1,3×10-1 |
1 |
45,8 |
|
к |
1,3×10-2 |
10-1 |
1,3×10-2 |
10-1 |
63,6 |
|
л |
1,3×10-4 |
10-3 |
1,3×10-4 |
10-3 |
91,7 |
|
м |
1,3×10-7 |
10-6 |
1,3×10-7 |
10-6 |
200 |
|
н |
1,3×10-10 |
10-9 |
1,3×10-10 |
10-9 |
Средний и дальний космос |
|
о |
1,3×10-11 |
10-12 |
1,3×10-13 |
10-12 |
|
|
п |
1,3×10-14 |
10-13 |
1,3×10-14 |
10-13 |
|
Таблица 2. Зависимость рабочих значений атмосферного давления от высоты над уровнем моря
|
Атмосферное давление |
Высота над уровнем моря, тыс. м |
|||
|---|---|---|---|---|
|
нижнее значение |
среднее значение (по ГОСТ 4401) |
|||
|
кПа |
мм рт. ст. |
кПа |
мм рт. ст. |
|
|
86,6 |
650 |
89,9 |
674 |
1,0 |
|
73,3 |
550 |
79,5 |
596 |
2,0 |
|
64,0 |
480 |
70,1 |
526 |
3,0 |
|
56,0 |
420 |
61,6 |
462 |
4,0 |
|
48,0 |
360 |
54,0 |
405 |
5,0 |
|
42,0 |
315 |
47,2 |
354 |
6,0 |
|
36,7 |
275 |
41,1 |
308 |
7,0 |
|
31,3 |
235 |
35,6 |
267 |
8,0 |
|
28,0 |
210 |
30,8 |
231 |
9,0 |
|
24,3 |
182 |
26,5 |
199 |
10,0 |
|
18,0 |
135 |
19,4 |
145 |
12,0 |
|
12,8 |
96 |
14,2 |
106 |
14,0 |
|
10,7 |
80 |
12,1 |
91 |
15,0 |
|
8,6 |
64 |
10,4 |
78 |
16,0 |
|
6,4 |
48 |
7,6 |
57 |
18,0 |
|
1,0 |
7,5 |
1,0 |
7,7 |
31,0 |
Таблица 3. Группы давления для шахт
|
Обозначение группы давления |
Высота над уровнем моря, тыс. м |
Давление воздуха |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Рабочее значение |
Предельное рабочее значение, нижнее |
||||||||
|
нижнее |
среднее |
верхнее |
кПа |
мм рт.ст. |
|||||
|
кПа |
мм рт.ст. |
кПа |
мм рт.ст. |
кПа |
мм рт.ст. |
||||
|
- |
От 1,0 |
86,6 |
50 |
90 |
196 |
106 |
811 |
82 |
188 |
|
|
до 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
От 0 |
94 |
705 |
102 |
208 |
120 |
226 |
92 |
198 |
|
|
до - 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
От - 1,0 |
106 |
811 |
114 |
220 |
135 |
241 |
104 |
210 |
|
|
до -2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
От - 2,0 |
119 |
225 |
126 |
232 |
147 |
253 |
117,5 |
233,5 |
|
|
до - 3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
>
Зависимость давления от высоты: барометрическая формула
Многие люди знают, что с увеличением высоты уменьшается давление воздуха. Рассмотрим вопрос, почему давление воздуха уменьшается с высотой, приведем формулу зависимости давления от высоты, а также рассмотрим пример решения задачи с использованием полученной формулы.
Что такое воздух?
Воздух - это бесцветная смесь газов, которая составляет атмосферу нашей планеты. В его состав входят множество различных газов, основными из которых являются азот (78 %), кислород (21 %), аргон (0,9 %), углекислый газ (0,03 %) и другие.
С точки зрения физики поведение воздуха при существующих условиях на Земле подчиняется законам идеального газа - модели, согласно которой молекулы и атомы газа не взаимодействуют друг с другом, расстояния между ними огромные по сравнению с их размерами, а скорости движения при комнатной температуре составляют порядка 1000 м/с.
Давление воздуха
Рассматривая вопрос зависимости давления от высоты, следует разобраться, что представляет собой концепция "давление" с физической точки зрения. Под давлением воздуха понимают силу, с которой воздушный столб давит на поверхность. В физике она измеряется в паскалях (Па). 1 Па означает, что сила в 1 ньютон (Н) перпендикулярно приложена к поверхности площадью 1 м2. Таким образом, давление 1 Па - это очень маленькое давление.
На уровне моря давление воздуха составляет 101 325 Па. Или, округляя, 0,1 МПа. Это значение принято называть давлением 1 атмосферы. Приведенная цифра говорит, что на площадку 1 м2 воздух давит с силой 100 кН! Это большая сила, однако человек ее не ощущает, так как внутри него кровь создает аналогичное давление. Кроме того, воздух относится к текучим веществам (к ним также относятся жидкости). А это значит, что он оказывает по всем направлениям одинаковое давление. Последний факт говорит о том, что давление атмосферы с разных сторон на человека взаимно компенсируется.
Зависимость давления от высоты
Атмосферу около нашей планеты держит земная гравитация. Гравитационные силы также являются виновником падения давления воздуха с увеличением высоты. Справедливости ради следует отметить, что не только земное притяжение приводит к уменьшению давления. А также снижение температуры тоже вносит свой вклад.
Поскольку воздух является текучим веществом, тогда для него можно использовать гидростатическую формулу зависимости давления от глубины (высоты), то есть ΔP = ρ*g*Δh, где: ΔP - величина изменения давления при изменении высоты на Δh, ρ - плотность воздуха, g - ускорение свободного падения.
Учитывая, что воздух является идеальным газом, из уравнения состояния идеального газа следует, что ρ = P*m/(k*T), где m - масса 1 молекулы, T - его температура, k - постоянная Больцмана.
Объединяя две приведенные выше формулы и решая полученное уравнение относительно давления и высоты, можно получить следующую формулу: Ph = P0*e-m*g*h/(k*T), где Ph и P0 - давление на высоте h и на высоте уровня моря, соответственно. Полученное выражение называется барометрической формулой. Она может использоваться для расчетов зависимости атмосферного давления от высоты.
Иногда для практическим целей необходимо решать обратную задачу, то есть находить высоту, зная давление. Из барометрической формулы легко можно получить зависимость высоты от уровня давления: h = k*T*ln(P0/Ph)/(m*g).
Пример решения задачи
Боливийский город Ла-Пас является самой "высокой" столицей в мире. Из разных источников следует, что город расположен на высоте от 3250 метров до 3700 метров над уровнем моря. Задача состоит в расчете давления воздуха на высоте Ла-Пас.
