No todos saben que la presión atmosférica es diferente a diferentes alturas. Incluso hay un dispositivo especial para medir tanto la presión como la altitud. Se llama barómetro- altímetro. En el artículo estudiaremos en detalle cómo cambia la presión atmosférica con la altura y qué tiene que ver la densidad del aire con ello. Consideremos esta dependencia en el ejemplo de un gráfico.
Presión atmosférica a diferentes altitudes
La presión atmosférica depende de la altitud. Cuando aumenta en 12 m, la presión disminuye en 1 mmHg. Este hecho se puede escribir mediante la siguiente expresión matemática: ∆h/∆P=12 m/mm Hg. Arte. ∆h es el cambio de altitud, ∆P es el cambio de presión atmosférica con un cambio de altitud de ∆h. ¿Qué se sigue de esto?
La fórmula muestra cómo cambia la presión atmosférica con la altitud. Entonces, si subimos 12 m, entonces la presión arterial disminuirá en 12 mm Hg, si en 24 m, entoncesa 2 mmHg. Así, midiendo la presión atmosférica, se puede juzgar la altura.
Milímetros de mercurio y hectopascales
En algunos problemas, la presión no se expresa en milímetros de mercurio, sino en pascales o hectopascales. Escribamos la relación anterior para el caso en que la presión se exprese en hectopascales. 1 mmHg Arte.=133,3 Pa=1,333 hPa.
Ahora expresemos la relación entre la altitud y la presión atmosférica no en términos de milímetros de mercurio, sino en términos de hectopascales. ∆h/∆P=12 m/1, 333 hPa. Después del cálculo obtenemos: ∆h/∆P=9 m/hPa. Resulta que cuando subimos 9 metros, la presión disminuye en un hectopascal. La presión normal es de 1013 hPa. Redondeemos 1013 a 1000 y asumamos que este es exactamente el BP en la superficie de la Tierra.
Si subimos 90 metros, ¿cómo cambia la presión atmosférica con la altitud? Disminuye en 10 hPa, en 90 m - en 100 hPa, en 900 m - en 1000 hPa. Si la presión en el suelo es de 1000 hPa y subimos 900 m, entonces la presión atmosférica se vuelve cero. Entonces, ¿resulta que la atmósfera termina a una altitud de nueve kilómetros? No. A tal altura hay aire, los aviones vuelan allí. Entonces, ¿cuál es el problema?
Relación entre la densidad del aire y la altitud. Características
¿Cómo cambia la presión atmosférica con la altura cerca de la superficie de la Tierra? La imagen de arriba ya ha respondido a esta pregunta. Cuanto mayor sea la altitud, menor será la densidad del aire. Mientras estemos cerca de la superficie de la tierra, el cambio en la densidad del aire es imperceptible. Por lo tanto, para cadapor unidad de altura, la presión disminuye aproximadamente en el mismo valor. Las dos expresiones que escribimos anteriormente deben tomarse como correctas solo si estamos cerca de la superficie de la Tierra, a no más de 1-1,5 km.
Un gráfico que muestra cómo cambia la presión atmosférica con la altitud
Ahora pasemos a la visibilidad. Construyamos un gráfico de presión atmosférica versus altitud. A altura cero P0=760 mm Hg. Arte. Debido al hecho de que al aumentar la altitud, la presión disminuye, el aire atmosférico estará menos comprimido, su densidad será menor. Por lo tanto, en el gráfico, la dependencia de la presión con la altura no se describirá con una línea recta. ¿Qué significa esto?
¿Cómo cambia la presión atmosférica con la altitud? ¿Por encima del suelo? A una altitud de 5,5 km, disminuye 2 veces (Р0/2). Resulta que si subimos a la misma altura, es decir 11 km, la presión disminuirá otra mitad y será igual a Р0/4, etc.
Conectemos los puntos y veremos que la gráfica no es una línea recta, sino una curva. ¿Por qué, cuando escribimos la relación de dependencia, parecía que la atmósfera termina a una altura de 9 km? Consideramos que la gráfica es recta en cualquier altura. Este sería el caso si la atmósfera fuera líquida, es decir, si su densidad fuera constante.
Es importante entender que este gráfico es solo un fragmento de la dependencia a bajas altitudes. En ningún punto de esta línea la presión cae a cero. Incluso en el espacio profundo, hay moléculas de gas que, sin embargo, no tienenrelación con la atmósfera terrestre. No existe el vacío absoluto, el vacío en ningún punto del Universo.
