Вопрос 1: Каково атмосферное давление на вершине горы высотой в 4800 м?
Для решения этого вопроса нужно понимать, как атмосферное давление изменяется с высотой. Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты, и это изменение можно приблизительно рассчитать с помощью барометрической формулы.
Барометрическая формула (приближенная):
[ P = P_0 \cdot \left(1 - \frac{L \cdot h}{T_0}\right)^{\frac{g \cdot M}{R \cdot L}} ]
где:
- ( P ) — давление на высоте ( h )
- ( P_0 ) — давление на уровне моря (760 мм рт. ст.)
- ( L ) — температурный градиент (примерно 0,0065 K/м)
- ( h ) — высота (4800 м)
- ( T_0 ) — температура на уровне моря (примерно 288 K)
- ( g ) — ускорение свободного падения (9,81 м/с²)
- ( M ) — молекулярная масса воздуха (0,029 кг/моль)
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·K))
Для упрощенных расчетов часто используют эмпирическую формулу:
[ P(h) \approx P_0 \cdot e^{-\frac{h}{H}} ]
где ( H ) — высота, на которой давление падает в ( e ) раз (примерно 7,5 км).
Однако для высот до 5 км можно использовать простое эмпирическое правило: давление уменьшится примерно на 1 мм рт. ст. на каждые 10 м высоты.
Так как высота горы 4800 м:
[ \Delta P = \frac{4800}{10} = 480 \text{ мм рт. ст.} ]
Теперь вычтем это значение из давления на уровне моря:
[ P = 760 \text{ мм рт. ст.} - 480 \text{ мм рт. ст.} = 280 \text{ мм рт. ст.} ]
Ответ: Д) 280 мм рт. ст.
Вопрос 2: Показание барометра на высоте, с которых падает вода водопад "семь красавиц" в районе Габала равна 748 мм рт. ст., а основание 758 мм рт. ст. Определите высоту водопада.
Для этого нужно использовать ту же эмпирическую формулу:
[ \Delta P = \frac{h}{10} ]
где ( \Delta P ) — разница давления между двумя точками, ( h ) — высота.
Дано:
- Давление на высоте: 748 мм рт. ст.
- Давление у основания: 758 мм рт. ст.
- (\Delta P = 758 \text{ мм рт. ст.} - 748 \text{ мм рт. ст.} = 10 \text{ мм рт. ст.})
Теперь найдем высоту:
[ h = \Delta P \times 10 = 10 \times 10 = 100 \text{ м} ]
Ответ: Б) 100 м
Дано:
- Вершина горы: 4800 м
- Давление на вершине горы: требуется найти
- Давление на высоте 748 мм рт. ст.
- Давление у основания 758 мм рт. ст.
- Найти высоту водопада
Ответы:
- Д) 280 мм рт. ст.
- Б) 100 м