Для решения задачи воспользуемся формулой зависимости давления от высоты: Ph = P0*e-m*g*h/(k*T), где: P0 = 101 325 Па, g = 9,8 м/с2, k = 1,38*10-23 Дж/К, T = 293 K (20 oC), h = 3475 м (среднее между 3250 м и 3700 м), m = 4,817*10-26 кг (с учетом молярной массы воздуха 29 г/моль). Подставляя цифры, получаем: Ph = 67 534 Па.
Таким образом, давление воздуха в столице Боливии составляет 67 % от давления на уровне моря. Низкое давление воздуха является причиной головокружений и общей слабости организма, когда человек поднимается в горные районы.
Считаем зависимость давления от высоты над уровнем моря
Следующий калькулятор считает давление на введенной вами высоте от уровня моря при помощи барометрической формулы.
Соотношение давления газа от высоты (которая считается от уровня моря) определяется следующей формулой, которую называют барометрической:
,
разберем детально:
h - разность высот, м
M - масса воздуха (молярная), 29 грам/моль
R - газовая постоянная (универсальное значение), 8,31 Джоуль/(моль*К)
g - равна 9,81 метров/(с*с)
T - t0C воздуха (Кельвин)
Калькулятор работает очень и очень просто, все что вам нужно это вписать 3 значения в пустые поля и нажать рассчитать. Первое поле - это давление на высоте (можно его и не менять, так как там по дефолту выставлено нормальное атмосферное давление в 760 мм ртутного столбика). Второе значение - это t0C, а третье высота.
minutes
minutes
minute
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
hour
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
days
day
day
day
day
days
days
days
days
days
days
days
month
month
month
month
months
months
months
months
months
months
months
year
of the year
of the year
of the year
years
years
years
years
years
years
years
ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutesу ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 hour ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 days ago
%1 day ago
%1 day ago
%1 day ago
%1 day ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 month ago
%1 month ago
%1 month ago
%1 month ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 year ago
%1 of the year ago
%1 of the year ago
%1 of the year ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
Как с высотой изменяется атмосферное давление. Формула, график
Не все знают, что на разной высоте давление атмосферы отличается. Существует даже специальный прибор для измерения и давления, и высоты. Называется он барометр-альтиметр. В статье мы подробно изучим, как с высотой изменяется атмосферное давление и при чем тут плотность воздуха. Рассмотрим эту зависимость на примере графика.
Давление атмосферы на разных высотах
Атмосферное давление зависит от высоты. При ее увеличении на 12 м давление уменьшается на 1 мм ртутного столба. Этот факт можно записать с помощью такого математического выражения: ∆h/∆P=12 м/мм рт. ст. ∆h — это изменение высоты, ∆P — изменение атмосферного давления при изменении высоты на ∆h. Что из этого следует?
Из формулы видно, как с высотой изменяется атмосферное давление. Значит, если мы поднимемся на 12 м, то АД уменьшится на 12 мм ртутного столба, если на 24 м — то на 2 мм ртутного столба. Таким образом, измеряя атмосферное давление, можно судить о высоте.
Миллиметры ртутного столба и гектопаскали
В некоторых задачах давление выражается не в миллиметрах ртутного столба, а в паскалях или гектопаскалях. Запишем вышеприведенное соотношение для случая, когда давление выражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.
Теперь выразим соотношение высоты и атмосферного давления не через миллиметры ртутного столба, а через гектопаскали. ∆h/∆P=12 м/1,333 гПа. После вычисления получим: ∆h/∆P=9 м/гПа. Выходит, что когда мы поднимаемся на 9 метров, то давление уменьшается на один гектопаскаль. Нормальное давление — это 1013 гПа. Округлим 1013 до 1000 и примем, что на поверхности Земли именно такое АД.
Если мы поднимаемся на 90 м, как с высотой изменяется атмосферное давление? Оно уменьшается на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м — на 1000 гПа. Если на земле давление в 1000 гПа, а мы поднялись на 900 м вверх, то атмосферное давление стало нулевым. Так что, получается что атмосфера заканчивается на девятикилометровой высоте? Нет. На такой высоте есть воздух, там летают самолеты. Так в чем же дело?
Связь плотности воздуха и высоты. Особенности
Как с высотой изменяется атмосферное давление вблизи поверхности Земли? На этот вопрос уже ответила картинка выше. Чем больше высота, тем меньше плотность воздуха. Покуда мы находимся недалеко от поверхности земли, изменение плотности воздуха незаметно. Поэтому на каждую единицу высоты давление уменьшается примерно на одно и тоже значение. Два записанные нами ранее выражения нужно воспринимать как правильные, только если мы находимся недалеко от поверхности Земли, не выше 1-1,5 км.
График, показывающий как атмосферное давление изменяется с высотой
Теперь перейдем к наглядности. Построим график зависимости давления атмосферы от высоты. При нулевой высоте P0=760мм рт. ст. Из-за того, что с ростом высоты давление уменьшается, атмосферный воздух будет менее сжат, его плотность станет меньше. Поэтому на графике зависимость давления от высоты не будет описываться прямой линией. Что это значит?
Как с высотой изменяется атмосферное давление? Над поверхностью земли? На высоте 5,5 км оно уменьшается в 2 раза (Р0/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р0/4 и т. д.
Соединим точки, и мы увидим, что график — это не прямая, а кривая. Почему, когда мы записывали соотношение зависимости, складывалось впечатление, что на высоте 9 км атмосфера заканчивается? Мы считали, что график является прямой на любых высотах. Это было бы так, если бы атмосфера была жидкой, то есть если бы ее плотность была постоянной.
Важно понимать, что этот график является лишь фрагментом зависимости на малых высотах. Ни на какой точке этой линии давление не снижается до нуля. Даже в глубоком космосе существуют молекулы газов, которые, правда, не имеют отношение к земной атмосфере. Ни в одной точке Вселенной не существует абсолютного вакуума, пустоты.
Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря
Давление воздуха над уровнем моря можно рассчитать как
p = 101325 (1 - 2,25577 10 -5 ч) 5.25588 (1)
где
101325 = нормальная температура и давление на уровне моря (Па)
p = давление воздуха (Па)
h = высота над уровнем моря (м)
Пример - Давление воздуха на высоте 10000 м
Давление воздуха на высоте 10000 м можно рассчитать как
p = 101325 (1-2.25577 10 -5 (10000 м)) 5.25588
= 26436 Па
= 26,4 кПа
В таблице ниже указано давление воздуха на высоте ниже и выше уровня моря.
