Розріджене повітря. Що таке розріджене повітря? На якій висоті починається розряджене повітря

Що таке розріджене повітря? Поясніть мені як дурню що таке розріджене повітря…

Так хлопці хочу заспокоїти всіх… У перших молекулах менше не стає! вони просто віддаляються один від одного ... Звідси випливає те, що концентрація газів не змінюється, змінюється об'єм системи газової суміші! А відбувається це через зниження тиску ... Газова суміш як пружина, чим сильніше її здавлювати, тим менший обсяг в результаті вона займатиме ... Чим менший потенційний тиск, тим більше обсяг! При однаковій концентрації але більшому обсязі наш організм повинен вентилювати більше повітря, але так як об'єм легень має свій максимум, і нездатний прийняти більше, ми відчуваємо нездужання (гіпоксія)
ось якщо повітря уявити як воду, то в літровій банці буде менше літра і більше нічого не буде. краплі води будуть відступати один від одного.
Ось так і з повітрям
Підіймаєшся ти на високу гору та опа! А дихати нічим))
А взагалі — це низький атмосферний тиск, який спостерігається на великих висотах.
Звідси й зміст слова «розріджене» — повітря. у якому рідше розташовані молекули. Тому що їх там просто менше.
Бачила. як насосом накачують м'яч? У нього закачують повітря, молекул повітря там стає більше, а оскільки вони завжди хаотично рухаються, то тепер частіше ударяються зсередини стінки м'яча і тиснуть на нього. Тому накачаний м'яч такий пружний.
Тепер уяви собі, що насос працює у зворотний бік - викачує повітря. Звичайно, м'яч просто сплющиться - і все. А от якщо замість м'яча у нас жорстка посудина — скляна, металева, то вона зберігає форму та розміри. Але повітря (і молекул) при відкачуванні у ньому стає реально менше. Ось таке повітря і називається розрідженим.

Так розріджене повітря одержують штучно. Але він буває й у природі. А саме:
Чим вище рівня моря підніматися в гори, тим дедалі більше розрідженим стає повітря. Тому високо у горах важко дихати, альпіністи навіть надягають кисневі маски. А ще вище, там де літають літаки, повітря ще більш розріджене. І якщо порушиться герметизація літака, пасажири швидко загинуть. Ти запитаєш: навіщо літаки забираються так високо, якщо це небезпечно? До цього змушують жорсткі економічні інтереси: розріджене повітря набагато менш щільне, ніж унизу, і тому чинить менший опір. Отже літак може летіти з більшою швидкістю, скорочується час польоту, економиться паливо.

PS А чи не час відпочити від фізики? . Заглянь на мою сторінку (в Мій світ), погортаю фотоальбом…
5 років тому Анатолій Шодоєв.
По-перше, як дурню пояснювати не буду. Поясню як нормальному учневі, котрий трохи не зрозумів тему.
По-друге, молодець. що правильно пишеш слово розріджений. Дуже багато людей пишуть розрядний, можливо, вони навіть думають, що це слово походить від слова «розряд».
Насправді. звичайно, в основі лежить слово "рідко".
======================================================
Як зрозуміти тоді розрядити Автомат АК 47? Якщо в цьому слові в основі лежить рідко?
Є таке поняття – тиск. уяви, що в поршні є певна кількість повітря, поршень відтягуємо, і ось колишній обсяг збільшився вдвічі, а повітря там залишилося стільки ж скільки було раніше. ось це і буде розріджене повітря, як протилежність наприклад тиску надлишкового повітря в шинах автомобіля. І не називай себе дурницею, це погано
А як зрозуміти тоді розрядити Автомат АК 47? Якщо в цьому слові в основі лежить рідко?
Розріджений походить від слова рідко.
А розрядити походить від слова «розряд».

29 травня виповнюється рівно 66 років з першого сходження на найвищу гору світу – Еверест. Після безлічі спроб різних експедицій в 1953 новозеландець Едмунд Хілларі і непальський шерпа Тенцінг Норгей досягли світової вершини - 8848 метрів над рівнем моря.

