Jak se tlak snižuje s výškou

Snížení tlaku vzduchu s rostoucí nadmořskou výškou je dobře známý vědecký fakt, který ospravedlňuje velké množství jevů spojených s nízkou hodnotou tlaku ve vysoké nadmořské výšce.

Budete potřebovat

Učebnice fyziky 7. ročníku, učebnice molekulární fyziky, barometr.

Návod k použití

1

Přečtěte si definici tlaku v učebnici fyziky 7. stupně. Bez ohledu na to, o jaký typ tlaku se jedná, rovná se síle působící na jednu platformu. Čím větší je tedy síla působící na určitou oblast, tím větší je hodnota tlaku. Pokud mluvíme o tlaku vzduchu, pak je dotyčnou silou gravitace částic vzduchu.

2

Upozorňujeme, že každá vrstva vzduchu v atmosféře přispívá k tlaku vzduchu ve spodních vrstvách. Ukazuje se, že se stoupající nadmořskou výškou se zvyšuje počet vrstev tlačících na spodní část atmosféry. S rostoucí vzdáleností od Země se tedy gravitační síla působící na vzduch ve spodních částech atmosféry zvyšuje. To vede ke skutečnosti, že vrstva vzduchu umístěná na povrchu Země zažívá tlak všech horních vrstev a vrstva umístěná blíže k horní hranici atmosféry takový tlak nezažívá. V souladu s tím má vzduch spodních vrstev atmosféry mnohem větší tlak než vzduch horních vrstev.

3

Pamatujte, jak tlak kapaliny závisí na hloubce ponoření do kapaliny. Zákon popisující tento vzorec se nazývá Pascalův zákon. Tvrdí, že tlak tekutiny se zvyšuje lineárně se zvyšující se hloubkou ponoření. Tendence ke snižování tlaku se zvyšující se výškou je tedy také pozorována v kapalině, pokud je výška spouštěna od dna nádrže.

4

Mějte na paměti, že fyzikální povaha zvyšujícího se tlaku v tekutině se zvyšující se hloubkou je stejná jako ve vzduchu. Čím nižší jsou vrstvy kapaliny, tím více musí na sobě udržovat hmotnost horních vrstev. Tlak ve spodních vrstvách kapaliny je proto větší než v horní. Přestože je vzorec zvyšování tlaku v kapalině lineární, není tomu tak ve vzduchu. To je odůvodněno skutečností, že se kapalina nestlačuje. Stlačitelnost vzduchu vede ke skutečnosti, že závislost tlaku na výšce stoupání nad hladinou moře je exponenciální.

5

Z průběhu molekulárně-kinetické teorie ideálního plynu připomeňme, že podobná exponenciální závislost je spojena s distribucí koncentrace částic s gravitačním polem Země, které identifikoval Boltzmann. Boltzmannovo rozdělení je ve skutečnosti přímo spojeno s jevem poklesu tlaku vzduchu, protože toto snížení vede ke skutečnosti, že koncentrace částic klesá s výškou.