давление теплого воздуха на поверхность земли больше чем холодного
uCrazy.ru
Навигация
ЛУЧШЕЕ ЗА НЕДЕЛЮ
ОПРОС
СЕЙЧАС НА САЙТЕ
КАЛЕНДАРЬ
Сегодня день рождения
Рекомендуем
Почему горячий воздух легче холодного
Нас окружает большое количество явлений, к которым мы давно привыкли. Причём настолько, что нередко не задаёмся вопросами, почему так, а не иначе, или что это означает. Например, всё знают, что тёплый воздух легче холодного и от этого поднимается вверх. Но что означает “легче”?
То есть простой вроде бы вопрос на самом деле таковым не является. И даже вызывает горячие споры.
Дело в объёме, а не в массе
На самом деле, конечно, говорить о том, что горячий воздух “легче” холодного, несколько некорректно. Дело в том, что по мере повышения температуры газа скорость молекул нарастает. Следовательно, расстояние между ними будет тоже увеличиваться. А это означает, что горячий воздух станет занимать больше пространства.
Таким образом, один и тот же объём газа в нагретом состоянии станет меньше давить на квадратный сантиметр или любую другую единицу поверхности. Этим и объясняется его “лёгкость”. Но за счёт чего такое стало возможным?
От температуры зависит плотность газа. Наверх постоянно будет стремиться тот, у которого плотность меньше. Или, если перефразировать, у кого при равной массе больше объём. Это касается всех тел и распространяется и на газы тоже.
Молярно-кинетическая теория газов
Вопрос с лёгким горячим воздухом хорошо объясняется этой теорией. Среднюю кинетическую энергию молекул определяет температура. Зависимость простая: чем выше температура, тем выше кинетическая энергия молекул газа. А это означает, что молекулы начинают двигаться быстрее. И в результате данного процесса расстояние между ними возрастает. За счёт этого плотность газа и уменьшается, поскольку увеличивается объём.
Однако земная гравитация мешает молекулам газа в процессе разогрева отправляться в путешествие в космос. То есть на воздух действует несколько сил. И в то время как одни “выталкивают” его при нагревании на поверхность, другие притягивают вниз.
Так ли всё очевидно?
Кажется, что для понимания процессов, которые происходят с тёплым и холодным воздухом, достаточно школьного курса знаний. Однако если начать разбираться в происходящем глубже, то возникает немало интересных вопросов. Например, выше говорилось о кинетической энергии у молекул. Но откуда она у них вообще берётся?
Движение молекул связано с энергией импульса, которая заставляет их стремиться за снарядами. Например, если посмотреть на пар, то на него воздействует краснофотонное излучение. Оно импульсами и задаёт движение. В итоге разреженный газ начинает стремиться в область, где давление не такое высокое, как внизу, а плотность меньше. И это движение будет сохраняться до тех пор, пока поток воздуха не встретит преграду или пока он не остынет.
Почему тёплый воздух движется наверх?
Воздух нагревается, расширяется, после чего устремляется наверх. В физике это носит название конвективных перемещений. В реальной жизни на движение воздушных масс влияет не один фактор, а целый ряд. В частности, это разница температур, показателей давления и гравитационная сила.
Допустим, если вы откроете форточку зимой, то оттуда к нам начнёт попадать холодный воздух. Его температура заметно ниже температуры тех масс, которые находятся в помещении. Так что зимой разницу между потоками воздуха можно даже наблюдать: холодный воздух буквально стелется по полу.
Молекулы воздуха обладают излучением. Оно возрастает по мере увеличения температур. В процессе активности молекулы как бы отстреливают импульсы, причём благоприятные условия для такой активности создаются в области сниженного давления. То есть наверху.
В итоге тёплые молекулы воздуха движутся наверх. А их место занимают более холодные. То есть благодаря гравитации холодный воздух будет опускаться вниз. Именно так и работает конвекция.
Зачем эти знания нужны на практике?