На сьогоднішній день Еверест підкорили вже понад дев'ять тисяч людей, причому понад 300 – загинули при сходженні. Чи розвертатиметься людина за 150 метрів до підкорення вершини і спускатиметься вниз, якщо іншому альпіністу стало погано, і чи можна піднятися на Еверест без кисню – у нашому матеріалі.

Підкорити вершину чи врятувати чуже життя

Охочих підкорити найвищу вершину світу з кожним роком стає дедалі більше. Їх не лякає ні ціна за сходження, що вимірюється в десятках тисяч доларів (тільки один дозвіл на підйом коштує $11 000, а ще послуги гіда, шерпів, спецодяг та спорядження), ні ризик для здоров'я та життя. При цьому багато хто йде абсолютно непідготовленими: їх манить романтика гір і сліпе бажання підкорити вершину, адже це найважче випробування на виживання. За весняний сезон-2019 на Евересті вже 10 людей. За даними ЗМІ, всього у Гімалаях навесні цього року померло 20 осіб – це більше, ніж за весь 2018 рік.

Звичайно, в екстремальному туризмі зараз багато комерції, це відзначають і альпіністи з багаторічним досвідом. Якщо раніше черга на сходження на Еверест доводилося чекати роками, то наразі отримати дозвіл на найближчий сезон не проблема. Лише цієї весни Непал продав 381 ліцензію на підйом. Через що на підходах до вершини гори утворилися багатогодинні черги з туристів, і це на критичних висотах для життя. Бувають ситуації, коли закінчується кисень або не вистачає фізичних ресурсів організму для перебування в таких умовах, і люди більше не можуть іти, хтось помирає. У випадках, коли одному з членів групи стало погано, у решти постає питання: залишити його і продовжити шлях для досягнення мети, до якої вони готувалися все життя, або розвернутися і піти на спуск, зберігши життя іншої людини?

За словами альпініста Миколи Тотмяніна, який зробив понад 200 сходжень (з них п'ять підйомів на восьмитисячники і 53 підйоми на семитисячники), у російських групах у гірських експедиціях не прийнято залишати людину, яка не може йти далі. Якщо комусь стало погано і є великі ризики для здоров'я, то вся група розвертається та йде вниз. Таке неодноразово траплялося в його практиці: бувало, що доводилося розгортати всю експедицію за 150 метрів до мети (до речі, сам Микола піднімався на вершину Евересту двічі без кисневого балона).

Бувають такі ситуації, коли людину неможливо врятувати. Але просто так залишати його і продовжувати рух, знаючи, що він може загинути чи зіпсувати здоров'я – це, на наш погляд, нонсенс, просто неприпустимо. Людське життя важливіше за будь-яку гору.

При цьому Тотмянін зазначає, що на Евересті буває по-різному, тому що там зібрані комерційні групи з різних країн: "У інших, наприклад, у японців немає таких принципів. Там кожен за себе і усвідомлює міру відповідальності, що він може там залишитися назавжди". ". Ще один важливий момент: у непрофесійних альпіністів немає почуття небезпеки, вони її не бачать. І, перебуваючи в екстремальній ситуації, коли мало кисню, в організму обмежується будь-яка діяльність, у тому числі розумова. "У такій ситуації люди ухвалюють неадекватні рішення, тому довірити людині рішення щодо того, продовжувати рух чи ні, не можна. Це має робити керівник групи чи експедиції", – резюмує Тотмянін.

Кисневе голодування

Що ж відбувається з людиною на такій висоті? Уявімо, що самі вирішили підкорити вершину. Через те, що ми звикаємо до високого атмосферного тиску, живучи в місті практично на плоскогір'ї (для Москви це в середньому 156 метрів над рівнем моря), потрапляючи в гірську місцевість, наш організм відчуває стрес.

Все тому, що гірський клімат - це, перш за все, знижений атмосферний тиск і більш розріджене, ніж на рівні моря повітря. Попри поширену думку, кількість кисню в повітрі з висотою не змінюється, знижується лише його парціальний тиск (напруга).

Тобто коли ми вдихаємо розріджене повітря, кисень не засвоюється так само добре, як на низьких висотах. В результаті кількість кисню, що надходить до організму, знижується – у людини виникає кисневе голодування.

