Номер 5, страница 93 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Как изменяется атмосферное давление с высотой?

Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты. Это явление объясняется двумя основными причинами:

1. Уменьшение высоты воздушного столба. Атмосферное давление в любой точке на поверхности или в атмосфере создается весом столба воздуха, который находится выше этой точки и давит на нее. С набором высоты высота этого воздушного столба уменьшается, соответственно, уменьшается и его масса, а значит и вес. Чем выше мы поднимаемся, тем меньший слой воздуха давит на нас.

2. Уменьшение плотности воздуха. Воздух, как и любой газ, сжимаем. Под действием силы тяжести нижние слои атмосферы сжимаются верхними, поэтому у поверхности Земли плотность воздуха максимальна. С увеличением высоты воздух становится все более разреженным, то есть его плотность падает. Разреженный воздух имеет меньшую массу в единице объема, что также вносит вклад в уменьшение давления.

Зависимость давления от высоты не является линейной — давление убывает по экспоненциальному закону. Наиболее быстро оно падает в нижних слоях атмосферы. Эта зависимость описывается барометрической формулой. Для идеализированной модели изотермической атмосферы (где температура постоянна с высотой) она имеет вид:

$p(h) = p_0 \cdot e^{- \frac{Mgh}{RT}}$

где $p(h)$ — давление на высоте $\text{h}$, $p_0$ — давление на нулевой высоте (уровне моря), $\text{M}$ — молярная масса воздуха, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{R}$ — универсальная газовая постоянная, а $\text{T}$ — абсолютная температура.

На практике используется эмпирическое правило: в нижних слоях тропосферы (до высоты 5 км) при подъеме на каждые 100 метров давление падает примерно на 1 кПа (около 7.5 мм рт. ст.).

Ответ: С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается, поскольку уменьшается высота и плотность столба воздуха, давящего на поверхность.