| Высота над уровнем моря | Абсолютный барометр | Абсолютное атмосферное давление | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| футов | метр | дюймов рт. Ст. | мм рт. Ст. | psia | кг / см 2 | кПа | |||||||
| -5000 | -1524 | 35.7 | 908 | 17,5 | 1,23 | 121 | |||||||
| -4500 прибл. самая глубокая точка под уровнем моря Согне-фьорд, Норвегия | -1372 | 35,1 | 892 | 17,2 | 1,21 | 119 | |||||||
| -4000 | -1219 | 34,5 | 876 | 16,9 | 1,19 | 117 | |||||||
| -3500 | -1067 | 33.9 | 861 | 16,6 | 1,17 | 115 | |||||||
| -3000 | -914 | 33,3 | 846 | 16,4 | 1,15 | 113 | |||||||
| -2500 | -762 | 32,7 | 831 | 16,1 | 1,13 | 111 | |||||||
| -2000 | -610 | 32,1 | 816 | 15,8 | 1,11 | 109 | |||||||
| -1500 берег Мертвого моря , Палестина, Израиль и Иордания (-1371 фут) | -457 | 31.6 | 802 | 15,5 | 1,09 | 107 | |||||||
| -1000 | -305 | 31,0 | 788 | 15,2 | 1,07 | 105 | |||||||
| -500 | -152 | 30,5 | 774 | 15,0 | 1,05 | 103 | |||||||
| 0 1) | 0 | 29,9 | 760 | 14,7 | 1.03 | 101 | |||||||
| 500 прибл. Мёллехой, Дания | 152 | 29,4 | 746 | 14,4 | 1,01 | 99,5 | |||||||
| 1000 | 305 | 28,9 | 733 | 14,2 | 0,997 | 97,7 | |||||||
| 457 | 28,3 | 720 | 13,9 | 0,979 | 96,0 | ||||||||
| 2000 | 610 | 27.8 | 707 | 13,7 | 0,961 | 94,2 | |||||||
| 2500 | 762 | 27,3 | 694 | 13,4 | 0,943 | 92,5 | |||||||
| 3000 | 914 | 26,8 | 3000 | 914 | 26,8 | 13,2 | 0,926 | 90,8 | |||||
| 3500 | 1067 | 26,3 | 669 | 12,9 | 0,909 | 89.1 | |||||||
| 4000 | 1219 | 25,8 | 656 | 12,7 | 0,893 | 87,5 | |||||||
| 4500 прибл. Бен Невис, Шотландия, Великобритания | 1372 | 25,4 | 644 | 12,5 | 0,876 | 85,9 | |||||||
| 5000 | 1524 | 24,9 | 632 | 12,2 | 0,860 | 84,3 | |||||||
| 6000 | 1829 | 24.0 | 609 | 11,8 | 0,828 | 81,2 | |||||||
| 7000 | 2134 | 23,1 | 586 | 11,3 | 0,797 | 78,2 | |||||||
| 8000 | 2438 | 22,295 | 10,9 | 0,768 | 75,3 | ||||||||
| 9000 | 2743 | 21,4 | 543 | 10,5 | 0,739 | 72.4 | |||||||
| 10000 | 3048 | 20,6 | 523 | 10,1 | 0,711 | 69,7 | |||||||
| 15000 | 4572 | 16,9 | 429 | 8,29 | 0,583 | 57,295 | 20000 ок. Маунт МакКинли, Аляска, США | 6096 | 13,8 | 349 | 6,75 | 0,475 | 46,6 |
| 25000 | 7620 | 11.1 | 282 | 5,45 | 0,384 | 37,6 | |||||||
| 30000 прибл. Гора Эверест, Непал - Тибет | 9144 | 8,89 | 226 | 4,36 | 0,307 | 30,1 | |||||||
| 35000 | 10668 | 7,04 | 179 | 3,46 | 0,243 | 23 900 | 40000 | 12192 | 5,52 | 140 | 2.71 | 0,191 | 18,7 |
| 45000 | 13716 | 4,28 | 109 | 2,10 | 0,148 | 14,5 | |||||||
| 50000 | 15240 | 3,27 | 83 | 1,61 | 0,1 | 11,1 | |||||||
1) Уровень моря
.Стандартная атмосфера США
«Стандартная атмосфера» может рассматриваться как среднее давление, температура и плотность воздуха для различных высот.
« U.S. Standard Atmosphere 1976» представляет собой атмосферную модель того, как давление, температура, плотность и вязкость земной атмосферы меняются с высотой. Он определен как имеющий температуру 288,15 K (15 o C, 59 o F) на уровне моря 0 км геопотенциальной высоты и 101325 Па ( 1013.25 гПа, 1013,25 мбар, 760 мм рт. Ст., 29,92 дюйма рт. Ст.) .
Атмосфера разделена на
- Тропосфера - диапазон от 0 до 11 км (36000 футов) высота
- стратосфера - диапазон от 11 до 51 км (167000 футов) высота
- Мезосфера - от 51 до 71 км (232000 футов) высота
- Ионосфера - от 71 км (выше 232000 футов) высота
U.S. Стандартные свойства атмосферного воздуха - британские единицы (BG)
Стандартные свойства атмосферного воздуха США - единицы СИ
| Геопотенциал Высота над уровнем моря - ч - (м) | Температура - т - ( o C) | Ускорение свободного падения - g - (м / с 2 ) | Абсолютное давление - p - ( 10 4 Н / м 2 ) | Плотность - ρ - ( кг / м 3 ) | Динамическая вязкость - μ - ( 10 -5 Н с / м 2 ) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -1000 | 21.50 | 9,810 | 11,39 | 1,347 | 1,821 | |||||||||
| 0 | 15,00 | 9,807 | 10,13 | 1,225 | 1,789 | |||||||||
| 1.758 | ||||||||||||||
| 2000 | 2.00 | 9.801 | 7.950 | 1.007 | 1.726 | |||||||||
| 3000 | -4.49 | 9,797 | 7,012 | 0,9093 | 1,694 | |||||||||
| 4000 | -10,98 | 9,794 | 6,166 | 0,8194 | 6,166 | 0,8194 | 1,61191 | 91130,7364 | 1,628 | |||||
| 6000 | -23,96 | 9,788 | 4,722 | 0,6601 | 1,595 | |||||||||
| 7000 | -30.45 | 9,785 | 4,111 | 0,5900 | 1,561 | |||||||||
| 8000 | -36,94 | 9,782 | 3,565 | 0,5258 | 1,527 | 4 | 0,4671 | 1,493 | ||||||
| 10000 | -49,90 | 9,776 | 2,650 | 0,4135 | 1,458 | |||||||||
| 15000 | -56.50 | 9,761 | 1,211 | 0,1948 | 1,422 | |||||||||
| 20000 | -56,50 | 9,745 | 0,5529 | 0,08891 | 1,422 | 0,08891 | 1,422 | 0,08891 | 1,422 | 1,422 | 1,422 | 0,04008 | 1,448 | |
| 30000 | -46,64 | 9,715 | 0,1197 | 0,01841 | 1,475 | |||||||||
| 40000 | -22.80 | 9,684 | 0,0287 | 0,003996 | 1,601 | |||||||||
| 50000 | -2,5 | 9,654 | 0,007978 | 0,001027 | 0,0003097 | 1,584 | ||||||||
| 70000 | -53,57 | 9,594 | 0,00052 | 0,00008283 | 1.438 | |||||||||
| 80000 | -74,51 | 9,564 | 0,00011 | 0,00001846 | 1,321 |
Атмосфера США - температура в зависимости от высоты
.
