Oro ir ne daug svorio. Ar oras turi svorio? Kiek sveria litras oro

Nors oro aplink mus nejaučiame, oras nėra niekas. Oras yra dujų mišinys: azotas, deguonis ir kt. O dujos, kaip ir kitos medžiagos, susideda iš molekulių, todėl turi svorį, nors ir mažą.

Patirtis gali įrodyti, kad oras turi svorį. Šešiasdešimties centimetrų ilgio pagaliuko viduryje sutvirtinsime virvę, prie abiejų jos galų pririšime po du vienodus balionus. Pakabinkime pagaliuką už virvelės ir pažiūrėkime, kad jis kabo horizontaliai. Jei dabar vieną iš pripūstų balionų pradursite adata, iš jo išeis oras, o pagaliuko galas, prie kurio jis buvo pririštas, pakils į viršų. Jei pradursite antrą rutulį, lazda vėl užims horizontalią padėtį.

Taip yra todėl, kad pripūstame balione yra oro tankesnis, tai reiškia kad sunkesnis nei esantis aplink jį.

Kiek oro sveria, priklauso nuo to, kada ir kur jis sveriamas. Oro svoris virš horizontalios plokštumos yra atmosferos slėgis. Kaip ir visi mus supantys objektai, orą taip pat veikia gravitacija. Būtent tai suteikia orui svorį, lygų 1 kg kvadratiniam centimetrui. Oro tankis yra apie 1,2 kg / m 3, tai yra, kubas, kurio kraštinė yra 1 m, užpildytas oru, sveria 1,2 kg.

Virš Žemės vertikaliai kylanti oro kolona driekiasi kelis šimtus kilometrų. Tai reiškia, kad apie 250 kg sveriantis oro stulpelis spaudžia tiesiai stovintį žmogų ant galvos ir pečių, kurio plotas yra maždaug 250 cm 2!

Neatlaikytume tokio svorio, jei jam neprieštarautų toks pat spaudimas mūsų kūno viduje. Toliau pateikta patirtis padės mums tai suprasti. Jei popieriaus lapą ištempsite abiem rankomis ir kas nors paspaudžia pirštą iš vienos pusės, tada rezultatas bus toks pat – skylė popieriuje. Bet jei paspausite dviem rodomaisiais pirštais toje pačioje vietoje, bet su skirtingos pusės, nieko nebus. Slėgis abiejose pusėse bus vienodas. Tas pats atsitinka su oro stulpelio slėgiu ir priešslėgiu mūsų kūno viduje: jie yra vienodi.

Beje...

Kasdieniame gyvenime, kai ką nors sveriame, darome tai ore, todėl nepaisome jo svorio, nes oro svoris ore yra lygus nuliui. Pavyzdžiui, jei pasversime tuščią stiklinę kolbą, gautą rezultatą laikysime kolbos svoriu, neatsižvelgdami į tai, kad ji užpildyta oru. Bet jei kolba uždaryta hermetiškai ir iš jos išpumpuojamas visas oras, gausime visiškai kitokį rezultatą ...

Kadangi dujos turi svorį, atmosfera dėl žemės traukos jėgos neišsisklaido pasaulio erdvėje, o, apgaubdama Žemę, sukasi kartu su ja. Kiekvienam kvadratinis metras jūros lygyje oro masė daro slėgį, lygų 10333 kilogramas. Kitaip tariant, kiek kainuoja oro stulpelis, kurio skerspjūvis yra 1 m 2 ir aukštis nuo vandenyno lygio iki atmosferos viršūnės. Svoris 1 m 3 oras vandenyno lygyje yra apie 1,03kilogramas,

Oro vandenyno dugne, nematoma, bet mūsų jaučiama, kiekvieną kvadratinį centimetrą ploto oras spaudžia jėga, lygia 1033 G. Koks spaudimas mūsų organizmui? Akivaizdu, kad jei išorinis žmogaus kūno paviršius vidutiniškai yra apie 12 000–15 000 s m 2, tada oro slėgis jame bus maždaug 12 000–15 000 kilogramas, arba 12-15 val t. Tačiau kūnas šio sunkumo nejaučia, nes išorinį oro slėgį subalansuoja jo slėgis kūno viduje. Gyvybė Žemėje yra prisitaikiusi prie šio slėgio. Todėl kopiant į aukštį žmogaus savijauta pablogėja ne tik dėl deguonies trūkumo, bet ir dėl labai sumažėjusio išretėjusios terpės slėgio.