Ось чому приїжджаючи в гори, часто замість радості від чистого повітря, що переповнює легені, ми отримуємо головний біль, нудоту, задишку і сильну втому навіть під час невеликої прогулянки.

Кисневе голодування (гіпоксія)- Стан кисневого голодування як всього організму в цілому, так і окремих органів і тканин, викликане різними факторами: затримкою дихання, хворобливими станами, малим вмістом кисню в атмосфері.

І що вище і швидше ми піднімаємося, то важчими можуть бути наслідки для здоров'я. На серйозних висотах з'являється ризик розвитку висотної хвороби.

Які бувають висоти:

до 1500 метрів – низькі висоти (навіть за напруженої роботи немає фізіологічних змін);
1500-2500 метрів - проміжні (помітні фізіологічні зміни, насичення крові киснем менше 90 відсотків (норма), ймовірність гірської хвороби невелика);
2500-3500 метрів - великі висоти (гірська хвороба розвивається при швидкому підйомі);
3500-5800 метрів - дуже великі висоти (часто розвивається гірська хвороба, насичення крові киснем менше 90 відсотків, значна гіпоксемія (зниження концентрації кисню в крові при навантаженні);
понад 5800 метрів – екстремальні висоти (виражена гіпоксемія у спокої, прогресуюче погіршення, незважаючи на максимальну акліматизацію, постійне перебування на таких висотах неможливе).

Висотна хвороба- Болючий стан, пов'язаний з кисневим голодуванням через зниження парціального тиску кисню у повітрі, що вдихається. Виникає високо в горах, починаючи приблизно з 2000 метрів та вище.

На Еверест без кисню

Найвища вершина світу – мрія багатьох альпіністів. Усвідомлення непокореної громади висотою 8848 метрів розбурхувала уми з початку минулого століття. Проте вперше люди опинилися на її вершині лише в середині ХХ століття – 29 травня 1953 року гора нарешті підкорилася новозеландцю Едмунду Хілларі та непальському шерпі Тенцингу Норгею.

Влітку 1980 року людина подолала ще одну перешкоду – знаменитий італійський альпініст Райнхольд Месснер піднявся на Еверест без допоміжного кисню у спеціальних балонах, яким користуються на сходженнях.

Багато професійних альпіністи, а також медики звертають увагу на різницю у відчуттях двох сходів – Норгея та Месннера, коли вони опинилися на вершині.

За спогадами Тенцінга Норгея "сяяло сонце, а небо – за все життя я не бачив неба синє! Я дивився вниз і впізнавав місця, пам'ятні минулими експедиціями... З усіх боків навколо нас були великі Гімалаї... Ніколи ще я не бачив такого видовища і ніколи не побачу більше – дике, прекрасне та жахливе”.

А ось спогади Месснера про ту саму вершину. "Опускаюся на сніг, від втоми важкий, як камінь... Але тут не відпочивають. Я вироблений і спустошений до межі... Ще півгодини - і мені кінець... Настав час йти. Ніякого відчуття величі того, що відбувається. Для цього я занадто втомлений".

Чим викликана така значна різниця в описі свого тріумфального сходження двох альпіністів? Відповідь проста – Райнхольд Месснер, на відміну від Норгея та Хілларі не дихав киснем.

Вдих на вершині Евересту принесе мозку втричі менше кисню, ніж на рівні моря. Саме тому більшість альпіністів вважають за краще підкорювати вершини, використовуючи кисневі балони.

На восьмитисячниках (вершинах понад 8000 метрів) існує так звана зона смерті – висота, на якій через холод і нестачу кисню людина довго не може перебувати.

Багато сходів відзначають, що робити найпростіші речі: зав'язати черевики, закип'ятити воду чи одягнутися – стає надзвичайно складно.

Найбільше під час кисневого голодування страждає на наш мозок. Він використовує в 10 разів більше кисню, ніж усі інші частини тіла разом узяті. Понад 7500 метрів людина отримує так мало кисню, що може відбутися порушення кровотоку мозку та його набряк.

Набряк мозку - патологічний процес, що проявляється надмірним накопиченням рідини в клітинах головного або спинного мозку та міжклітинному просторі, збільшенням обсягу мозку.