ГЛАВА 2. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Ответ. Тропосфера содержит всю массу атмосферы, за исключением части P (тропопауза) / P (поверхность), которая находится выше тропопаузы. Из Рисунок 2-2 мы читаем P (тропопауза) = 100 гПа, P (поверхность) = 1000 гПа. Таким образом, доля Ftrop от общей массы атмосферы в тропосфере составляет
. Тропосфера составляет 90% общей массы атмосферы на 30 ° с.ш. (85% в мире).
Доля Fstrat от общей массы атмосферы в стратосфере выражается долей над тропопаузой, P (тропопауза) / P (поверхность), минус доля над стратопаузой, P (стратопауза) / P (поверхность).Из Рисунок 2-2 мы читаем P (стратопауза) = 0,9 гПа, так что
Таким образом, стратосфера содержит почти всю массу атмосферы над тропосферой. Мезосфера содержит лишь около 0,1% общей массы атмосферы.
2,4 БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗАКОН
Мы рассмотрим факторы, контролирующие вертикальный профиль температуры атмосферы в главах 4 и 7. Здесь мы сосредоточимся на объяснении вертикального профиля давления. Рассмотрим элементарный слой атмосферы (толщина dz, горизонтальная область A) на высоте z:
.
Рисунок 2-3 Вертикальные силы, действующие на элементарный слой атмосферы
Атмосфера оказывает восходящую силу давления P (z) A на нижнюю часть плиты и направленную вниз силу давления P (z + dz) A на верхнюю часть плиты; чистая сила, (P (z) -P (z + dz)) A, называется сила градиента давления.Поскольку P (z)> P (z + dz), сила градиента давления направлена вверх. Чтобы плита находилась в равновесии, ее вес должен уравновешивать силу градиента давления:
(2.3)
Переставляем урожайность
(2,4)
Левая часть по определению равна dP / dz. Следовательно,
(2,5)
Итак, из закона идеального газа,
(2.6)
где Ma - молекулярная масса воздуха, T - температура. Подстановка (2,6) в (2,5) урожайность:
(2,7)
Сделаем упрощающее предположение, что T постоянна с высотой; как показано в Рисунок 2-2 , T изменяется только на 20% ниже 80 км. Затем мы интегрируем (2,7) чтобы получить
(2,8)
что эквивалентно
(2.9)
Уравнение (2,9) называется барометрический закон. Удобно определить шкала высоты H для атмосферы:
(2.10)
приводя к компактной форме Барометрического закона:
(2.11)
Для средней температуры атмосферы T = 250 K масштаб высоты H = 7,4 км. Барометрический закон объясняет наблюдаемую экспоненциальную зависимость P от z в Рисунок 2-2 ; из уравнения (2.11) , график зависимости z от ln P дает прямую линию с наклоном -H (проверьте, что наклон в Рисунок 2-2 действительно близко к -7,4 км). Небольшие колебания наклона Рисунок 2-2 вызваны колебаниями температуры с высотой, которые мы не учли в нашем выводе.
Аналогично можно сформулировать вертикальную зависимость плотности воздуха. Из (2,6) , ra и P связаны линейно, если T предполагается постоянным, так что
(2.12)
Аналогичное уравнение применяется к плотности воздуха na. На каждое увеличение высоты H давление и плотность воздуха падают в е = 2,7 раза; таким образом, H обеспечивает удобную меру толщины атмосферы.
При расчете высоты шкалы от (2.10) мы предположили, что воздух ведет себя как однородный газ с молекулярной массой Ma = 29 г / моль. Закон Дальтона гласит, что каждый компонент воздушной смеси должен вести себя так, как если бы он был один в атмосфере.Тогда можно было бы ожидать, что разные компоненты будут иметь разные шкала высоты определяется их молекулярной массой. В частности, учитывая разницу в молекулярной массе между N2 и O2, можно было ожидать, что соотношение смешивания O2 будет уменьшаться с высотой. Однако, гравитационное разделение воздушной смеси происходит за счет молекулярная диффузия, которая значительно медленнее, чем турбулентное вертикальное перемешивание воздуха на высотах ниже 100 км ( проблема 4. 9 ). Таким образом, турбулентное перемешивание поддерживает однородную нижнюю атмосферу.Только на высоте более 100 км начинает происходить значительное гравитационное разделение газов, причем более легкие газы обогащаются на больших высотах. Во время дебатов о вредном воздействии хлорфторуглеродов (ХФУ) на стратосферный озон некоторые не очень уважаемые ученые утверждали, что ХФУ не могут достичь стратосферы из-за их высокого молекулярного веса и, следовательно, низкого масштаба. В действительности турбулентное перемешивание воздуха гарантирует, что соотношения смешивания CFC в воздухе, поступающем в стратосферу, по существу такие же, как и в приземном воздухе.
.
Необычный трафик
Необычный трафик
Необычный трафик из вашей компьютерной сети
Наша система обнаруживает, что компьютер, планшет или телефон в вашей сети может автоматически отправлять трафик на TranslatorsCafe.com.
Возможные причины:
- Отправка запросов от компьютерной программы, автоматизированной службы или поискового робота
- Слишком много вкладок или окон браузера в TranslatorsCafe.com открытые страницы.
Чтобы продолжить использование TranslatorsCafe.com, нажмите кнопку «Продолжить», когда она станет зеленой.
ВАЖНО : закройте все остальные окна или вкладки браузера, чтобы получить доступ к сайту TranslatorsCafé после разблокировки.
Продолжить
Что делать, если страница снова отображается?
- Проверьте свой компьютер на наличие вредоносных программ. Вредоносное ПО, называемое вредоносным ПО, иногда включается в другие бесплатные загрузки без вашего ведома, может вызвать TranslatorsCafe, чтобы показать это сообщение.
- Закройте браузер, подождите несколько минут, а затем повторите попытку в новом окне браузера.
- Нажмите, чтобы продолжить через несколько минут.
- Повторите ваш запрос.
- Щелкните здесь, чтобы выйти, затем войдите снова.
Приносим извинения за неудобства.
TranslatorsCafe.com
.Атмосферное давление с высоты над уровнем моря
- Цель использования
- Проверить точность датчика давления мобильного телефона
[1] 2020/11/20 11:04 Мужчина / 60 лет и старше / Пенсионер / Полезно /
- Цель использования
- Поиск входных данных для уравнений атмосферной рефракции - атмосферная рефракция у горизонта функция градиента скорости в непосредственной близости от наблюдателя, преимущественно.
