ЯК змінюється температура і тиск повітря при збільшенні висоти

Температура і тиск - основні параметри повітря, які сильно залежать від висоти підйому над рівнем моря. Обидва явища тісно взаємопов`язані один з одним причиною, що викликає їх.

Вам знадобиться

Підручник з фізики, бойлер водяний.

Інструкція

Належні в підручнику з фізики про те, як змінюється тиск рідини при зануренні вглиб неї. Як відомо, тиск рідини у дна набагато більше, ніж у поверхні. Даний закон називається законом Паскаля. Він говорить про те, що тиск рідини дорівнює добутку її щільності, прискорення вільного падіння і глибини занурення. Це означає, що чим більше глибина, тим більше тиск. Даний ефект обґрунтовується лише тим, що нижні шари рідини відчувають на собі тягар всіх верхніх шарів. Відповідно, чим нижче шар, тим більшу вагу йому доводиться утримувати.

Зверніть увагу, що в разі повітряної атмосфери ситуація аналогічна. Адже всю атмосферу Землі можна представити як величезний резервуар, наповнений повітрям, дном якого є поверхня Землі. Повітряні шари, розташовані ближче до поверхні Землі, відчувають на собі тиск всіх верхніх шарів. Це і обумовлює той факт, що тиск повітря при збільшенні висоти зменшується.

Якщо у вас вдома є який-небудь водяний бойлер або щось аналогічне (великий чайник), то спробуйте провести наступний експеримент. Увімкніть обігрів води бойлера і, торкаючись рукою його стінок, спостерігайте за тим, в яких місцях вода нагрівається раніше. Ви виявите, що нагрівання відбувається у напрямку зверху вниз. Тобто спочатку нагріваються верхні шари води, потім тепло поширюється все нижче і нижче. Причому процес нагрівання буде поширюватися таким чином незалежно від того, в якій частині бойлера знаходиться нагрівальний елемент.

Тепер уявіть собі, що вся атмосфера Землі також являє собою величезний бойлер, вміст якого нагрівається. За тим же принципом гарячі шари повітря піднімаються вгору, а їм на зміну опускаються більш холодні і важкі шари. Даний процес теплообміну у фізиці називається конвекцією.

Зауважте, однак, що у випадку з атмосферою є деякі відмінності. Всім відомо, що у стелі в кімнаті завжди жаркіше, ніж у підлоги. Але й так само відомо, що повітря у хмар набагато холодніше, ніж біля поверхні Землі. Дане протиріччя обумовлено тим, що конвекція в масштабах атмосфери проходить надто повільно. Тепле повітря нагрівається поверхнею Землі. При цьому біля кордонів атмосфери є поглинач тепла - холодильник. Таким чином, по-перше, холодне повітря, що заміщає теплий біля поверхні Землі, занадто швидко нагрівається, а по-друге, тепле повітря, що дійшов до кордонів атмосфери, занадто швидко охолоджується. Це і призводить до зазначених, здавалося б, аномаліям.