Gustoća vazduha varira. Tamo gdje je manji, zrak je razrijeđen. Hajde da saznamo šta znači razrijeđeni zrak i koje karakteristike ga karakteriziraju.
Zemljina plinska školjka
Vazduh je nematerijalna, ali izuzetno važna komponenta naše planete. Učestvuje u procesu razmene energije, podržavajući sve vitalne funkcije organizama. Pospješuje prijenos zvukova, sprječava Zemlju od hipotermije i štiti je od prekomjernog sunčevog zračenja.
Vazduh je spoljašnji omotač planete, koji se zove atmosfera. Sastoji se od mnogih gasova: neona, argona, vodonika, metana, helijuma, kriptona itd. Glavni udeo su kiseonik i azot, koji čine od 98% do 99% vazduha.
Odnos gasova i njihove količine mogu varirati. Dakle, zbog izduvnih gasova automobila i izduvnih gasova fabrika, gradski vazduh je zasićeniji ugljen-dioksidom. U šumama, na područjima gdje nema industrije, povećava se količina kisika. Ali u području pašnjaka raste udio metana koji krave emituju tokom probave.
Gustoća zraka
Na gustinu gasnog omotača utiču mnogi faktori, u različitim dijelovima svijeta iu različitimrazlikuje se po visini. Vazduh male gustine je razređen vazduh (od reči „retki“). Što je rjeđi, to su njegovi molekuli udaljeniji jedan od drugog.
Gustina pokazuje koliko zraka ima u jednom kubnom metru zapremine. Standard za ovu vrijednost je 1,293 kilograma po kubnom metru pod normalnim uvjetima i suvim zrakom.
U fizici je uobičajeno praviti razliku između specifične i masene gustine. Specific određuje koliko zraka teži u jednom kubnom metru. Zavisi od geografske širine i inercije od rotacije planete. Masa se određuje na osnovu barometarskog pritiska, apsolutne temperature i specifične gasne konstante.
Glavni obrasci pojave i principi razrijeđenog zraka opisani su zakonom Gay-Lussaca i Boyle-Mariottea. Prema njima, što je viša temperatura i manji pritisak, to je zrak rjeđi. Istovremeno je važna i njegova vlažnost: sa njenim povećanjem gustina se smanjuje.
Razrijeđeni zrak i nadmorska visina
Sila privlačenja Zemlje, poput magneta, privlači k sebi sva tijela koja su joj dostupna. Stoga hodamo, a ne haotično lebdimo u prostoru. Zbog toga se na dnu skuplja više molekula materije, što znači da su i njena gustina i pritisak veći na površini zemlje. Što je dalje od njega, ovi pokazatelji su manji.
Da li ste primijetili da kako se penjete na velike visine, na primjer u planinama, postaje teže disati? Sve zbog razrijeđenog zraka. Sa nadmorskom visinom, ukupan sadržaj kiseonika u jednom litruima manje vazduha. Ne zasićuje pravilno krv i imamo poteškoća s disanjem.
Visina Mount Everesta je 8488 metara. Na njegovom vrhu, gustina vazduha je jedna trećina standardne gustine na nivou mora. Osoba može primijetiti promjene već na visini od 1500 do 2500 metara. Nadalje, promjena u gustini i pritisku se osjeća akutnije i već predstavlja potencijalni zdravstveni rizik.
Najprorijeđeniji zrak karakterističan je za egzosferu - vanjski sloj atmosfere. Počinje sa visine od 500-1000 kilometara iznad površine zemlje. Lako prelazi u otvoreni prostor, gde je prostor blizu stanja vakuuma. Pritisak i gustina gasa u svemiru su veoma niski.
Helikopter i razrijeđeni zrak
Mnogo zavisi od gustine vazduha. Na primjer, definira "plafon" za podizanje iznad površine zemlje. Za osobu, to je deset hiljada metara. Ali da bi se popeli ovako visoko, potrebna je duga priprema.
Zrakoplovi također imaju svoja ograničenja. Za helikoptere je to oko 6 hiljada metara. Mnogo manje od aviona. Sve je objašnjeno dizajnerskim karakteristikama i principima rada ove "ptice".
Helikopter raste uz pomoć propelera. Vrte se, dijeleći zrak na dva toka: iznad njih i ispod njih. U gornjem dijelu, zrak se kreće u smjeru vijaka, u donjem dijelu - protiv. Dakle, gustina ispod krila aparata postaje veća nego iznad njega. Čini se da se helikopter oslanja na zrak ispodi poleti.
Razrijeđeni zrak vam ne dozvoljava da stvorite željeni pritisak. U takvim uvjetima bit će potrebno znatno povećati snagu motora i brzinu propelera, što sami materijali neće izdržati. Helikopteri po pravilu lete u gušćem vazduhu na visinama od 3-4 hiljade metara. Samo jednom je pilot Jean Boulet podigao svoj automobil na 12,5 hiljada metara, međutim, motor se zapalio.