- Комментарий / запрос
- Просто и полезно, полезно, что уравнение и его название даны!
[2] 2020/07/15 12:31 Мужской / 50-летний уровень / Самозанятые лица / Очень /
- Цель использования
- Наблюдение за «Голой наукой - ядро Земли». Расчет базовых давлений даже на краю корки. Например. Самая глубокая скважина составляет 7,5 миль, глубина 12000 метров. Попробуйте -12000м .... откройте для себя науку о нашей земле!
[3] 2020/05/04 22:11 Мужчина / 50 лет / Другие / Полезные /
- Цель использования
- Изучение термодинамики...
- Комментарий / запрос
- В большинстве случаев, держу пари, это идеально. Было бы здорово, если бы я мог сделать следующее:
1. Разрешите мне выбрать единицы. (да, я могу преобразовать себя ... просто ленив :))
2. Покажите мне формулу с переменными, прежде чем добавлять к ним значения. Еще лучше было бы одностраничное пошаговое руководство по решению проблемы на бумаге (для тех из нас, кто не имеет формального образования)
[4] 2020/03/26 12:52 Мужчина / Уровень 40 лет / Самостоятельно занятые лица / Полезно /
- Цель использования
- Расчетный насос NPSH
[5] 2020/01/01 17:03 Мужской / Уровень 30 / Офисный работник / Государственный служащий / Полезно /
- Цель использования
- Попытка отправить метеозонд на большую высоту.
[6] 2019/11/24 22:46 Мужской / До 20 лет / Средняя школа / Вуз / Аспирант / Very /
- Цель использования
- Строительный инспектор и я использую его несколько раз в день.
[7] 2019/09/25 03:30 Мужчина / Уровень 40 лет / Другое / Очень /
- Цель использования
- Давление воздуха в глубоких марсианских пещерах
[8] 2019/09/13 17:49 Мужчина / 60 лет и старше / Пенсионер / Полезно /
- Цель использования
- Расчет атмосферного давления Каспийского моря (-92 фута) для понимания таблиц погружений
[9] 2019/09/08 04:41 Мужской / Уровень 30 лет / Средняя школа / Университет / Аспирант / Очень /
- Цель использования
- Создание системы высотомера
- Комментарий / Запрос
- Хорошо объяснение!
[10] 2018/08/24 11:13 Мужской / До 20 лет / Высшая школа / Университет / Аспирант / Очень /
Как меняется атмосферное давление? Измерение атмосферного давления на разных высотах над уровнем моря (Руководство для учителя)
1 Как меняется атмосферное давление? Измерение атмосферного давления на разных высотах над уровнем моря (Руководство для учителя)
2 ОБЗОР Студенты будут оценивать колебания атмосферного давления на разных высотах во время производственной поездки.Они будут использовать барометр (или датчик давления воздуха) и GPS для регистрации данных об атмосферном давлении и высоте в различных точках поездки. На основе результатов студенты свяжут обе переменные со своей гипотезой. НЕОБХОДИМЫЕ МАТЕРИАЛЫ Соединительный кабель USB для DataHub от Ward * * Соединительный кабель USB не нужен, если вы используете устройство с функцией Bluetooth. КОЛИЧЕСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЙ Эту демонстрацию можно выполнять повторно. 1
3 ОСНОВЫ ДЛЯ НАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ K-12 2012 * Практики Измерения I, перечисленные ниже, выделяются жирным шрифтом на протяжении всего упражнения.Измерение 1 Наука и инженерная практика Задание вопросов (для науки) и определение проблем (для инженерии) Разработка и использование моделей Использование математики и вычислительного мышления Построение объяснений (для науки) и разработка решений (для инженерии) Планирование и проведение исследований Вовлечение аргументов от доказательства Анализ и интерпретация данных Получение, оценка и передача информации Измерение 2 Общие концепции Шаблоны Причина и следствие: Механизм и объяснение Энергия и материя: Потоки, циклы и сохранение Структура и функция Масштаб, пропорции и количество Стабильность и изменение Системы и системы модели Дисциплина Основная идея Фокус Измерение 3 Основные концепции Инженерия, технология и приложения науки Физическая наука ETS2: Связи между инженерией, технологиями, наукой и обществом ETS2.B: Влияние инженерии, технологий и науки на общество и мир природы PS1: Материя и ее взаимодействия PS1.A: Структура и свойства материи PS2: Движение и стабильность: Силы и взаимодействия PS2.A: Силы и движение Стандарты NGSS Середина Охватываемые школьные стандарты MS.PS-SPM: Структура и свойства материи MS.PS-FM: Охватываемые школьные стандарты сил и движения HS.PS-SPM: Структура и свойства материи HS.PS-FM: Силы и движение НАЦИОНАЛЬНОЕ НАУЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ СТАНДАРТЫ Стандарты содержания 2002 г. (K-12) Системы, порядок и организация Эволюция и равновесие Доказательства, модели и объяснения Форма и функция Постоянство, изменение и измерение Стандарты физических наук Стандарты физических наук средней школы Свойства и изменения свойств материи Структура движений атомов и сил Структура и свойства материи Перенос энергии Химические реакции Движения и силы Сохранение энергии и увеличение беспорядочных взаимодействий энергии gy and Matter указывает стандарты, охватываемые мероприятием 2
4 ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ Основные цели (национальные стандарты): Развить способность уточнять неточно сформулированные вопросы и обращаться к явлениям, которые можно описать, объяснить или предсказать с помощью научных средств.Развивайте способность наблюдать, точно измерять, выявлять и контролировать переменные. Решите, какие доказательства можно использовать для подтверждения или опровержения гипотезы. Собирайте, храните, извлекайте и анализируйте данные. Станьте уверенным в обмене методами, инструкциями, наблюдениями и результатами с другими. Цели упражнения: Целью этого упражнения является изучение изменений атмосферного давления по мере подъема на большую высоту с целью создания гипотезы. Гипотеза будет проверена с помощью датчиков давления воздуха Ward's DataHub и GPS.Требуемое время: минуты
5 СЛОВАРЬ Высота: высота объекта или точки относительно уровня моря или земли. Атмосферное давление: давление воздуха. Барометр: прибор для измерения атмосферного давления. Плотность: степень плотности вещества. Сила: просто толкать или тянуть. GPS: глобальная система позиционирования, точная всемирная система навигации и съемки, основанная на приеме сигналов от множества орбитальных спутников.Гравитация: сила, притягивающая тело к центру Земли или к любому другому физическому телу, имеющему массу. Магдебург: город в Германии, где ученый впервые продемонстрировал большое давление воздуха, в котором мы все живем. Это было сделано путем удаления воздуха между двумя большими полушариями, которые были герметично закрыты, и две команды лошадей были задействованы, чтобы попытаться развести их. Не сумев сделать это с лошадьми, ученый подошел к полушариям, открыл клапан, чтобы впустить воздух обратно в полость между полушариями, и они развалились.Давление газа: количество фунтов на квадратный дюйм, оказываемое молекулами газа. Вакуум: пространство, где нет давления, обычно вызванное отсутствием каких-либо молекул, даже молекул воздуха. Совершенно пустое пространство - это еще один способ его описания.
