Densitatea aerului variază. Acolo unde este mai mic, aerul este rarefiat. Să aflăm ce înseamnă aerul rarefiat și ce caracteristici îl caracterizează.
Carapa de gaz a Pământului
Aerul este o componentă intangibilă, dar extrem de importantă a planetei noastre. Participă la procesul de schimb de energie, susținând toate funcțiile vitale ale organismelor. Promovează transmiterea sunetelor, previne Pământul de hipotermie și îl protejează de radiațiile solare excesive.
Aerul este învelișul exterior al planetei, numit atmosfera. Este format din multe gaze: neon, argon, hidrogen, metan, heliu, cripton etc. Ponderea principală este oxigenul și azotul, care reprezintă 98% până la 99% din aer.
Raportul dintre gaze și cantitatea acestora poate varia. Deci, din cauza gazelor de eșapament ale mașinilor și a emisiilor din fabrici, aerul urban este mai saturat cu dioxid de carbon. În păduri, în zonele în care nu există industrii, cantitatea de oxigen crește. Dar în zona de pășune, proporția de metan pe care o emit vacile în timpul digestiei este în creștere.
Densitatea aerului
Densitatea învelișului de gaz este influențată de mulți factori, în diferite părți ale lumii și în diferitedifera ca in altime. Aerul cu o densitate redusă este aer rarefiat (de la cuvântul „rar”). Cu cât este mai rar, cu atât moleculele sale sunt mai îndepărtate unele de altele.
Densitatea arată cât aer este într-un metru cub de volum. Standardul pentru această valoare este de 1,293 kilograme pe metru cub în condiții normale și aer uscat.
În știința fizică, se obișnuiește să se facă distincția între densitatea specifică și densitatea de masă. Specific determină cât de mult aer cântărește într-un metru cub. Depinde de latitudinea geografică și de inerția de la rotația planetei. Masa este determinată pe baza presiunii barometrice, a temperaturii absolute și a constantei specifice a gazului.
Principalele modele de apariție și principiile aerului rarefiat sunt descrise de legea lui Gay-Lussac și Boyle-Mariotte. Potrivit acestora, cu cât temperatura este mai mare și presiunea este mai mică, cu atât aerul este mai rar. În același timp, este importantă și umiditatea acestuia: odată cu creșterea ei, densitatea scade.
Aer și altitudine rarefiate
Forța de atracție a Pământului, ca un magnet, atrage spre sine toate corpurile disponibile pentru el. Prin urmare, mergem și nu planăm haotic în spațiu. Prin urmare, mai multe molecule de materie sunt colectate în partea de jos, ceea ce înseamnă că densitatea și presiunea acesteia sunt, de asemenea, mai mari la suprafața pământului. Cu cât mai departe de el, cu atât acești indicatori sunt mai puțini.
Ai observat că, pe măsură ce urci la înălțimi mari, cum ar fi în munți, devine mai greu să respiri? Totul din cauza aerului rarefiat. Cu altitudinea, conținutul total de oxigen într-un litrueste mai puțin aer. Nu saturează sângele în mod corespunzător și avem dificultăți de respirație.
Înălțimea Muntelui Everest este de 8488 de metri. La vârf, densitatea aerului este o treime din densitatea standard la nivelul mării. O persoană poate observa schimbări deja la o altitudine de 1500 până la 2500 de metri. În plus, schimbarea densității și a presiunii este resimțită mai acut și prezintă deja un risc potențial pentru sănătate.
Aerul cel mai rarefiat este caracteristic exosferei - stratul exterior al atmosferei. Pornește de la o înălțime de 500-1000 de kilometri deasupra suprafeței pământului. Trece lin în spațiul deschis, unde spațiul este aproape de starea de vid. Presiunea și densitatea gazului în spațiu este foarte scăzută.
Elicopter și aer rarefiat
Depinde mult de densitatea aerului. De exemplu, definește un „tavan” pentru ridicarea deasupra suprafeței pământului. Pentru o persoană, este de zece mii de metri. Dar pentru a urca atât de sus, este nevoie de o pregătire lungă.
Avioanele au și ele limitele lor. Pentru elicoptere, este de aproximativ 6 mii de metri. Mult mai puțin decât avioanele. Totul se explică prin caracteristicile de design și principiile de funcționare ale acestei „păsări”.
Elicopterul câștigă portanță cu elice. Se rotesc, împărțind aerul în două fluxuri: deasupra lor și sub ele. În partea superioară, aerul se mișcă în direcția șuruburilor, în partea inferioară - împotriva. Astfel, densitatea sub aripa aparatului devine mai mare decât deasupra acestuia. Elicopterul pare să se sprijine în aer dedesubtși decolează.
Aerul rarefiat nu vă permite să creați presiunea dorită. În astfel de condiții, va fi necesar să se mărească mult puterea motorului și viteza elicelor, pe care materialele în sine nu le vor rezista. De regulă, elicopterele zboară în aer mai dens la altitudini de 3-4 mii de metri. O singură dată pilotul Jean Boulet și-a ridicat mașina la 12,5 mii de metri, însă motorul a luat foc.
