Физика · 7 класс. Изучите схему, разберите примеры и проверьте себя.
Общая тенденция
При подъёме в атмосфере давление обычно уменьшается, при спуске — увеличивается. На большей высоте над наблюдателем остаётся меньший вес вышележащего воздуха. Плотность и температура меняются по высоте, поэтому точная зависимость не является одной прямой линией для всей атмосферы.
Плотность не постоянна повсюду
Нельзя взять плотность воздуха у поверхности и без ограничения высоты подставлять её в ρgh как для одной однородной жидкости. В небольшом слое иногда допустима местная оценка Δp ≈ ρgΔh с принятой постоянной плотностью. В такой задаче это приближение и его условия должны быть указаны явно.
Пример местной оценки
Для небольшого слоя условно примем ρ = 1,2 кг/м³, g = 10 Н/кг, подъём 20 м. Уменьшение давления по этой модели примерно равно 1,2 × 10 × 20 = 240 Па. Это расчёт в принятом слое, а не универсальная разность для любого места и состояния воздуха.
Учебное правило по условию
Иногда в задаче прямо задают местную зависимость: в ограниченном диапазоне давление уменьшается на 1 гПа на каждые 10 м подъёма. Тогда для подъёма 30 м по этому условию получится уменьшение на 3 гПа. Нельзя переносить такое учебное правило на десятки километров или выдавать его за неизменный закон атмосферы.
Барометрический высотомер
Высотомер оценивает высоту по давлению с использованием модели и опорной настройки. Изменение погоды может изменить его показание даже без перемещения. Для сравнения высот нужно знать исходные условия и настройки. Одно давление без дополнительных данных не всегда позволяет назвать единственную точную высоту.
Как сравнивать пункты
Для исследования высоты полезны близкие моменты наблюдения и согласованные единицы. Давление в пункте следует отличать от значения, приведённого к уровню моря. Если измерения сделаны в разные дни или прибор одновременно перенесли и долго ждали, влияние высоты смешивается с изменением состояния атмосферы. Меньшее давление на вершине не означает полного отсутствия там воздуха.
Проверьте себя
Что обычно происходит с давлением при подъёме?
Оно уменьшается, но точный пересчёт зависит от состояния атмосферы.
В местной модели ρ = 1,2 кг/м³, g = 10 Н/кг, подъём 20 м. Уменьшение?
Примерно 240 Па в рамках этой модели.
По условию на 10 м подъёма приходится уменьшение 1 гПа. Для 30 м?
3 гПа, только в заданном диапазоне применимости.
Почему неподвижный барометрический высотомер может изменить показание?
Из-за изменения атмосферного давления, которое прибор пересчитывает в высоту.