§26. Урок-практикум. Розв’язування задач на визначення температури повітря та атмосферного тиску

Опубліковано alexa Пон, 10/02/2023 - 12:03

Для визначення температури повітря на вершині гори Говерла використовується правило, що температура повітря зменшується при піднятті вгору на приблизно 0,65 °С на кожних 100 метрах висоти. Різниця в висоті між підніжжям і вершиною гори Говерла: 800 м - 0 м = 800 м. Тепер можна знайти зміну температури: 0,65 °С/100 м * 800 м = 5,2 °С. Температура на вершині гори Говерла: +18 °С (біля підніжжя) - 5,2 °С = 12,8 °С. Отже, температура повітря на вершині гори Говерла приблизно +12,8 °С.
Для визначення температури повітря на висоті 3 км можна використати правило, що температура зменшується на приблизно 0,65 °С на кожних 100 метрах висоти при піднятті вгору в атмосфері. Різниця в висоті між рівнем моря і висотою 3 км (або 3000 м): 3000 м/100 м = 30. Тепер можна знайти зміну температури: 0,65 °С/100 м * 30 = 1,95 °С. Температура на висоті 3 км: +24 °С (на рівні моря) - 1,95 °С = 22,05 °С. Отже, температура повітря на висоті 3 км приблизно +22,05 °С.
Для визначення температури повітря на висоті 8000 м можна використати правило, що температура зменшується на приблизно 0,65 °С на кожних 100 метрах висоти при піднятті вгору в атмосфері. Різниця в висоті між рівнем моря і висотою 8000 м (або 8 км): 8000 м / 100 м = 80. Тепер можна знайти зміну температури: 0,65 °С/100м * 80 = 0,52 °С. Температура на висоті 8000 м: +22 °С (на рівні моря) - 0,52 °С = 21,48 °С. Отже, температура повітря на висоті 8000 м приблизно +21,48 °С.
Для визначення температури на різних висотах можна використати правило, що температура зменшується на приблизно 0,65 °С на кожних 100 метрах висоти при піднятті вгору в атмосфері.

На висоті 2000 м: Різниця в висоті між рівнем моря і висотою 2000 м (або 2 км): 2000 м/100 м = 20. Зміна температури: 0,65 °С/100 м * 20 = 1,3 °С. Температура на висоті 2000 м: +4 °С (на рівні моря) - 1,3 °С = +2,7 °С.
На висоті 6000 м: Різниця в висоті між рівнем моря і висотою 6000 м (або 6 км): 6000 м / 100 м = 60. Зміна температури: 0,65 °С/100 м * 60 = 3,9 °С. Температура на висоті 6000 м: +4 °С (на рівні моря) - 3,9 °С = +0,1 °С.
На вершині гори Джомолунгма (Еверест): Різниця в висоті між рівнем моря і вершиною гори Джомолунгма (Еверест) - близько 8848 м (або 8,848 км): 8848 м / 100 м = 88,48. Зміна температури: 0,65 °С/100 м * 88,48 = 57,52 °С. Температура на вершині: +4 °С (на рівні моря) - 57,52 °С = -53,52 °С. Отже, температура на різних висотах буде наступною:
На висоті 2000 м: приблизно +2,7 °С.
На висоті 6000 м: приблизно +0,1 °С.
На вершині гори Джомолунгма (Еверест): приблизно -53,52 °С.

Для визначення атмосферного тиску на вершині гори Говерла можна використати правило, що атмосферний тиск зменшується при піднятті вгору в атмосфері. Різниця в висоті між рівнем моря і вершиною гори Говерла: 2061 м - 183 м = 1878 м. Атмосферний тиск на висоті 183 м: 720 мм рт. ст. Тепер можна знайти атмосферний тиск на вершині гори Говерла. Зазвичай атмосферний тиск зменшується на приблизно 1 мм рт. ст. на кожних 10 метрах висоти при піднятті вгору. Таким чином, на висоті 1878 м (близько 1,878 км) атмосферний тиск зменшиться на 1 мм рт. ст. * (1878 м / 10 м) = 187,8 мм рт. ст. Тепер віднімемо цю зміну від атмосферного тиску на висоті 183 м: 720 мм рт. ст. - 187,8 мм рт. ст. = 532,2 мм рт. ст. Отже, атмосферний тиск на вершині гори Говерла становить приблизно 532,2 мм рт. ст.
Атмосферний тиск зазвичай зменшується при піднятті вгору в атмосфері. Знаючи абсолютну висоту місця, можна розрахувати зміну атмосферного тиску.
Одеса (висота - 50 м): Атмосферний тиск на рівні моря приблизно 760 мм рт. ст. Оскільки Одеса знаходиться на низькій висоті, зміна тиску буде мінімальна.
Тернопіль (висота - 320 м): Зазвичай атмосферний тиск зменшується на близько 1 мм рт. ст. на кожні 10 метрів висоти при піднятті. Зміна тиску для Тернополя: 1 мм рт. ст. * (320 м / 10 м) = 32 мм рт. ст. Атмосферний тиск в Тернополі: 760 мм рт. ст. - 32 мм рт. ст. = 728 мм рт. ст.
Бразиліа (висота - 1172 м): Знову використовуємо правило про зміну тиску на 1 мм рт. ст. на кожні 10 метрів висоти: 1 мм рт. ст. * (1172 м / 10 м) = 117,2 мм рт. ст. Атмосферний тиск в Бразилії: 760 мм рт. ст. - 117,2 мм рт. ст. = 642,8 мм рт. ст. Отже, атмосферний тиск для зазначених населених пунктів буде наступним:

Одеса: приблизно 760 мм рт. ст.
Тернопіль: приблизно 728 мм рт. ст.
Бразиліа: приблизно 642,8 мм рт. ст.

Для вирішення цієї задачі можна використовувати правило зміни атмосферного тиску зі зміною висоти. На рівні моря барометр показував 760 мм рт. ст., а на вершині гори альпіністів - 570 мм рт. ст. Тобто, різниця в атмосферному тиску між вершиною гори і рівнем моря дорівнює: 760 мм рт. ст. - 570 мм рт. ст. = 190 мм рт. ст. Зазвичай атмосферний тиск зменшується на 1 мм рт. ст. на кожні 10 метрах висоти при піднятті вгору. Отже, щоб знайти висоту, на якій перебували альпіністи, можемо розділити цю різницю на 10: 190 мм рт. ст. / 10 м = 19 * 10 м = 190 метрів. Таким чином, альпіністи перебували на висоті 190 метрів над рівнем моря.
Для вирішення цієї задачі ми можемо використовувати ідеальний газовий закон. Закон стверджує, що атмосферний тиск залежить від температури і висоти над рівнем моря. По-перше, ми маємо атмосферний тиск біля підніжжя гори, який дорівнює 760 мм рт. ст. По-друге, ми маємо температуру повітря на вершині гори, яка становить +15 °С, що відповідає 288 Кельвінам. Тепер ми можемо використовувати ідеальний газовий закон: Р1/Т1 = Р2/Т2, де Р1 - атмосферний тиск на підніжжі гори, ТІ - температура на підніжжі гори, Р2 - атмосферний тиск на вершині гори (що ми шукаємо), Т2 - температура на вершині гори. Підставимо відомі значення: 760 мм рт. ст. / 288 К = Р2 / 288 К. Тепер ми можемо розв'язати це рівняння для Р2: Р2 = (760 мм рт. ст. * 288 К) / 288 К = 760 мм рт. ст. Отже, атмосферний тиск на вершині гори також дорівнює 760 мм рт. ст.