Beje, eksperimentai slėgio kameroje parodė, kad kuo sudėtingesnis organizmas, tuo sunkiau ištverti žemą oro slėgį. Pavyzdžiui, šaltakraujų gyvūnų atstovas yra 20-30 ūgio varlė km gelbsti gyvybę kelioms valandoms, o žmogus greitai pakyla į 7-8 aukštį km netenka sąmonės dažniausiai praėjus 8-10 minučių po atsikėlimo. 15-16 aukštyje km, net jei žmogus kvėpuoja tik deguonimi, dėl žemas spaudimas ateina per kelias sekundes deguonies badas. Esant žemam atmosferos slėgiui, kraujas pradeda virti. Yra žinoma, kad kuo mažesnis slėgis, tuo greičiau užverda vanduo. Pavyzdžiui, kalnuose vanduo verda ne 100°C, o žemesnėje temperatūroje. Apie 20 val km vanduo užverda 37° aukštesnėje nei nulio temperatūroje. Tokiame aukštyje užverda ir kraujas. Todėl skrendant į kosmosą žmogui sudaromos atitinkamos fiziologinės ir higieninės sąlygos. Slėginėje kabinoje erdvėlaivis sukurtas normalus slėgis ir daugiau ar mažiau pastovi temperatūra oro, astronautas apsaugotas nuo triukšmo ir vibracijos, įrengta patogi darbo vieta, geras apšvietimas ir kt.

Oro slėgis matuojamas milimetrais gyvsidabrio kolona naudojant gyvsidabrio ar metalo barometrą. Slėgis paprastai išreiškiamas tūkstantosiomis baro, tai yra, milibarais. Vidutinis slėgis jūros lygyje, išreikštas milibarais, yra 1013,3. Oro slėgis 1000 mb atitinka 750,1 gyvsidabrio kolonėlės slėgį mm. Norint konvertuoti milimetrus į milibarus, paprastai naudojamas konversijos koeficientas 4 / s (1 lentelė).

Oro tankiui mažėjant didėjant aukščiui, sparčiai mažėja ir atmosferos slėgis. Todėl, nepaisant didelio vertikalaus atmosferos masto, pusė jos masės sutelkta pirmuosiuose 5-6 km. Slėgis šiame lygyje yra tik 500 mb, y., perpus mažiau nei jūros lygyje. Oro stulpelyje apie 16 km koncentruotas 0,9 viso

atmosferos masių. Slėgis šiame lygyje yra 100 mb, ir 40 ūgio km - tik 2.4mb.

Atmosferos slėgio sumažėjimas kartu su aukščiu gali būti apibūdinamas vertikaliu slėgio gradientu arba vadinamuoju bariniu žingsniu. barinė stadija yra vertikalus atstumas (metrais), per kurį atmosferos slėgis pasikeičia vienu vienetu (1 mb). Barinio žingsnio vertė skiriasi. Tai priklauso nuo aukščio virš jūros lygio ir nuo oro temperatūros. Paviršiniame sluoksnyje esant 1000 slėgiui mb ir esant 0° temperatūrai barinis žingsnis yra 8 m. Tai reiškia, kad už kiekvieną 8 m pakyla, slėgis sumažėja 1 mb. Sluoksniu, kurio slėgis yra 600-500 mb, kuris atitinka maždaug 4,5–5,5 aukščius km, barinis lygis yra 13 m, sluoksnyje, kurio slėgis yra 100-200 mb- 40 m.

Barinio žingsnio reikšmę patogu naudoti apytiksliai slėgio pokyčio su aukščiu skaičiavimams. Taigi, pavyzdžiui, lengva nustatyti oro slėgio skirtumą daugiaaukščio namo 1 ir 25 aukštuose. Kai nurodytų aukštų aukščių skirtumas yra 90 m, oro slėgis 25 aukšto lygyje apie 12 mb mažiau nei 1 aukšto lygyje. Tačiau kylant aukštyn net greitaeigiu liftu slėgio skirtumo nejaučiame. Tai paaiškinama tuo, kad slėgio pokytis yra apie 10-20 mb labai mažai (1-2%), palyginti su normaliu atmosferos slėgiu. Vidutinis paros slėgio pokytis, prie kurio žmogaus kūnas yra pripratęs, yra nedidelis. Atogrąžų šalyse tai yra apie 1 mb, o vidutinėse platumose - 5-6 mb. Tačiau kai kuriais, ne itin retais atvejais, dienos slėgio pokytis vidutinėse platumose siekia 20–30 mb ir dar.