Понимание конвекции позволяет создавать системы отопления. Разобраться с микроклиматом в доме без подобных знаний в противном случае бы не получилось. Главное – вспомнить физику.
§ 41. Атмосферное давлени
Что такое атмосферное давленые. От чего завысит давленые воздуха.
Что такое атмосферное давление
Воздух, как и все окружающие нас тела, имеет массу. Вспомните, какова толщина атмосферы, и представьте, сколько воздуха давит на поверхность Земли и на нас с вами. Учёные подсчитали, что столб воздуха давит на поверхность Земли в среднем с силой 1,03 кг на один квадратный сантиметр.
Атмосферное давление — это сила, с которой воздух давит на поверхность Земли и на все находящиеся на ней тела.
Атмосферное давление измеряют при помощи прибора барометра (от греческих слов barns — тяжесть, metron — мера). Впервые атмосферное давление измерил ртутным барометром (рис. 92) итальянский учёный Э. Торричелли (1608—1647). Величина давления определялась высотой столбика ртути в стеклянной трубке, который уравновешивает соответствующий столбик воздуха в атмосфере. Поэтому до сих пор наряду с современными физическими единицами — гектопаскалями или миллибарами — для измерения атмосферного давления используют традиционные единицы — миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.).
Нормальным принято считать атмосферное давление, измеренное на уровне моря в средних широтах при температуре воздуха 0 °С. Оно равно 1013 гектопаскалям (гПа), или 760 миллиметрам ртутного столба. Если атмосферное давление воздуха больше, оно считается повышенным, если меньше — пониженным.
ДАВЛЕНИЕ — ОДНА ИЗ ВАЖНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРЫ. РЕЗКИЕ ПЕРЕПАДЫ ДАВЛЕНИЯ ВЛИЯЮТ НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ.
От чего зависит давление воздуха
Давление тёплого воздуха на поверхность Земли меньше, чем холодного.
До высоты примерно 2000 м атмосферное давление понижается на 1 мм рт. ст. на каждые 10,5 м высоты (рис. 93). Уменьшается и плотность воздуха (масса единицы объёма). Поэтому с высотой труднее дышать: за один вдох человек получает меньше кислорода и начинает дышать чаще.
АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ВЫСОТЫ МЕСТНОСТИ НАД УРОВНЕМ МОРЯ.
Атмосферное давление. Барометр.
1. Что такое атмосферное давление? Каким прибором его определяют?
2. Как изменяется атмосферное давление при нагревании воздуха? при охлаждении воздуха?
3. При подъёме в гору давление изменилось на 25 мм рт. ст. Как оно изменилось: а) уменьшилось; б) увеличилось?
4. Высота главного здания МГУ в Москве 237 м. Каково атмосферное давление на его шпиле, если у основания здания оно составляет 745 мм рт. ст.?
Атмосферное давление. Ветер
Содержимое разработки
Взвешивание воздушного шарика пустого и накаченного воздухом и горки песка, как доказательство того, что воздух имеет вес.
Воздух имеет вес, значит он давит на все тела под ним:
это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и все находящиеся на ней предметы.
1 м3 воздуха на уровне моря = 1 кг 300г
Нормальное атмосферное давление –
Барометр – анероид – прибор для измерения атмосферного давления.
Чем выше, тем воздух легче.
При подъёме на 10,5 метров – атмосферное давление понижается на 1 мм ртутного столба.
Атмосферное давление зависит от температуры воздуха
Тёплый воздух легче холодного,
давление тёплого воздуха на земную поверхность меньше, чем холодного
перемещение воздуха в горизонтальном направлении.
Вы уже знаете, что тёплый воздух более лёгкий, и он поднимается вверх, а более холодный воздух соседних областей перемещается на его место. Движение воздуха является причиной образования известного вам процесса – ветра.
Ветер характеризуют по следующим показателям: направление, скорость и сила.
по 12-балльной шкале.
Ураган – самый разрушительный ветер – имеет силу 12 баллов.
