Как можно вычислить атмосферное давление, если известна средняя плотность воздуха 1,2 кг/м³, радиус Земли составляет 6400 км, а толщина атмосферы колеблется от 2000 до 3000 км? И как сопоставить результаты с атмосферным давлением, которое измеряется с помощью ртутного барометра Торричелли?

Физика 9 класс Атмосферное давление атмосферное давление средняя плотность воздуха радиус Земли толщина атмосферы ртутный барометр измерение давления физика 9 класс вычисление давления закон Торричелли свойства атмосферы Новый

Для вычисления атмосферного давления на основе средней плотности воздуха и высоты атмосферы, мы можем использовать формулу, основанную на принципе гидростатического давления. Давление можно рассчитать по следующей формуле:

P = ρ * g * h

где:

• P - атмосферное давление,
• ρ - плотность воздуха (в нашем случае 1,2 кг/м³),
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,81 м/с²),
• h - высота атмосферы (в нашем случае возьмем среднее значение 2500 км или 2 500 000 м).

Теперь подставим значения в формулу:

1. Сначала определим значение h: 2500 км = 2 500 000 м.
2. Теперь подставим значения в формулу:
3. P = 1,2 кг/м³ * 9,81 м/с² * 2 500 000 м.
4. Вычислим:
5. P = 1,2 * 9,81 * 2 500 000 = 29 430 000 Па.

Теперь переведем это значение в более привычные единицы - миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.). Для этого используем следующее соотношение:

1 Па = 0,00750062 мм рт. ст.

Таким образом, чтобы получить давление в мм рт. ст., умножаем на этот коэффициент:

1. P = 29 430 000 Па * 0,00750062 = 220 000 мм рт. ст.

Это значение значительно превышает нормальное атмосферное давление на уровне моря, которое составляет примерно 760 мм рт. ст. Это связано с тем, что мы использовали среднюю плотность и высоту всей атмосферы, а не учитывали изменения плотности и давления с высотой.

Теперь давайте сопоставим наши результаты с атмосферным давлением, измеряемым с помощью ртутного барометра Торричелли:

• Ртутный барометр показывает давление на уровне моря около 760 мм рт. ст. Это значение является стандартным атмосферным давлением.
• Наше расчетное давление (220 000 мм рт. ст.) не соответствует реальным условиям на уровне моря, потому что мы не учитывали, как плотность воздуха уменьшается с высотой.
• Атмосферное давление на уровне моря действительно зависит от высоты, температуры и влажности воздуха.

Таким образом, для более точного расчета атмосферного давления нужно учитывать изменение плотности воздуха с высотой, а также другие факторы, влияющие на атмосферное давление.