На висоті понад 6000 метрів мозок страждає настільки, що можуть статися тимчасові напади божевілля. Уповільнена реакція може змінюватись збудженням і навіть неадекватною поведінкою.

Наприклад, найдосвідченіший американський гід та альпініст Скотт Фішер, швидше за все, отримавши набряк мозку, на висоті понад 7000 метрів просив викликати йому гелікоптер для евакуації. Хоча в нормальному стані будь-який, навіть не дуже досвідчений сходинник чудово знає, що вертольоти на таку висоту не літають. Цей випадок стався під час сумнозвісного сходження на Еверест у 1996 році, коли під час шторму на узвозі загинули вісім альпіністів.

Ця трагедія здобула широку популярність через велику кількість загиблих альпіністів. Жертвами сходження 11 травня 1996 стали 8 осіб, у тому числі двоє гідів. Того дня на вершину одночасно піднімалося кілька комерційних експедицій. Учасники таких експедицій платять гроші гідам, а ті, у свою чергу, забезпечують максимальну безпеку та побутовий комфорт своїм клієнтам на маршруті.

Більшість учасників сходження 1996 року були професійними альпіністами і залежали від допоміжного кисню в балонах. За різними свідченнями того дня на штурм вершини одночасно вийшли 34 людини, що значно затягнуло час підйому. В результаті останній альпініст піднявся на вершину після 16:00. Критичним часом підйому вважається 13:00, після цього гіди зобов'язані повернути клієнтів назад, щоб встигнути спуститися поки світло. 20 років тому жоден із двох гідів не дав вчасно такого розпорядження.

Через пізній підйом у багатьох учасників не залишилося кисню на спуск, під час якого на гору обрушився сильний ураган. У результаті після опівночі багато альпіністів все ще залишалися на схилі гори. Без кисню та через погану видимість вони не могли знайти дорогу до табору. Декого з них поодинці врятував професійний альпініст Анатолій Букрєєв. Вісім людей померли на горі через переохолодження та відсутність кисню.

Про гірське повітря і акліматизацію

І все-таки наш організм може пристосуватися до дуже непростих умов, зокрема і високогір'я. Щоб перебувати на висоті більше 2500-3000 метрів без серйозних наслідків, звичайній людині потрібно від одного до чотирьох днів акліматизації.

Щодо висот більше 5000 метрів, то нормально пристосуватися до них практично неможливо, тому перебувати на них можна лише обмежений час. Організм на таких висотах не здатний відпочивати та відновлюватися.

Чи можна знизити ризик для здоров'я під час перебування на висоті та як це зробити? Як правило, всі проблеми зі здоров'ям у горах починаються через недостатню чи неправильну підготовку організму, а саме брак акліматизації.

Акліматизація – це сума пристосувально-компенсаторних реакцій організму, у яких підтримується добрий загальний стан, зберігається вага, нормальна працездатність і психологічний стан.

Багато медиків та альпіністів вважають, що найкраще пристосуватися до висоти можна, якщо набирати висоту поступово – робити кілька підйомів, досягаючи все більшої висоти, а потім спускатися і відпочивати якомога нижче.

Уявімо собі ситуацію: мандрівник, який вирішив підкорити Ельбрус – найвищу вершину в Європі, починає свою подорож із Москви зі 156 метрів над рівнем моря. І за чотири дні виявляється на 5642 метри.

І хоча адаптація до висоті закладена в нас генетично, такому недбайливому альпіністу загрожує кілька днів прискореного серцебиття, безсоння та головного болю. А от у альпініста, який закладе на сходження хоча б тиждень, ці проблеми зведуть до мінімуму.

У той час, як у жителя гірських районів Кабардино-Балкарії їх не буде взагалі. У крові горців від народження більше еритроцитів (червоних кров'яних тілець), а ємність легень у середньому на два літри більше.

Як убезпечити себе в горах при катанні чи поході

Поступово набирати висоту та уникати різкого перепаду висот;
При поганому самопочутті скорочувати час катання чи ходьби, робити більше зупинок відпочинку, пити теплий чай;
Через високе ультрафіолетове випромінювання можна отримати опік сітківки. Щоб цього уникнути в горах потрібно використовувати сонцезахисні окуляри та головний убір;
Боротися з кисневим голодуванням допомагають банани, шоколад, мюслі, крупи та горіхи;
Спиртні напої на висоті вживати не варто – вони посилюють зневоднення організму та посилюють нестачу кисню.