Скорость ветра – измеряется в м/с, км/ч
Самое ветреное место на Земле –
Направление ветра – это направление, откуда дует ветер (западные дуют с запада, восточные – с востока).
график, на котором показаны направления ветров, господствующих в данной местности.
Днём бриз дует с моря на сушу,
а ночью – с суши на море.
Муссоны – (от араб.маусим. –сезон) – ветры, меняющие своё направление два раза в год.
Фён – тёплый и сухой сильный, порывистый ветер, дующий с гор в долины.
Бора – сильный порывистый ветер, возникающий, когда холодный воздух перетекает через горный хребет и вытесняет находящийся по другую сторону тёплый и менее плотный воздух.
Зимой приносит сильное похолодание.
Ветры обычно делят на три группы:
ГДЗ география 7 класс Коринская, Душина, Щенев Дрофа Задание: § Обобщение знаний по разделу Главные особенности природы Земли
1. Какая зависимость существует между рельефом Земли и строением литосферы?
Рельеф Земли прямо зависит от строения литосферы. Именно геологическое строение территории определяет её рельеф. Например, для складчатых поясов характерны горные системы, а для территорий платформ – равнины.
2. Почему рельеф Земли очень разнообразен?
Рельеф Земли очень разнообразен, так как разнообразно геологическое строение Земли, т.е. на рельеф действуют внутренние силы. Кроме того, на горные породы, расположенные на поверхности Земли действуют внешние силы: выветривание (ветровая эрозия), водная эрозия, действие животных и растений, а также воздействие человека.
3. Каковы закономерности распределения температуры воздуха на Земле?
Распределение температуры воздуха на Земле зависит от количества солнечного тепла, поступающего на поверхность Земли. Это количество определяется полуденной высотой солнца над горизонтом, то есть зависит от географической широты.
4. Почему атмосферные осадки на Земле распределяются очень неравномерно?
Осадки распределены на Земле очень неравномерно за счет движения воздуха, которое зависит от поясов атмосферного давления и вращения Земли вокруг своей оси. Пояса атмосферного давления образуются в результате неравномерного распределения солнечного тепла на земной поверхности, а также влияния отклоняющей силы вращения Земли вокруг своей оси.
5. Какова зависимость между осадками, температурами, поясами атмосферного давления, рельефом и господствующими ветрами?
Все приведенные понятия зависят друг от друга. Распределение осадков зависит от господствующих ветров, рельефа и атмосферного давления и температуры. Температура зависит от рельефа (подстилающая поверхность). Пояса атмосферного давления зависят от температуры на поверхности земли. Рельеф зависит от осадков и температуры, так как они оказывают на него воздействие и со временем изменяют его. Господствующие ветра зависят от температуры и атмосферного давления.
6. Какие типы воздушных масс имеются на нашей планете и чем обусловлено их образование?
Типы воздушных масс на нашей планете: экваториальный, тропический, умеренный арктический и антарктический воздух. Образование воздушных масс обусловлено наличием поясов атмосферного давления, общей циркуляцией атмосферы, а главное территорией, где формируются воздушные массы. Именно в зависимости от места формирования воздушные массы приобретают определенные свойства, такие как температура, прозрачность и влажность.
7. Назовите главную причину, от которой зависит распределение температуры воды, солёности, живых организмов в поверхностном слое вод океана.
Распределение температуры воды, солености и живых организмов в поверхностном слое вод океана главным образом с географической широтой, на котором располагается участок океана. Так как именно расположение относительно географической широты определяет основные факторы, влияющие на данные параметры: осадки и испаряемость, температура вод.
8. Какую роль играют океанические течения во взаимодействии океана и суши?
Океанические течения играют важную роль во взаимодействии океана и суши, так как они в значительной степени влияют на климатические условия прибрежных территорий материков, принося с собой различные воздушные массы. Холодные течения приносят сухой воздух и делают климат территории более сухим, могут формироваться береговые пустыни (например, холодное Бенгельское течение – пустыня Намиб; теплые океанические течения увлажняют и смягчают климат территорий, например, Северо-Атлантическое течение смягчает климат Северной Европы).