6 ВВЕДЕНИЕ Немецкий юрист 17 века, интересовавшийся математикой и инженерией, Отто кон Герике () проводил различные эксперименты с вакуумными системами. Заметки для учителя Магдебургские полушария можно продемонстрировать с помощью присоски на плоской поверхности, такой как зеркало или столешница.Присоска остается на месте, потому что весь воздух удален между двумя объектами. Один из его самых драматических экспериментов был сделан в Магдебурге в 1657 году, известном как Магдебургские полушария. Герике использовал вакуумный насос, чтобы всасывать воздух из полой сферы. Эта сфера была образована двумя идентичными бронзовыми полусферами, идеально подогнанными друг к другу благодаря вакууму. К каждому полушарию была привязана команда из восьми лошадей, и две команды пытались развести и разделить сферу. Несмотря на шестнадцать лошадиных сил, полушария невозможно было разделить! Его эксперимент показал силу давления воздуха, удерживающего полушария вместе.Как бы вы объяснили, что случилось с Магдебургскими полушариями? Какая связь между вакуумом внутри сферы и давлением воздуха вне сферы? Проведите эксперимент со своим классом, чтобы в конце ученики смогли ответить на следующий вопрос: как изменяется атмосферное давление в ответ на изменение высоты?
7 ПРЕДЫСТОРИЯ ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Хотя воздух легкий, его так много, что воздух может оказывать огромное давление на уровне земли.Он толкает во всех направлениях на уровне земли с силой более 1 кг на квадратный см; это эквивалент слона, стоящего на журнальном столике. Атмосферное давление определяется как давление, оказываемое атмосферным воздухом на поверхность Земли из-за силы гравитационного притяжения. Следовательно, это связано с весом столба воздуха на поверхности Земли. Однако воздух представляет собой газовую смесь и расширяется, заполняя весь доступный объем, оказывая давление не только на землю, но и во всех направлениях.Нормальное атмосферное давление равно давлению, оказываемому ртутным столбом на уровне моря 76 см, 0 C. Мы называем это значение атмосферой (атм.) И используем его как относительную единицу для давления. Помимо атмосфер, другими единицами измерения давления являются миллиметры (мм рт. Ст.), Миллибары (мбар) и килопаскали (кПа). Итак, у нас есть: 1 атм = 760 мм рт.ст. = мбар = кПа Давайте попробуем простое действие, подчеркнув колебания атмосферного давления воздуха: возьмите стакан воды и добавьте две ложки земли, перемешайте и подождите пять минут.Вы заметили какие-то изменения в воде? Где сейчас земля? Сила тяжести притягивает молекулы воздуха к Земле. Поэтому логично предположить, что ближе к поверхности Земли частиц воздуха больше, чем на больших высотах. Это приводит к увеличению плотности частиц по мере приближения к поверхности Земли, вызывая существование слоев или пластов. Нижние слои получают давление от верхних слоев, создавая еще большую разницу в плотности воздуха. Это похоже на то, что мы наблюдали, когда размешивали землю в стакане с водой.Мы обнаружили большую концентрацию земли у дна стакана, и поэтому в воде и ближе к поверхности воды раствор был более жидким, чем суспензия на дне. Таким образом, мы можем заключить, что по мере приближения к уровню моря плотность воздуха и атмосферное давление выше. По мере того, как мы набираем высоту, количество частиц воздуха на единицу площади уменьшается. Следовательно, воздух будет менее плотным и давление уменьшится. На этом этапе предложите студентам сформулировать гипотезу для проверки в рамках этого упражнения.Учащимся может быть полезно сформулировать свою гипотезу как ответ на следующие вопросы: Предположим, вы измеряете атмосферное давление в том месте, где находитесь сейчас. Как вы думаете, вы сможете набрать высоту? Если предположить, что вы могли, можете ли вы угадать, на какой высоте вы находитесь над уровнем моря? 6
8 ПОДКЛЮЧЕНИЕ WARD S DATAHUB К КОМПЬЮТЕРУ Если вы используете устройство связи Bluetooth: щелкните правой кнопкой мыши значок Bluetooth в правом нижнем углу экрана и выберите используемый вами DataHub Ward.Значок изменится с серого на синий, как показано справа, указывая на то, что DataHub Ward и компьютер теперь подключены через Bluetooth. Если вы используете USB-устройство связи: Чтобы использовать USB-соединение, подключите Ward DataHub к компьютеру с помощью прилагаемого USB-кабеля. Щелкните значок USB в правом нижнем углу экрана. Этот значок изменится с серого на синий, как показано справа, указывая на то, что DataHub Ward подключен к компьютеру через USB. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННОГО ХАБА WARD S = Клавиша выбора = Вкл. / Выкл. И клавиша Escape = клавиша прокрутки Для сбора данных с помощью DataHub Ward его сначала необходимо настроить следующим образом: 1.Включите DataHub Ward, нажав клавишу On / Off / Esc. 2. Перейдите к настройке с помощью клавиши прокрутки и выберите «Настройка», нажав клавишу выбора. 3. Выберите параметр «Установить датчики», нажав кнопку «Выбрать». 4. Если на экране появляется какой-либо датчик (и), нажмите кнопку, представляющую этот датчик, чтобы отключить его. Дважды нажмите кнопку Датчик влажности / GPS. Также один раз нажмите кнопку датчика давления воздуха / барометра. 5. Нажмите один раз кнопку On / Off / Esc, чтобы вернуться в меню настройки. 6. Нажмите клавишу прокрутки, чтобы выделить частоту дискретизации, и нажмите клавишу выбора 7.Нажимайте кнопку прокрутки, пока не будет выделено значение 1 / мин, затем нажмите кнопку выбора. x 2 8. Нажмите кнопку On / Off / Esc, чтобы вернуться в меню настройки. 9. Нажмите кнопку прокрутки, чтобы выделить количество образцов, и нажмите кнопку выбора. 10. Нажимайте клавишу прокрутки, пока не будет выделено 1000, затем нажмите клавишу выбора. 11. Трижды нажмите кнопку On / Off / Esc, чтобы вернуться к основному рабочему экрану. x Нажмите кнопку Select, чтобы начать измерение. (Вы собираете данные, когда в верхнем левом углу экрана отображается значок бегуна.) 13. По окончании измерения остановите DataHub Ward, нажав клавишу Select, а затем клавишу Scroll.