Ще один цікавий і, на перший погляд, очевидний факт – у горах людина рухається значно повільніше, ніж на рівнині. У звичайному житті ми ходимо зі швидкістю приблизно 5 кілометрів на годину. Це означає, що відстань у кілометр долається нами за 12 хвилин.

Щоб піднятися на вершину Ельбруса (5642 метрів), почавши свій шлях з висоти 3800 метрів, здоровій акліматизованій людині в середньому потрібно близько 12 годин. Тобто швидкість впаде до 130 метрів на годину, порівняно зі звичайною.

Порівнявши ці цифри, неважко зрозуміти, наскільки серйозно висота впливає на наш організм.

Десятий за весну турист загинув на Евересті

Чому чим вище, тим холодніше

Навіть ті, хто жодного разу не був у горах, знають ще одну особливість гірського повітря – що вище, то холодніше. Чому ж так відбувається, адже ближче до сонця повітря, навпаки, має сильніше прогріватися.

Вся річ у тому, що тепло ми відчуваємо не від повітря, воно нагрівається дуже погано, а від поверхні землі. Тобто промінь сонця йде зверху, крізь повітря та не нагріває його.

А земля чи вода приймають цей промінь, досить швидко нагріваються та віддають тепло вгору, повітрі. Тому що вище від рівнини ми знаходимося, то менше тепла від землі отримуємо.

Інна Лобанова, Наталія Лоскутнікова

З віддаленням від земної поверхні густина повітря зменшується. Це тому, що тиск у верхніх шарах атмосфери нижче, ніж в землі.

Який зв'язок між тиском повітря та його щільністю?

Щільність газу прямо пропорційна його тиску. Залежність щільності повітря від тиску визначає рівняння Клапейрону: для ідеального газу

де ? - Щільність повітря, p- Абсолютний тиск, R- Питома газова постійна для сухого повітря (287,058 Дж? (кг К)), T- абсолютна температура у Кельвінах.

Для обчислення щільності повітря ? на певній висоті над рівнем моря hвикористовуються такі формули:

, де

Тут
p 0- стандартний атмосферний тиск на рівні моря (101 325 Па);
T 0- стандартна температура на рівні моря (288,15 К);
g- прискорення вільного падіння над поверхнею Землі (9,8 м?сек 2);
L- швидкість падіння температури з висотою, у межах тропосфери (0,0065 K?м);
R- Універсальна газова постійна (8,31447 Дж? (Мол · K));
M- молярна маса сухого повітря (0,0289644 кг? Мол).

Це зрозуміло та інтуїтивно: нижні шари повітря знаходяться під найбільш сильним тиском, ніж верхні.

А що означає знижений тиск та знижена щільність повітря? Це означає, що таке розріджене повітря містить менше молекул, у тому числі молекул кисню. Ось чому на великій висоті важко дихати.

До речі...

При 0°С маса кубометра (1 м 3 ) повітря становить:

біля поверхні землі - 1, 293 кілограми;
на висоті 12 км – 319 грама;
на висоті 40 км – 4 грами.

Оскільки тиск повітря на висоті менший, ніж на рівні моря, повітря там менш щільне, розряджене. При кожному вдиху у Ваших легень виявляється менше кисню, а саме його молекул, ніж при диханні у низині, ближче до рівня моря. При цьому вміст кисню (його відсоток) у повітрі не змінюється.

Це означає, що в таких умовах організму людини важче засвоїти необхідну йому кількість кисню, ніж коли вона знаходиться на рівні моря. Коли потреба організму в кисні перевищує можливість абсорбувати його з розрідженого повітря (таке може статися за значних фізичних навантажень), розвивається гіпоксія – киснева недостатність. Причиною появи гіпоксії ще до початку спуску з гори часто є важке фізичне навантаження, яке зазнає райдер при сходженні. Ознаки та симптоми гіпоксії включають стомлення, запаморочення, слабкість та повний занепад сил. Вам здається, що робота, яку Ви робите, набагато складніше, ніж зазвичай.

