Агаар нь тэгээс өөр жинтэй байдаг нь олон хүнийг гайхшруулж магадгүй юм. Химийн найрлага, чийгшил, температур, даралт зэрэг хүчин зүйлүүд хүчтэй нөлөөлдөг тул энэ жингийн яг утгыг тодорхойлоход тийм ч хялбар биш юм. Агаар ямар жинтэй вэ гэсэн асуултыг нарийвчлан авч үзье.
Агаар гэж юу вэ
Агаар ямар жинтэй вэ гэсэн асуултад хариулахаасаа өмнө энэ бодис гэж юу болохыг ойлгох хэрэгтэй. Агаар бол манай гаригийн эргэн тойронд байдаг хийн бүрхүүл бөгөөд янз бүрийн хийн нэг төрлийн холимог юм. Агаарт дараах хийнүүд агуулагддаг:
- азот (78.08%);
- хүчилтөрөгч (20.94%);
- аргон (0.93%);
- усны уур (0.40%);
- нүүрстөрөгчийн давхар исэл (0.035%).
Дээр дурдсан хийнээс гадна агаарт хамгийн бага хэмжээгээр неон (0.0018%), гели (0.0005%), метан (0.00017%), криптон (0.00014%), устөрөгч (0.00005%), аммиак (0.0003%).
Үүнийг тэмдэглэх нь сонирхолтой юмХэрэв та агаарыг өтгөрүүлж, өөрөөр хэлбэл даралтыг нэмэгдүүлж, температурыг бууруулж шингэн төлөвт шилжүүлбэл эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг салгаж болно. Агаарын бүрэлдэхүүн хэсэг бүр өөрийн гэсэн конденсацийн температуртай байдаг тул ийм аргаар бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агаараас тусгаарлах боломжтой бөгөөд үүнийг практикт ашигладаг.
Агаарын жин ба түүнд нөлөөлөх хүчин зүйлс
Нэг шоо метр агаарын жин хэд вэ гэсэн асуултад яг хариулахад юу саад болж байна вэ? Мэдээжийн хэрэг, энэ жинд маш олон хүчин зүйл нөлөөлж болно.
Нэгдүгээрт, энэ нь химийн найрлага юм. Цэвэр агаарын найрлагын талаархи мэдээллийг дээр дурдсан боловч одоогоор манай гаригийн олон газарт энэ агаар маш их бохирдсон тул найрлага нь өөр байх болно. Тиймээс томоохон хотуудын ойролцоох агаар нь хөдөө орон нутгийнхаас илүү нүүрстөрөгчийн давхар исэл, аммиак, метан агуулдаг.
Хоёрдугаарт, чийгшил, өөрөөр хэлбэл агаар мандалд агуулагдах усны уурын хэмжээ. Агаар чийглэг байх тусам жин багасна, бусад зүйлс ижил байна.
Гуравдугаарт, температур. Энэ нь чухал хүчин зүйлүүдийн нэг бөгөөд түүний үнэ цэнэ бага байх тусам агаарын нягтрал ихсэх ба үүний дагуу жин нэмэгдэх болно.
Дөрөвдүгээрт, тодорхой эзэлхүүн дэх агаарын молекулуудын тоо, өөрөөр хэлбэл түүний жинг шууд илэрхийлдэг атмосферийн даралт.
Эдгээр хүчин зүйлсийн нэгдэл нь агаарын жинд хэрхэн нөлөөлдөгийг ойлгохын тулд энгийн жишээг авч үзье: дэлхийн гадаргын ойролцоо байрлах 25 хэмийн температурт нэг метр куб хуурай агаарын масс,Энэ нь 1.205 кг, гэхдээ хэрэв бид 0 ° C-ийн температурт далайн гадаргатай ойролцоо агаарын ижил хэмжээний эзэлхүүнийг авч үзвэл түүний масс аль хэдийн 1.293 кг-тай тэнцүү байх болно, өөрөөр хэлбэл 7.3% -иар нэмэгдэх болно.
Өндөрөөр агаарын нягтын өөрчлөлт
Өндөр нэмэгдэхийн хэрээр агаарын даралт буурч, нягт, жин нь буурдаг. Дэлхий дээр ажиглагдаж буй даралт дахь атмосферийн агаарыг эхний ойролцоолсон хамгийн тохиромжтой хий гэж үзэж болно. Энэ нь агаарын даралт ба нягт нь идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлээр математикийн хувьд өөр хоорондоо хамааралтай гэсэн үг юм: P=ρRT/M, P нь даралт, ρ нь нягт, T нь Келвин дэх температур, M нь агаарын молийн масс, R нь бүх нийтийн хийн тогтмол.