9 ЗАДАНИЕ 1. Определите путь, чтобы обеспечить значительную разницу высот между концом и началом следа. 2. Время от времени во время поездки измеряйте давление воздуха, особенно при каждой ощутимой разнице высот. ВЫ ЗНАЛИ? Атмосферное давление воздуха на уровне моря составляет примерно 15 фунтов на квадратный дюйм, а вес этого воздуха на площади 1 квадратный фут составляет примерно 2000 фунтов давления.На высоте 18 000 футов барометрическое давление составляет 7,5 фунтов на квадратный дюйм и 1000 фунтов на квадратный фут. Чем выше воздух находится над уровнем моря, тем меньше он весит, что снижает давление, оказываемое на человека. 3. По окончании измерения выключите DataHub Ward. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ 1. Подключите DataHub Ward к компьютеру с помощью кабеля связи USB или через канал беспроводной связи Bluetooth. 2. В верхнем меню нажмите 3. Выберите последний эксперимент в списке.4. Посмотрите на график, отображаемый на экране. 5. Нажмите и сделайте заметки на графике, указав свои наблюдения в соответствии с моментом регистрации данных. 6. Щелкните правой кнопкой мыши по оси Y и установите минимальное и максимальное значения в соответствии с вашими измерениями. Округлите минимальное значение в меньшую сторону и максимальное значение в большую сторону и введите эти числа в минимальное и максимальное значение. 7. Чтобы увидеть карту, убедитесь, что ваш компьютер подключен к Интернету. 8. Щелкните значок в правом верхнем углу экрана DataHub Ward.Затем щелкните. 9. В правом верхнем углу карты вы увидите слова карта и спутник. Если вы щелкнете по карте, вы увидите только названия улиц. Если вы нажмете на спутник, вы увидите только спутниковое изображение. Если вы нажмете на спутник / метку, вы увидите спутниковое изображение с названиями улиц. (продолжение на следующей странице) 8
10 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ (продолжение) ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Первый ртутный барометр был разработан Евангелистой Торричелли, учеником Галилео Галилея, с тех пор конструкция не сильно изменилась.10. Если вы хотите увидеть точное значение каждой точки, поместите стрелку мыши в нужную точку на карте, и появится метка со значениями. 11. В верхнем левом углу карты вы увидите масштаб и стороны света. 12. В правой части карты вы увидите шкалу цветового кода. Щелкните правой кнопкой мыши по шкале и используйте установленный диапазон, чтобы ввести минимальные и максимальные значения давления воздуха на карту. 13. Чтобы переместить карту, щелкните по ней и переместите стрелку мыши. Как результаты соотносятся с вашей первоначальной гипотезой? В какой момент вы найдете максимальное значение атмосферного давления? Где вы нашли минимальные значения давления? Какая разница в давлении между максимальным и минимальным значениями? Как вы думаете, это статистически значимо? График ниже должен быть похож на тот, который представили студенты: 9
11 ВЫВОДЫ И ОЦЕНКИ 1.Обратите внимание на изображение справа. Обратите внимание, что измерения начались на высоте 1400 м над уровнем моря. на горе, где зафиксировано минимальное значение атмосферного давления. Во время путешествия к долине высота снизилась, что привело к увеличению атмосферного давления до максимальных 750 м над уровнем моря. (см. масштаб). Как бы вы объяснили взаимосвязь между атмосферным давлением и высотой? Объясни. Учащиеся должны установить, что линейный график показывает обратную зависимость между высотой и давлением. На высоте 1400 метров над уровнем моря полученное давление окружающей среды составляло 88 кПа, а на высоте 750 метров над уровнем моря давление составляло приблизительно 95 кПа.2. Как в вашем эксперименте изменялось атмосферное давление в ответ на изменение высоты? Студенты должны описать полученную диаграмму и объяснить разницу в давлении воздуха. 3. Что вы можете сказать о молекулярном устройстве воздуха на разных высотах? Студенты должны установить, что на больших высотах меньше молекул на единицу объема и, следовательно, меньшее давление воздуха оказывает давление на Землю. Следовательно, атмосферное давление снижается. 4. Можно ли определить вашу высоту в данном месте, измерив атмосферное давление? Студенты должны сделать вывод, что это возможно только в том случае, если у вас есть точка отсчета, с которой можно сравнить свои результаты.5. Напишите заключительный абзац, описывающий то, что вы наблюдали во время эксперимента. Студенты должны сделать следующие выводы. Атмосферное давление имеет обратную зависимость от высоты, т. Е. По мере того, как вы поднимаетесь на высоту, давление падает. Мы можем объяснить эту взаимосвязь, вспомнив, что воздух рядом с уровнем моря прижимается верхними слоями воздуха, а также притягивается большей силой к центру Земли. Воздух на уровне моря намного плотнее, чем воздух на больших высотах, и поэтому большее количество частиц оказывает давление на поверхность Земли.10
12 ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Цель этого раздела - помочь учащимся экстраполировать знания, полученные во время этого класса, и применить их к различным контекстам и ситуациям. Кроме того, предполагается, что студенты подвергают сомнению и представляют возможные объяснения экспериментально наблюдаемых явлений. ВЫ ЗНАЛИ? Изменения атмосферного давления помогают предсказать местную погоду. Повышение атмосферного давления обычно означает хорошую погоду. Падение атмосферного давления обычно означает ненастную погоду.1. Как бы вы объяснили ощущение заложенности в ушах при полете в самолете после того, как самолет набрал высоту? Учащиеся должны ассоциировать ощущение заложенности или заложенности ушей с реакцией на изменение высоты. На больших высотах атмосферное давление снижается, вызывая разницу в давлении между внутренней и внешней стороной среднего уха, что и вызывает ощущение заложенности уха. 2. Острая горная болезнь - болезнь, развивающаяся на большой высоте. Некоторые из его симптомов: рвота, головокружение и головная боль.Как бы вы могли объяснить эту реакцию? Учащиеся должны соотнести симптомы болезни с атмосферным давлением на большой высоте. Они должны установить, что изменения давления на большой высоте могут быть важным фактором развития острой горной болезни. Им также следует подумать о более разреженном воздухе на больших высотах, помня, что там также меньше кислорода. Наше тело не приспособлено к среде с низким содержанием кислорода и поэтому реагирует соответствующим образом. 3. В соответствии с тем, что вы теперь знаете, объясните, как работает присоска.Студенты должны указать на то, что когда мы прижимаем присоску к поверхности, мы освобождаем ее от воздуха, образуя внутренний вакуум. Присоска будет оставаться прикрепленной к поверхности из-за давления, создаваемого внешним воздухом. 4. Если вы возьмете пластиковую бутылку с водой в путешествие на большую высоту, что, по вашему мнению, произойдет, когда вы достигнете вершины горы? Студенты должны сделать вывод, что более низкое давление на больших высотах приведет к расширению или даже взрыву бутылки, потому что давление внутри бутылки будет выше, чем давление снаружи.11
