Номер 8, страница 31, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 19. Атмосферное давление - номер 8, страница 31.

Условие.

8. Известно, что с увеличением высоты давление воздуха уменьшается. Почему?

Решение.

Уменьшение давления воздуха с увеличением высоты — это фундаментальное свойство атмосферы, которое объясняется действием силы тяжести и сжимаемостью самого воздуха.

Основная причина заключается в том, что атмосферное давление в любой точке создаётся весом столба воздуха, расположенного над этой точкой и простирающегося до верхней границы атмосферы. Давление определяется как сила, действующая перпендикулярно поверхности, отнесённая к площади этой поверхности ($P = F/S$). В данном случае сила $\text{F}$ — это вес воздуха. Когда мы поднимаемся на бо́льшую высоту, столб воздуха над нами становится короче. Соответственно, его масса, а значит и вес, уменьшаются. Меньший вес воздуха, давящий на единицу площади, создаёт и меньшее давление.

Второй важный фактор — это сжимаемость воздуха. Воздух, как и любой газ, легко сжимается. Сила тяжести притягивает всю массу атмосферы к Земле. В результате нижние слои воздуха оказываются сжатыми под весом всех вышележащих слоёв. Из-за этого плотность воздуха у поверхности Земли максимальна. С набором высоты вес вышележащих слоёв уменьшается, сжатие ослабевает, и воздух становится всё более разреженным, то есть его плотность падает. В менее плотном воздухе содержится меньше молекул в единице объёма, они реже сталкиваются друг с другом и с поверхностями, что также ведёт к снижению давления.

Таким образом, оба фактора — уменьшение веса столба воздуха и падение его плотности — взаимосвязаны и приводят к тому, что с увеличением высоты атмосферное давление закономерно уменьшается.

Ответ: Давление воздуха уменьшается с высотой по двум основным причинам: во-первых, уменьшается высота и, следовательно, вес столба воздуха, который давит на поверхность; во-вторых, из-за меньшего веса вышележащих слоев воздух становится менее сжатым и его плотность падает.