На щастя, гіпоксії легко уникнути. Перебуваючи над рівнем моря, треба обмежити свою фізичну активність і частіше відпочивати. Приділіть зборам додатковий час, не беріть більше, ніж це необхідно, і пам'ятайте, що в горах кожен кілограм – за три. Слідкуйте за тим, щоб у Вас не збивалося подих. Якщо Ви живете високо над рівнем моря, або багато часу проводите в горах, то Ваш організм, який звик до розрядженого повітря, менше схильний до гіпоксії.

Стан гіпоксії може наступити несподівано у завершальній фазі Ваших фізичних вправ. У низині на Ваш організм впливає тиск атмосфери більшою мірою, ніж у горах і Ваш організм легко отримує необхідний кисень. У горах, у розрядженій атмосфері, після важких фізичних навантажень важко відновити дихання.

Відчувши ознаки гіпоксії, відразу припиніть докладати будь-які фізичні зусилля, передихніть і відновіть дихання. Відновіть активність тільки після того, як дихання нормалізується, і робіть все в більш повільному темпі. Якщо Ви трохи втомилися, виконуючи фізичні вправи, відпочиньте та відновіть дихання до наступного підйому вгору.

Інтенсивність розвитку гірничої хвороби в залежності від висоти:

1000-2500 Фізично не треновані люди відчувають певну млявість, легке запаморочення, прискорене серцебиття. Але симптомів гірської хвороби поки що немає.

2500-3000 Більшість фізично здорових людей вже відчуватимуть дію висоти та розрядженого повітря. З'явиться головний біль, можливі болі у м'язах та суглобах, можливе зниження апетиту, порушення ритму дихання, сонливість. Але яскраво виражених симптомів гірської хвороби, швидше за все, не буде. Але в деяких не тренованих або ослаблених людей можуть виникнути відхилення в поведінці. Піднесений настрій, зайва жестикуляція і балакучість, безпричинні веселощі і сміх. Дуже схоже невелике алкогольне сп'яніння.

4000-5000 Можливо, тут вона і з'явиться. Гірська хвороба. У своїх найнеприємніших симптомах. Гостра і гірська хвороба, що важко протікає, в окремих випадках може мати місце. Різке погіршення дихання, порушення ритму дихальних рухів, скарги на ядуху. Нерідкі нудота і блювота, біль у животі. Збуджений стан змінюється апатією, байдужістю, занепадом настрою, меланхолією. Яскраво виражені симптоми гірської хвороби можуть виявитися не відразу, а після деякого часу перебування на цій висоті.

5000-7000 Відчуття загальної втоми, занепаду сил, тяжкості у всьому тілі. Біль у скронях. При різких рухах – запаморочення. Губи набувають синьо-лілового відтінку, температура тіла підвищується. З носа та легені можуть відзначатися виділення крові. А іноді й шлункові кровотечі. Виникають галюцинації.

Гірську хворобу найкраще перемогти акліматизацією. До настання самої хвороби. Акліматизуйтеся заздалегідь. Вживайте більше вітамінів та вуглеводів. Найважливішою умовою тут є повна відмова від вживання алкоголю та нікотину.

У разі нападу перша допомога, як говорилося вище – припинення всіх фізичних навантажень, у разі непритомності – штучне дихання, відпочинок.

Профілактика гірничої хвороби, повторимося – акліматизація. Робіть привал та відпочивайте. Нехай організм сам звикне до цієї висоти, адаптується до нових умов. Але у дуже тяжких випадках рекомендується негайний спуск у долину. Там гірська хвороба сама пройде. Профілактичними засобами є: кофеїн - 0.1 гр., Пірамідон - 0.3 гр., Посилене харчування, вітаміни, глюкоза з вітаміном С.

Використовуючи російський переклад, підручник Adventures in Diving PADI та 1000+1 порада туристу

Щільність повітря неоднакова. Там, де вона менша, повітря розріджене. Давайте дізнаємося, що означає розріджене повітря і якими особливостями воно характеризується.

Газова оболонка Землі

Повітря - невловима, але вкрай важлива складова нашої планети. Він бере участь у процесі обміну енергії, підтримуючи усі життєві функції організмів. Він сприяє передачі звуків, перешкоджає переохолодженню Землі та захищає її від надмірного впливу сонячної радіації.

