Номер 5, страница 41 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

5. От каких величин зависит атмосферное давление?

5. Атмосферное давление — это давление, оказываемое столбом атмосферного воздуха на земную поверхность и на все находящиеся на ней объекты. Оно не является постоянной величиной и зависит от нескольких основных физических факторов:

1. Высота над уровнем моря. С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается. Это происходит потому, что уменьшается высота и плотность столба воздуха, давящего сверху. Вес этого столба воздуха становится меньше, и, соответственно, падает и давление. Это наиболее значимый фактор, приводящий к изменению давления. Например, на высоте около 5,5 км давление уже вдвое ниже, чем на уровне моря.

2. Температура воздуха. Давление воздуха тесно связано с его температурой. При нагревании воздух расширяется, его плотность уменьшается, и, следовательно, он оказывает меньшее давление. Холодный воздух, наоборот, более плотный, тяжелый и создает большее давление. Эта зависимость является основной причиной формирования циклонов (области низкого давления, обычно связанные с теплым воздухом) и антициклонов (области высокого давления, связанные с холодным воздухом).

3. Плотность воздуха. Давление напрямую связано с плотностью воздуха. Давление, создаваемое столбом жидкости или газа, можно описать упрощенной формулой $p = \rho g h$, где $\rho$ – плотность, $g$ – ускорение свободного падения, а $h$ – высота столба. Хотя плотность атмосферы неоднородна, эта формула хорошо иллюстрирует, что чем плотнее воздух, тем большее давление он создает. Сама плотность воздуха, в свою очередь, зависит от высоты, температуры и влажности.

4. Влажность воздуха. Вопреки интуиции, влажный воздух (смесь сухого воздуха и водяного пара) при той же температуре имеет меньшую плотность, чем сухой воздух. Это объясняется тем, что молярная масса молекулы воды (H₂O, $\approx 18$ г/моль) меньше средней молярной массы сухого воздуха (смесь азота N₂ и кислорода O₂, $\approx 29$ г/моль). Поэтому при увеличении содержания водяного пара в воздухе его общая плотность снижается, что приводит к уменьшению атмосферного давления.

5. Ускорение свободного падения ($g$). Атмосферное давление создается весом столба воздуха, который является произведением массы воздуха на ускорение свободного падения. Величина $g$ не везде одинакова на Земле: она немного больше на полюсах и меньше на экваторе из-за вращения планеты и ее формы (геоида). Этот фактор вносит небольшой вклад в локальные изменения давления по сравнению с температурой и высотой, но учитывается в точных расчетах.

Ответ: Атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря, температуры, плотности и влажности воздуха, а также от величины ускорения свободного падения в данной точке.