Kodėl atmosfera daro spaudimą Žemei?
Priežastis, kodėl oras daro slėgį
Oras turi slėgį, nes molekulės turi energijos sąveikauti, o gravitacija sulaiko dujas šalia Žemės. Johnas Lundas, Getty Images
Išskyrus atvejus, kai pučia vėjas, tikriausiai nežinote, kad oras turi masę ir daro spaudimą . Tačiau jei staiga nebūtų spaudimo, jūsų kraujas užvirtų, o oras plaučiuose išsiplėstų ir išpūstų jūsų kūną kaip balionas. Tačiau kodėl oras turi slėgį? Tai dujos, todėl galite manyti, kad jos išsiplės į kosmosą. Kodėl bet kurios dujos turi slėgį? Trumpai tariant, taip yra todėl, kad molekulės atmosfera turi energijos, todėl jie sąveikauja ir atsimuša vienas nuo kito, o dėl gravitacijos jie lieka šalia vienas kito. Pažiūrėk atidžiau:
Kaip veikia oro slėgis
Oras susideda iš dujų mišinys . Dujų molekulės turi masę (nors ir nedaug) ir temperatūrą. Galėtum pasinaudoti Idealiųjų dujų įstatymas kaip vieną iš būdų vizualizuoti spaudimą:
PV = nRT
kur P – slėgis, V – tūris, n – molių skaičius (susietas su mase), R – konstanta, o T – temperatūra. Tūris nėra begalinis, nes Žemės gravitacija pakankamai „traukia“ molekules, kad prilaikytų jas arti planetos. Kai kurios dujos, pavyzdžiui, helis, išeina, tačiau sunkesnės dujos, tokios kaip azotas, deguonis, vandens garai ir anglies dioksidas, susijungia tvirčiau. Taip, kai kurios iš šių didesnių molekulių vis tiek patenka į kosmosą, tačiau antžeminiai procesai abu sugeria dujas (pvz. anglies ciklas ) ir juos generuoti (pavyzdžiui, išgarinant vandenį iš vandenynų).
Kadangi yra išmatuojama temperatūra, atmosferos molekulės turi energijos. Jie vibruoja ir juda, atsitrenkdami į kitas dujų molekules. Šie susidūrimai dažniausiai yra elastingi, o tai reiškia, kad molekulės labiau atsimuša, nei sulimpa. „Atšokimas“ yra jėga. Kai jis taikomas tam tikroje srityje, pavyzdžiui, jūsų odai ar Žemės paviršiui, jis tampa slėgiu.
Kiek yra atmosferos slėgis?
Slėgis priklauso nuo aukščio, temperatūros ir oro (daugiausia vandens garų kiekio), todėl jis nėra pastovus. Tačiau vidutinis oro slėgis įprastomis sąlygomis jūros lygyje yra 14,7 svaro kvadratiniame colyje, 29,92 colio gyvsidabrio arba 1,01 × 105paskalių. Atmosferos slėgis yra tik maždaug perpus mažesnis 5 km aukštyje (apie 3,1 mylios).
Kodėl slėgis yra daug didesnis arti Žemės paviršiaus? Taip yra todėl, kad tai iš tikrųjų yra viso oro, spaudžiančio tuo metu, svorio matas. Jei esate aukštai atmosferoje, virš jūsų nėra daug oro, kurį galėtumėte nuspausti. Žemės paviršiuje visa atmosfera yra sukrauta virš jūsų. Nors dujų molekulės yra labai lengvos ir nutolusios viena nuo kitos, jų yra daug!