Номер 5, страница 47 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел. Параграф 12. Атмосферное давление. Вопросы для самопроверки - номер 5, страница 47.

Условие.

5. Как и почему изменяется атмосферное давление с изменением высоты над уровнем моря?

Решение.

С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается.

Это явление объясняется двумя основными, взаимосвязанными причинами:

1. Уменьшение веса воздушного столба. Атмосферное давление в любой точке — это, по сути, вес столба воздуха, простирающегося от этой точки до верхней границы атмосферы, приходящийся на единицу площади. Когда мы поднимаемся выше, высота этого столба воздуха над нами сокращается. Следовательно, его общая масса и вес становятся меньше, что и приводит к снижению давления на нижележащую поверхность.

2. Уменьшение плотности воздуха. Воздух, как и любой газ, обладает свойством сжимаемости. Под действием силы тяжести верхние слои атмосферы давят на нижние, сжимая их. Поэтому у поверхности Земли воздух наиболее плотный. С набором высоты давление вышележащих слоев ослабевает, и воздух становится все более разреженным, то есть его плотность уменьшается. Давление газа напрямую зависит от его плотности. Таким образом, падение плотности воздуха с высотой является ключевой причиной уменьшения атмосферного давления.

Из-за этих факторов зависимость давления от высоты нелинейна. В нижних слоях атмосферы, где воздух плотный, давление падает относительно быстро — в среднем на 1 мм рт. ст. (примерно 133 Па) при подъеме на каждые 12 метров. На больших высотах, в разреженном воздухе, для такого же падения давления требуется подняться на значительно большую высоту. Эта зависимость носит экспоненциальный характер, что отражено в барометрической формуле, которая в упрощенном виде для изотермической атмосферы выглядит так: $p(h) = p_0 \cdot e^{-\frac{Mgh}{RT}}$, где $p(h)$ — давление на высоте $\text{h}$, а $p_0$ — давление на начальном уровне.

Ответ: С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается, так как уменьшается высота и, соответственно, вес столба воздуха, давящего на поверхность, а также падает плотность самого воздуха.