Η πυκνότητα του αέρα ποικίλλει. Όπου είναι μικρότερο, ο αέρας σπανίζει. Ας μάθουμε τι σημαίνει σπάνιος αέρας και ποια χαρακτηριστικά χαρακτηρίζεται.
Το κέλυφος αερίου της Γης
Ο αέρας είναι ένα άυλο, αλλά εξαιρετικά σημαντικό συστατικό του πλανήτη μας. Συμμετέχει στη διαδικασία ανταλλαγής ενέργειας, υποστηρίζοντας όλες τις ζωτικές λειτουργίες των οργανισμών. Προωθεί τη μετάδοση των ήχων, αποτρέπει τη Γη από υποθερμία και την προστατεύει από την υπερβολική ηλιακή ακτινοβολία.
Ο αέρας είναι το εξωτερικό κέλυφος του πλανήτη, που ονομάζεται ατμόσφαιρα. Αποτελείται από πολλά αέρια: νέον, αργό, υδρογόνο, μεθάνιο, ήλιο, κρυπτό κ.λπ. Το κύριο μερίδιο είναι το οξυγόνο και το άζωτο, τα οποία αποτελούν από 98% έως 99% του αέρα.
Η αναλογία των αερίων και η ποσότητα τους μπορεί να ποικίλλει. Έτσι, λόγω των καυσαερίων των αυτοκινήτων και των εκπομπών των εργοστασίων, ο αστικός αέρας είναι πιο κορεσμένος με διοξείδιο του άνθρακα. Στα δάση, σε περιοχές που δεν υπάρχουν βιομηχανίες, η ποσότητα του οξυγόνου αυξάνεται. Αλλά στην περιοχή των βοσκοτόπων, το ποσοστό μεθανίου που εκπέμπουν οι αγελάδες κατά την πέψη αυξάνεται.
Πυκνότητα αέρα
Η πυκνότητα του περιβλήματος του αερίου επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, σε διαφορετικά μέρη του κόσμου και σε διαφορετικάδιαφέρει σε ύψος. Ο αέρας με χαμηλή πυκνότητα είναι ο σπάνιος αέρας (από τη λέξη "σπάνιος"). Όσο πιο σπάνιο είναι, τόσο πιο μακριά είναι τα μόριά του το ένα από το άλλο.
Η Πυκνότητα δείχνει πόσο αέρα υπάρχει σε ένα κυβικό μέτρο όγκου. Το πρότυπο για αυτήν την τιμή είναι 1,293 κιλά ανά κυβικό μέτρο υπό κανονικές συνθήκες και ξηρό αέρα.
Στη φυσική επιστήμη, συνηθίζεται να γίνεται διάκριση μεταξύ ειδικής και πυκνότητας μάζας. Το Specific καθορίζει πόσο αέρας ζυγίζει σε ένα κυβικό μέτρο. Εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και την αδράνεια από την περιστροφή του πλανήτη. Η μάζα προσδιορίζεται με βάση τη βαρομετρική πίεση, την απόλυτη θερμοκρασία και την ειδική σταθερά αερίου.
Τα κύρια μοτίβα εμφάνισης και οι αρχές του αραιωμένου αέρα περιγράφονται από το νόμο των Gay-Lussac και Boyle-Mariotte. Σύμφωνα με αυτούς, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία και όσο χαμηλότερη είναι η πίεση, τόσο πιο σπάνιος είναι ο αέρας. Ταυτόχρονα σημαντική είναι και η υγρασία του: με την αύξηση της μειώνεται η πυκνότητα.
Rarified αέρας και υψόμετρο
Η δύναμη έλξης της Γης, σαν μαγνήτης, έλκει όλα τα σώματα που διαθέτει στον εαυτό της. Επομένως, περπατάμε και δεν αιωρούμαστε χαοτικά στο διάστημα. Επομένως, περισσότερα μόρια ύλης συλλέγονται στον πυθμένα, πράγμα που σημαίνει ότι η πυκνότητα και η πίεσή της είναι επίσης υψηλότερες στην επιφάνεια της γης. Όσο πιο μακριά από αυτό, τόσο λιγότεροι είναι αυτοί οι δείκτες.
