Какое нормальное атмосферное давление для нашего места проживания, находящегося на высоте 50 метров над уровнем моря?

Ярд

63

Для решения этой задачи, нам необходимо знать, что атмосферное давление меняется с высотой над уровнем моря.

На большей высоте над уровнем моря, атмосферное давление будет меньше, чем на низких высотах. Это связано с тем, что с возрастанием высоты количество воздуха над нами уменьшается, за счет чего уменьшается и вес столба воздуха, оказывающего давление на поверхность Земли.

Для определения атмосферного давления на высоте 50 метров, мы можем воспользоваться формулой:

\[P = P_0 \cdot \left( 1 - \frac{{L \cdot h}}{{T_0}} \right)^{\frac{{g \cdot M}}{{R \cdot L}}} \]

Где:
\(P\) - атмосферное давление на высоте \(h\),
\(P_0\) - атмосферное давление на уровне моря,
\(L\) - средняя температурная лапласиана атмосферы,
\(h\) - высота над уровнем моря,
\(T_0\) - средняя температура на уровне моря,
\(g\) - ускорение свободного падения,
\(M\) - молярная масса воздуха,
\(R\) - универсальная газовая постоянная.

Значения этих параметров могут варьироваться в зависимости от условий из задания и региона, в котором находится место проживания, поэтому я приведу пример численного решения для стандартного значения этих параметров:

\(P_0 = 101325 \, \text{Па}\),
\(L = 0.0065 \, \text{К/м}\),
\(T_0 = 288.15 \, \text{К}\),
\(g = 9.8 \, \text{м/с}^2\),
\(M = 0.02897 \, \text{кг/моль}\),
\(R = 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}\).

Подставляя значения в формулу, получим:

\[P = 101325 \cdot \left( 1 - \frac{{0.0065 \cdot 50}}{{288.15}} \right)^{\frac{{9.8 \cdot 0.02897}}{{8.314 \cdot 0.0065}}} \]

Вычисляя данное выражение, атмосферное давление на высоте 50 метров составит примерно 99300 Па (или 99.3 кПа).

Заметим, что это значение является приближенным и может отличаться в реальности, так как атмосферное давление зависит от множества факторов и может меняться в различных условиях.