9*. Как вы понимаете утверждение: «Солнце — вот что движет воды океана»?
Утверждение «Солнце – вот что движет воды океана». Это утверждение говорит о том, что благодаря поступлению солнечных лучей на поверхность океана на разных широтах, поверхностные воды океана прогреваются по-разному, поэтому формируются градиенты (разницы) температур, что приводит поверхностные воды океана в движение. Также это можно рассматривать с точки зрения формирования поясов атмосферного давления (из-за различного количества поступления солнечного тепла), так как из-за формирования постоянного движения воздушных масс (западных ветров, пассатов) происходит и движение поверхностных вод океана.
10*. С какими круговоротами вы познакомились, изучив этот раздел? Какие из них происходят в атмосфере; в океане; между атмосферой и океаном; океаном и сушей; в живых организмах?
При изучении данного раздела я познакомился со следующими круговоротами: круговорот воды, биологический круговорот, круговорот воздуха. Круговорот воды происходит главным образом между атмосферной и океаном, часть круговорота воды проходит по литосфере (речной сток в океан). Биологический круговорот проходит в живых организмах (растения и животные), в нем также участвует и литосфера, так как остатки живых организмов и растений минерализуются в почвах. Также в нем участвует и гидросфера, так как органические остатки накапливаются и в водных объектах, а водная растительность и организмы могут использовать их для дальнейшего преобразования вещества и энергии. Круговорот воздуха проходит в атмосфере за счет постоянного движения воздуха в тропосфере и в значительной степени является частью круговорота воды.
11*. Согласны ли вы с утверждением, что Земля — это океаническая планета и её следует называть Океанией?
Я согласен с утверждением, что Земля – это океаническая планета и её следует называть Океанией. Так как большая часть поверхности покрыта водами Мирового океана. Именно океан в большей степени формирует климатический облик Земли, именно в океане зародилась жизнь.
12. Что называется географической оболочкой? Чем она отличается от других оболочек Земли?
Географической оболочкой называют оболочку Земли, в пределах которой взаимно проникают друг в друга и взаимодействуют нижние слои атмосферы, верхние части литосферы, вся гидросфера и биосфера. Географическая оболочка отличается от других оболочек Земли, тем, что объединяет все остальные геосферы Земли. Только здесь присутствуют вещества в твёрдом, жидком и газообразном состоянии, что важное для всех процессов, происходящих в географической оболочке, и прежде всего для возникновения жизни. Только здесь у твёрдой поверхности Земли возникла сначала жизнь, а затем появились человек и человеческое общество, для существования и развития которого имеются все условия: воздух, вода, горные породы и полезные ископаемые, солнечное тепло и свет, почвы, растительность, бактериальный и животный мир.
13. Каким образом осуществляются взаимосвязь и взаимопроникновение компонентов географической оболочки друг в друга?
Взаимосвязь и взаимопроникновение компонентов географической оболочки друг в друга осуществляется за счет круговорота вещества и энергии между её составными частями. На все круговороты вещества и энергии влияют внешние силы (космос, энергия солнца), а также непосредственно внутренняя энергия Земли.
14. Какова роль живых организмов в географической оболочке?
Роль живых организмов в изменении географической оболочки очень велика. Так как с момента появления живые организмы постоянно изменяют среду своего обитания – географическую оболочку, воздействуя на литосферу (биологическое разрушение горных пород), гидросферу (могут менять состав воды) и атмосферу (растения фотосинтетики изменили состав атмосферного воздуха, обогатив его кислородом). Кроме того, человек, как живой организм, продолжает изменять географическую оболочку. Его воздействие настолько велико, что процессы изменения происходят значительно быстрее, однако чаще они носят негативный характер (изменение рельефа, загрязнение гидросферы и атмосферы, почв, вырубка лесов и истребление животных).
15. Что такое природный комплекс? Приведите примеры крупных и мелких ПК.
