福建第二師范大學學報..27No.2遼寧第二師范大學化學與電子信息大學,北京:本文對等溫大氣浮力公式進行了詳盡推論并將該公式進行延展拓展到等溫大氣分子數密度公式及等溫大氣中計算海拔的高度公式,進而使關鍵詞:等溫大氣浮力;等溫大氣分子數密度:055文獻標示碼文章編號:(2010-0018-02作者簡,江西九江人,講師,華北科技學院博士研究方向為理論化學及光學。,山東泰州人,助教般條件下,大氣浮力和濕度均會隨著高度化而變化,且變化均非常復雜,因此對大氣浮力隨高度變化的研究也非常困難。為了強化對大氣浮力變化規律的探求,我們先研究在等溫大氣中浮力的變化規律。等溫大氣浮力公式的推論及推廣1.1等溫大氣浮力公式首先我們假定等溫大氣處于平衡態,現今先選定垂直高度為的一薄層二氧化碳為研究對象,如圖1所示。剖析這一等溫大氣薄層氣體力情況,如圖2所示。為二氧化碳薄層上下表面的浮力差,P(的大氣密度,g為重力加速度且不隨高度變化。因為該大氣系統處于平衡狀態,應達到熱學平衡表明等溫大氣浮力隨高度的降低而降低。考慮到理想二氧化碳狀態多項式:pV=--[RT這兒,尺為普適二氧化碳恒量(2)聯立得:dp)兩旁同時積分得:注意:這兒常說的大氣壓)式即等溫大氣浮力公式。
由此可見等溫大氣壓強公式,在等溫大氣中,二氧化碳浮力隨著高度的降低而成指數方式衰減海拔越高的地方,大氣浮力越小。而海拔高的地方沸,這也是高山上煮不熟豬肉必須使用高壓鍋1.2等溫大氣浮力公式的推廣將公式中的等溫大氣浮力公式進行變型化,可以得到等溫二氧化碳中的分子數密度公式,推論如下。因為二氧化碳是等溫大氣nkT,P。=nokT,并代,等溫大氣中的分子數密度隨著海拔高度的下降而成指數衰減,海拔越高的地方,分子數含量越低,二氧化碳分子數越黏稠。等溫大氣浮力公式的應用及實例剖析2.1等溫大氣浮力公式及等溫大氣分子數密度公式的直接應用借助等溫大氣浮力公式可以估算某一海拔高度的浮力及分子數密度、分子質量密度等等,現舉例說明。日期:2009—11—20西藏海拔約為3600m,設大溫度300K,且處處相等1atm時,西藏的氣壓是多某人在海平面上每分鐘呼吸17次,他在西藏應呼吸多少次能夠吸人相同質量的空氣?6.610pa由等溫大氣中的分子數密度公式)e-1i『Mmgz得單位容積內的等溫大氣質量公式N2m0()N1=m0()e一百N2這兒:Nl2.2等溫大氣浮力公式的間接應用將等溫大氣浮力公式(4)進行變型,可得:由此可知:通過測定大氣浮力隨高度變化后以估算出上升的高度。
這一原理可應用于登山和民航中來判定上升的高度。現舉例說,同時測得海平面的大氣壓和山頂的氣壓分別為1..,試問山頂的海拔高度為多少?:由等溫大氣浮力公式的變型公式10pa,并總結出相應的等溫大氣浮力公式;同時對該公式進行了延展拓展到等溫大氣短發子數密度及質量密度隨海拔高度相應的變化規律并對這種規律逐一進行了舉例說最后須要指出的是,這兒我們所學習的等溫大氣浮力公式是在假定大氣是等溫的情形下得出的推論公等溫大氣壓強公式,而現實中的大氣在不同的高度的氣溫實際上是不均勻的,故該公式仍然是一個近似公式,它只能拿來簡略計算某一高度處的浮力、分子數密度及海拔高度等,而高度變化不大時,大氣濕度的變化很小式僅僅在高度相差不大的范圍內,其估算結果才與實際值符合1]秦允豪.力學[M].上海:高等教育出版社,2004.[2]李椿,章立源,錢尚武.力學——juan(,tion,,China).~.es—;