Дээрх томъёоноос даралт P=P0+ρ хуулийн дагуу өөрчлөгддөг тул агаарын нягтын өндрөөс хамаарах томьёог гаргаж болно. gh, энд P 0 - дэлхийн гадаргуу дээрх даралт, g - чөлөөт уналтын хурдатгал, h - өндөр. Энэ даралтын томъёог өмнөх илэрхийлэлд орлуулж, нягтыг илэрхийлбэл бид дараахийг авна: ρ(h)=P0M/(RT(h)+g(h) М h). Энэ илэрхийлэлийг ашиглан та ямар ч өндөрт агаарын нягтыг тодорхойлж болно. Үүний дагуу агаарын жинг (илүү зөв бол масс) m(h)=ρ(h)V томъёогоор тодорхойлно, V нь өгөгдсөн эзэлхүүн юм.
Нягтын өндрөөс хамаарах илэрхийлэлд чөлөөт уналтын температур болон хурдатгал нь өндрөөс мөн хамаарна гэдгийг анзаарч болно. Хэрэв бид 1-2 км-ээс ихгүй өндрийн тухай ярьж байгаа бол сүүлчийн хамаарлыг үл тоомсорлож болно. Температурын хувьд энэ ньөндрийн хамаарлыг дараах эмпирик илэрхийллээр сайн тодорхойлсон: T(h)=T0-0, 65h, энд T0 газрын гадаргуугийн ойролцоо агаарын температур.
Өндөр тус бүрийн нягтыг тогтмол тооцохгүйн тулд агаарын үндсэн шинж чанаруудын өндрөөс (10 км хүртэл) хамаарах хүснэгтийг доор үзүүлэв.
Аль нь хамгийн хүнд агаар вэ
Агаарын жин хэр их байх вэ гэсэн асуултын хариултыг тодорхойлдог гол хүчин зүйлсийг авч үзээд аль агаар хамгийн хүнд байх вэ гэдгийг ойлгож болно. Товчхондоо, хүйтэн агаар нь дулаан агаараас илүү жинтэй байдаг, учир нь сүүлийнх нь нягтрал бага, хуурай агаар чийгтэй агаараас илүү жинтэй байдаг. Агаарын молийн масс 29 г/моль, усны молекулын молийн масс 18 г/моль, өөрөөр хэлбэл 1.6 дахин бага тул сүүлчийн мэдэгдлийг ойлгоход хялбар болно.
Өгөгдсөн нөхцөлд агаарын жинг тодорхойлох
Одоо тодорхой нэг асуудлыг шийдье. 288 К температурт 150 литр эзэлхүүн эзэлдэг агаар хэр жинтэй вэ гэсэн асуултад хариулъя. 1 литр нь шоо метрийн мянганы нэг, өөрөөр хэлбэл 1 литр=0,001 м3 гэж бодъё.. 288 К-ийн температурын хувьд энэ нь 15 ° C-тай тохирч байгаа бөгөөд энэ нь манай гаригийн олон бүс нутагт ердийн зүйл юм. Дараагийн алхам бол агаарын нягтыг тодорхойлох явдал юм. Үүнийг хийх хоёр арга бий:
- Далайн түвшнээс дээш 0 метрийн өндөрт дээрх томьёог ашиглан тооцоол. Энэ тохиолдолд ρ=1.227 кг/м утгыг авна3
- Т0=288.15 K дээр үндэслэсэн дээрх хүснэгтийг харна уу. Хүснэгтэнд ρ=1.225 кг/м 3 утгыг агуулна..
Тиймээс бид хоорондоо сайн тохирч байгаа хоёр дугаартай боллоо. Бага зэрэг ялгаа нь температурыг тодорхойлоход 0.15 К-ийн алдаа, мөн агаар нь хамгийн тохиромжтой биш, харин бодит хий хэвээр байгаатай холбоотой юм. Тиймээс цаашдын тооцоололд бид хоёр олж авсан утгын дундаж утгыг авна, өөрөөр хэлбэл ρ=1, 226 кг/м3.
Одоо масс, нягт ба эзэлхүүний хамаарлын томьёог ашиглан бид дараахийг олж авна: m=ρV=1.226 кг/м30.150 м3=0,1839 кг буюу 183,9 грамм.
Өгөгдсөн нөхцөлд нэг литр агаар хэр жинтэй болохыг та мөн хариулж болно: м=1.226 кг/м30.001 м3=0.001226 кг буюу ойролцоогоор 1.2 грамм.
Бид яагаад агаар биднийг дарж байгааг мэдэрдэггүй юм бэ
1м3 агаарын жин хэд вэ? 1 кг-аас бага зэрэг. Манай гаригийн бүх агаар мандлын хүснэгт нь 200 кг жинтэй хүнд дарамт учруулдаг! Энэ нь хүнд маш их асуудал үүсгэж болзошгүй хангалттай том агаарын масс юм. Бид яагаад үүнийг мэдрэхгүй байна вэ? Энэ нь хоёр шалтгаанаас шалтгаалж байна: нэгдүгээрт, хүний дотор дотоод даралт нь атмосферийн гаднах даралтыг эсэргүүцдэг, хоёрдугаарт, агаар нь хий учраас бүх чиглэлд ижил даралттай байдаг, өөрөөр хэлбэл бүх чиглэлд даралт нь тэнцвэртэй байдаг. бусад.