13 Как меняется атмосферное давление? Измерение атмосферного давления на разных высотах над уровнем моря (Руководство для учащихся) ВВЕДЕНИЕ Немецкий юрист 17 века, интересовавшийся математикой и инженерией, Отто кон Герике () проводил различные эксперименты с вакуумными системами. Один из его самых драматических экспериментов был сделан в Магдебурге в 1657 году, известном как Магдебургские полушария. Герике использовал вакуумный насос, чтобы всасывать воздух из полой сферы.Эта сфера была образована двумя идентичными бронзовыми полусферами, идеально подогнанными друг к другу благодаря вакууму. К каждому полушарию была привязана команда из восьми лошадей, и две команды пытались развести и разделить сферу. Несмотря на шестнадцать лошадиных сил, полушария невозможно было разделить! Как бы вы объяснили, что случилось с Магдебургскими полушариями? Какая связь между вакуумом внутри сферы и давлением воздуха вне сферы? После проведения этого эксперимента вы сможете ответить на следующий вопрос: как изменяется атмосферное давление в ответ на изменение высоты? S1 Руководство для учащихся Атмосферное давление
14 ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОНТРОЛЯ ДАННЫХ WARD S К КОМПЬЮТЕРУ Если вы используете устройство связи Bluetooth: щелкните правой кнопкой мыши значок Bluetooth в правом нижнем углу экрана и выберите DataHub Ward, который вы используете.Значок изменится с серого на синий, как показано справа, указывая на то, что DataHub Ward и компьютер теперь подключены через Bluetooth. Если вы используете USB-устройство связи: Чтобы использовать USB-соединение, подключите Ward DataHub к компьютеру с помощью прилагаемого USB-кабеля. Щелкните значок USB в правом нижнем углу экрана. Этот значок изменится с серого на синий, как показано справа, указывая на то, что DataHub Ward подключен к компьютеру через USB. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННОГО ХАБА WARD S = Клавиша выбора = Вкл. / Выкл. И клавиша Escape = клавиша прокрутки Для сбора данных с помощью DataHub Ward его сначала необходимо настроить следующим образом: 1.Включите DataHub Ward, нажав клавишу On / Off / Esc. 2. Перейдите к настройке с помощью клавиши прокрутки и выберите «Настройка», нажав клавишу выбора. 3. Выберите параметр «Установить датчики», нажав кнопку «Выбрать». 4. Если на экране появляется какой-либо датчик (и), нажмите кнопку, представляющую этот датчик, чтобы отключить его. Дважды нажмите кнопку Датчик влажности / GPS. Также один раз нажмите кнопку датчика давления воздуха / барометра. 5. Нажмите один раз кнопку On / Off / Esc, чтобы вернуться в меню настройки. 6. Нажмите клавишу прокрутки, чтобы выделить частоту дискретизации, и нажмите клавишу выбора 7.Нажимайте кнопку прокрутки, пока не будет выделено значение 1 / мин, затем нажмите кнопку выбора. x 2 8. Нажмите кнопку On / Off / Esc, чтобы вернуться в меню настройки. 9. Нажмите кнопку прокрутки, чтобы выделить количество образцов, и нажмите кнопку выбора. 10. Нажимайте клавишу прокрутки, пока не будет выделено 1000, затем нажмите клавишу выбора. 11. Трижды нажмите кнопку On / Off / Esc, чтобы вернуться к основному рабочему экрану. x Нажмите кнопку Select, чтобы начать измерение. (Вы собираете данные, когда в верхнем левом углу экрана отображается значок бегуна.) 13. По окончании измерения остановите DataHub Ward, нажав клавишу Select, а затем клавишу Scroll. S2 Руководство для учащихся Атмосферное давление
15 ЗАДАНИЕ 1. Определите путь, чтобы обеспечить значительную разницу высот между концом и началом тропы. 2. Время от времени во время поездки измеряйте давление воздуха, особенно при каждой ощутимой разнице высот. 3. По окончании измерения выключите DataHub Ward.РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ 1. Подключите DataHub Ward к компьютеру с помощью кабеля связи USB или через канал беспроводной связи Bluetooth. 2. В верхнем меню нажмите 3. Выберите последний эксперимент в списке. 4. Посмотрите на график, отображаемый на экране. 5. Нажмите и сделайте заметки на графике, указав свои наблюдения в соответствии с моментом регистрации данных. 6. Щелкните правой кнопкой мыши по оси Y и установите минимальное и максимальное значения в соответствии с вашими измерениями. Округлите минимальное значение в меньшую сторону и максимальное значение в большую сторону и введите эти числа в минимальное и максимальное значение.7. Чтобы увидеть карту, убедитесь, что ваш компьютер подключен к Интернету. 8. Щелкните значок в правом верхнем углу экрана DataHub Ward. Затем щелкните. 9. В правом верхнем углу карты вы увидите слова карта и спутник. Если вы щелкнете по карте, вы увидите только названия улиц. Если вы нажмете на спутник, вы увидите только спутниковое изображение. Если вы нажмете на спутник / метку, вы увидите спутниковое изображение с названиями улиц. 10. Если вы хотите увидеть точное значение каждой точки, поместите стрелку мыши в нужную точку на карте, и появится метка со значениями.11. В верхнем левом углу карты вы увидите масштаб и стороны света. 12. В правой части карты вы увидите шкалу цветового кода. Щелкните правой кнопкой мыши по шкале и используйте заданный диапазон, чтобы ввести минимальные и максимальные значения давления воздуха на карту. 13. Чтобы переместить карту, щелкните по ней и переместите стрелку мыши. S Руководство для учащихся Атмосферное давление
16 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ (продолжение) Как результаты соотносятся с вашей исходной гипотезой? В какой момент вы найдете максимальное значение атмосферного давления? Где вы нашли минимальные значения давления? Какая разница в давлении между максимальным и минимальным значениями? Как вы думаете, это статистически значимо? S Руководство для студентов Атмосферное давление
17 ВЫВОДЫ И ОЦЕНКИ 1.Обратите внимание на изображение справа. Обратите внимание, что измерения начались на высоте 1400 м над уровнем моря. на горе, где зафиксировано минимальное значение атмосферного давления. Во время путешествия к долине высота снизилась, что привело к увеличению атмосферного давления до максимальных 750 м над уровнем моря. (см. масштаб). Как бы вы объяснили взаимосвязь между атмосферным давлением и высотой? Объясни. 2. Как в вашем эксперименте изменялось атмосферное давление в ответ на изменение высоты? 3. Что вы можете сказать о молекулярном устройстве воздуха на разных высотах? 4.Можно ли определить высоту в данном месте, измерив атмосферное давление? 5. Напишите заключительный абзац, описывающий то, что вы наблюдали во время эксперимента. S Руководство для студентов Атмосферное давление
.