С удалением от земной поверхности плотность воздуха уменьшается. Это происходит потому, что давление в верхних слоях атмосферы ниже, чем у земли.

Какая связь между давлением воздуха и его плотностью?

Плотность газа прямо пропорциональна его давлению. Зависимость плотности воздуха от давления описывает уравнение Клапейрона: для идеального газа

,

где ? — плотность воздуха, p — абсолютное давление, R — удельная газовая постоянная для сухого воздуха (287,058 Дж?(кг·К)) , T — абсолютная температура в Кельвинах.

Для вычисления плотности воздуха ? на определенной высоте над уровнем моря h используются следующие формулы:

, где

Здесь
p0 — стандартное атмосферное давление на уровне моря (101325 Па);
T0- стандартная температура на уровне моря (288,15 K);
g — ускорение свободного падения над поверхностью Земли (9,8 м?сек2);
L — скорость падения температуры с высотой, в пределах тропосферы (0,0065 K?м);
R — универсальная газовая постоянная (8,31447 Дж?(Мол·K) );
M — молярная масса сухого воздуха (0,0289644 кг?Мол).

Это понятно и интуитивно: нижние слои воздуха находятся под наиболее сильным давлением, чем верхние.

А что значит пониженное давление и пониженная плотность воздуха? Это означает, что такой разреженный воздух содержит меньше молекул, в том числе и молекул кислорода. Вот почему на большой высоте тяжело дышать.

Кстати…

При 0°С масса одного кубометра (1 м3) воздуха составляет:

  • у поверхности земли — 1, 293 килограмма;
  • на высоте 12 км — 319 грамма;
  • на высоте 40 км — 4 грамма.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