Έχετε παρατηρήσει ότι καθώς ανεβαίνετε σε μεγάλα ύψη, όπως στα βουνά, γίνεται πιο δύσκολο να αναπνεύσετε; Όλα λόγω του σπάνιου αέρα. Με υψόμετρο, η συνολική περιεκτικότητα σε οξυγόνο σε ένα λίτρουπάρχει λιγότερος αέρας. Δεν κορεστεί σωστά το αίμα και έχουμε δυσκολία στην αναπνοή.
Το ύψος του Έβερεστ είναι 8488 μέτρα. Στην κορυφή του, η πυκνότητα του αέρα είναι το ένα τρίτο της τυπικής πυκνότητας στο επίπεδο της θάλασσας. Ένα άτομο μπορεί να παρατηρήσει αλλαγές ήδη σε υψόμετρο 1500 έως 2500 μέτρων. Περαιτέρω, η αλλαγή στην πυκνότητα και την πίεση γίνεται αισθητή πιο έντονα και ήδη θέτει σε κίνδυνο την υγεία.
Ο πιο σπάνιος αέρας είναι χαρακτηριστικός της εξώσφαιρας - του εξωτερικού στρώματος της ατμόσφαιρας. Ξεκινά από ύψος 500-1000 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της γης. Περνάει ομαλά στον ανοιχτό χώρο, όπου ο χώρος είναι κοντά στην κατάσταση του κενού. Η πίεση και η πυκνότητα του αερίου στο διάστημα είναι πολύ χαμηλή.
Ελικόπτερο και σπάνιος αέρας
Πολλά εξαρτώνται από την πυκνότητα του αέρα. Για παράδειγμα, ορίζει μια «οροφή» για ανύψωση πάνω από την επιφάνεια της γης. Για ένα άτομο, είναι δέκα χιλιάδες μέτρα. Αλλά για να ανέβεις τόσο ψηλά, χρειάζεται μια μακρά προετοιμασία.
Τα αεροσκάφη έχουν επίσης τα όριά τους. Για τα ελικόπτερα, είναι περίπου 6 χιλιάδες μέτρα. Πολύ λιγότερο από τα αεροπλάνα. Όλα εξηγούνται από τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά και τις αρχές λειτουργίας αυτού του «πουλιού».
Το ελικόπτερο ανεβαίνει με έλικες. Περιστρέφονται, χωρίζοντας τον αέρα σε δύο ρεύματα: πάνω και κάτω από αυτά. Στο επάνω μέρος, ο αέρας κινείται προς την κατεύθυνση των βιδών, στο κάτω μέρος - ενάντια. Έτσι, η πυκνότητα κάτω από το φτερό της συσκευής γίνεται μεγαλύτερη από ό,τι πάνω από αυτό. Το ελικόπτερο φαίνεται να ακουμπάει στον αέρα από κάτωκαι απογειώνεται.
Ο σπάνιος αέρας δεν σας επιτρέπει να δημιουργήσετε την επιθυμητή πίεση. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, θα χρειαστεί να αυξηθεί πολύ η ισχύς του κινητήρα και η ταχύτητα των ελίκων, την οποία δεν θα αντέξουν τα ίδια τα υλικά. Κατά κανόνα, τα ελικόπτερα πετούν σε πυκνότερο αέρα σε υψόμετρα 3-4 χιλιάδων μέτρων. Μόνο μια φορά ο πιλότος Jean Boulet ανέβασε το αυτοκίνητό του στα 12,5 χιλιάδες μέτρα, ωστόσο, ο κινητήρας πήρε φωτιά.