Природный комплекс – это участок земной поверхности, который отличается особенностями природных компонентов, находящихся в сложном взаимодействии. Крупные природные комплексы: материки, океаны (части материков, моря, пустыни). Мелкие природные комплексы: озеро, болото, лес, луг, опушка леса, морской залив, речная долина, пойма, овраг.
16. Почему важно изучать природные комплексы?
Природные комплексы необходимо изучать, так как благодаря их изучению формируются знания о взаимодействии компонентов природного комплекса, движению вещества и энергии, кроме того, переходя от мелкого к крупным возможно формирование основных законов природы и прогнозирование изменений географической оболочки и её компонентов. Изучение природных комплексов важно в современности, так как окружающая среда испытывает значительное негативное воздействие от деятельности человека, изучая их, возможна грамотная оценка и ликвидация негативного воздействия человека.
17. В чём заключается сущность закона географической зональности?
Сущность закона географической зональности состоит в последовательной смене природных зон при движении от экватора к полюсам. Это связано с характером распределения солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, а также неравномерностью увлажнения.
18. Чем отличается широтная (географическая) зональность от высотной поясности (зональности)?
Широтная зональность отличается от высотной поясности (зональности) тем, что широтная зональность определяет смену природных зон из-за изменений климатически х условий, связанных с изменением географической широты (уменьшение поступающего количества солнечного тепла от экватора к полюсам). Изменение климатических условий при высотной поясности связано с изменением высоты местности относительно уровня мирового океана и связано с изменением давления и температуры при увеличении высоты.
Атмосферное давление. География
С помощью барометра было установлено, что средняя высота ртутного столба в барометре на уровне моря составляет 760 мм. Это давление стали называть нормальным атмосферным давлением. А любое другое — «ненормальное»: повышенное или пониженное.
Теперь можно поговорить о второй закономерности.
От чего ещё зависит атмосферное давление? Вспомните, почему воздушный шар поднимается вверх? Правильно, потому что он наполнен горячим воздухом (рис. 118). А если мы не будем его нагревать, что произойдёт? Воздух внутри шара остынет, и шар опустится вниз. И тут самое главное, чтобы он опускался не слишком быстро.
Тёплый воздух легче холодного. То есть вес воздуха зависит от температуры. Чем температура ниже, тем вес воздуха больше. Поэтому холодный воздух давит на земную поверхность сильнее, чем тёплый.
1. Атмосферное давление — это давление, оказываемое земной атмосферой на единицу площади.
2. Атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря. Чем выше мы поднимаемся, тем ниже давление.
3. Атмосферное давление зависит и от температуры воздуха. Холодный воздух тяжелее тёплого, поэтому его давление на земную поверхность — больше.
4. Атмосферное давление измеряется барометром. Нормальное атмосферное давления составляет 760 мм рт. ст.
Атмосферное давление, эванджелиста торричелли, барометр
1. Сколько приблизительно весит кубический метр воздуха? 2. Что такое атмосферное давление? 3. Чему приблизительно равно атмосферное давление? 4. Какое атмосферное давление называют нормальным? 5. Почему с высотой атмосферное давление уменьшается?
А теперь более сложные вопросы
1. Чем же всё-таки объясняются различные результаты описанных в начале параграфа опытов с линейкой и листом бумаги? 2. Как связаны температура воздуха и атмосферное давление? 3. Санкт-Петербург расположен буквально на уровне моря, а Москва — на высоте почти 300 м над уровнем моря. Где при прочих равных условиях атмосферное давление должно быть больше, а где меньше?
1. Наименьшее атмосферное давление наблюдается на:
а) берегу моря;
б) низменности;
в) холме;
г) вершине горы.
2. От чего НЕ зависит атмосферное давление:
а) от температуры воздуха;
б) от высоты над уровнем моря;
в) от времени суток;
г) зависит от всего перечисленного.
3. На метеостанциях атмосферное давление определяют с помощью:
а) барометра;
б) термометра;
в) батометра;
г) гигрометра.