Повітря – це зовнішня оболонка планети, яка називається атмосферою. Він складається з багатьох газів: неону, аргону, водню, метану, гелію, криптону і т. д. Основна частка припадає на кисень і азот, які становлять від 98% до 99% повітря.

Співвідношення газів та їх кількість може змінюватись. Так, через вихлопи машин і викиди заводів міське повітря більше насичене вуглекислим газом. У лісах, біля, де немає виробництв, збільшується кількість кисню. А ось у районі пасовищ зростає частка метану, який виділяють корови у процесі травлення.

Щільність повітря

На щільність газової оболонки впливає багато чинників, у різних куточках планети і різних висотах вона відрізняється. Повітря з невеликою щільністю - це розріджене повітря (від слова "рідкісне"). Чим він рідший, тим далі його молекули знаходяться одна від одної.

Щільність показує скільки повітря знаходиться в одному кубічному метрі об'єму. Як стандарт цієї величини обрано значення 1,293 кілограм на кубічний метр при нормальних умовах і сухому повітрі.

У фізичній науці прийнято розрізняти щільність питому та масову. Питома визначає в одному кубічному метрі. Вона залежить від географічної широти та іннерції від обертання планети. Масова визначається виходячи з барометричного тиску, абсолютної температури та питомої газової постійної.

Головні закономірності виникнення та принципи розрідженого повітря описані законом Гей-Люссака та Бойля-Маріотта. Згідно з ними, чим більша температура і нижче тиск, тим повітря рідкіше. Разом з цим важлива і його вологість: з її зростанням щільність зменшується.

Розріджене повітря та висота

Сила тяжіння Землі, як магніт, притягує всі доступні їй тіла себе. Тому ми ходимо, а не хаотично витаємо у просторі. Тому молекул речовини збирається більше саме внизу, а значить, його густина і тиск теж вищий у земної поверхні. Що далі від неї, то ці показники менші.

Ви помічали, що з підйомом на великі висоти, наприклад, у горах, дихати стає важче? Все через те, що там розріджене повітря. З висотою загальний вміст кисню в одному літрі повітря стає меншим. Він не насичує кров належним чином, і ми відчуваємо труднощі у диханні.

Висоти гори Еверест – 8488 метрів. На її вершині щільність повітря становить третину від стандартної щільності лише на рівні моря. Помітити зміни людина може на висоті від 1500 до 2500 метрів. Далі зміна щільності та тиску відчувається гостріше і вже становить потенційний ризик для здоров'я.

Найбільш розряджене повітря характерне для екзосфери – зовнішнього шару атмосфери. Вона починається з висоти 500-1000 кілометрів над ним. Вона плавно переходить у відкритий космос, де простір наближений до стану вакууму. Тиск і густина газу в космосі дуже низькі.

Вертоліт та розріджене повітря

Від густини повітря залежить дуже багато. Наприклад, вона визначає стелю для підйому над земною поверхнею. Для людини вона становить десять тисяч метрів. Але щоб піднятися так високо, потрібна тривала підготовка.

Літальні апарати теж мають свою межу. У гелікоптерів він становить приблизно 6 тисяч метрів. Набагато менше, ніж у літаків. Все пояснюється особливостями конструкції та принципами роботи цієї «пташки».

Підйомну силу вертоліт набуває за допомогою гвинтів. Вони крутяться, поділяючи повітря на два потоки: над ними та під ними. У верхній частині повітря рухається у напрямку гвинтів, у нижній частині - проти. Таким чином, щільність під крилом апарату стає більшою, ніж над ним. Гелікоптер ніби спирається на повітря під собою і злітає.

Розріджене повітря не дозволяє створити потрібного тиску. У таких умовах потрібно сильно збільшити потужність двигуна та швидкість руху гвинтів, що не витримають самі матеріали. Як правило, гелікоптери літають у щільнішому повітрі на висотах 3-4 тисячі метрів. Лише одного разу пілот Жан Буле підняв свою машину на 12,5 тисячі метрів, щоправда, при цьому загорівся двигун.