Oras yra neapčiuopiamas kiekis, jo neįmanoma pajusti, užuosti, jis yra visur, bet žmogui jis nematomas, nelengva sužinoti kiek sveria oras, bet įmanoma. Jei Žemės paviršius, kaip vaikų žaidime, yra nubrėžtas į mažus, 1x1 cm dydžio kvadratus, tada kiekvieno iš jų svoris bus 1 kg, tai yra, 1 cm 2 atmosferos yra 1 kg oro. .

Ar galima tai įrodyti? Gana. Jei statysite svarstykles iš paprasto pieštuko ir dviejų balionai, tvirtinant dizainą ant sriegio, pieštukas bus subalansuotas, nes dviejų pripūstų rutuliukų svoris yra toks pat. Verta pradurti vieną iš kamuoliukų, pranašumas bus pripūsto kamuoliuko kryptimi, nes iš pažeisto kamuoliuko išėjo oras. Atitinkamai, paprasta fizinė patirtis įrodo, kad oras turi tam tikrą svorį. Bet jei sversime orą ant lygaus paviršiaus ir kalnuose, tai jo masė bus kitokia – kalnų oras daug lengvesnis nei tas, kuriuo kvėpuojame prie jūros. Skirtingo svorio priežastys yra kelios:

1 m 3 oro svoris yra 1,29 kg.

• kuo aukščiau pakyla oras, tuo jis retėja, tai yra aukštai kalnuose oro slėgis bus ne 1 kg/cm 2, o perpus mažesnis, tačiau kvėpavimui reikalingo deguonies kiekis taip pat sumažėja lygiai per pusę. , kuris gali sukelti galvos svaigimą, pykinimą ir ausų skausmą;
• vandens kiekis ore.

Oro mišinio sudėtis apima:

1. Azotas - 75,5%;

2. Deguonis - 23,15%;

3. Argonas - 1,292%;

4. Anglies dioksidas - 0,046%;

5. Neonas - 0,0014%;

6. Metanas - 0,000084%;

7. Helis - 0,000073%;

8. Kriptonas - 0,003%;

9. Vandenilis - 0,00008%;

10. Ksenonas - 0,00004%.

Oro sudėties sudedamųjų dalių skaičius gali keistis, todėl oro masė taip pat keičiasi didėjimo arba mažėjimo kryptimi.

• Ore visada yra vandens garų. Fizinis modelis yra toks, kad kuo aukštesnė oro temperatūra, tuo daugiau jame yra vandens. Šis indikatorius vadinamas oro drėgme ir turi įtakos jo svoriui.

Kaip matuojamas oro svoris? Jo masę lemia keli rodikliai.

Kiek sveria oro kubas?

Esant 0 ° C temperatūrai, 1 m 3 oro masė yra 1,29 kg. Tai yra, jei protiškai paskirsite erdvę kambaryje, kurio aukštis, plotis ir ilgis lygus 1 m, tada šiame oro kube bus būtent toks oro kiekis.

Jei oras turi svorį ir pakankamai apčiuopiamas, kodėl žmogus nejaučia sunkumo? Toks fizinis reiškinys, kaip atmosferos slėgis, reiškia, kad 250 kg sverianti oro kolonėlė slegia kiekvieną planetos gyventoją. Suaugusio žmogaus delno plotas vidutiniškai yra 77 cm 2. Tai yra, pagal fizinius dėsnius kiekvienas iš mūsų delne laiko 77 kg oro! Tai prilygsta faktui, kad kiekvienoje rankoje nuolat nešiojame 5 svarų svarmenis. AT Tikras gyvenimas net sunkumų kilnotojas negali to padaryti, tačiau kiekvienas iš mūsų gali lengvai susidoroti su tokia apkrova, nes atmosferos slėgis spaudžia iš abiejų pusių, tiek iš išorės, tiek iš vidaus, tai yra, skirtumas galiausiai yra lygus nuliui.

Oro savybės yra tokios, kad jis įvairiai veikia žmogaus organizmą. Aukštai kalnuose dėl deguonies trūkumo žmonėms atsiranda regėjimo haliucinacijos, o dideliame gylyje deguonies ir azoto derinys į specialų mišinį - „juoko dujas“ gali sukelti euforijos ir nesvarumo jausmą.

Žinant šiuos fizikinius dydžius, galima apskaičiuoti Žemės atmosferos masę – oro kiekį, kurį artimoje Žemės erdvėje laiko gravitacija. Viršutinė atmosferos riba baigiasi 118 km aukštyje, tai yra, žinant m 3 oro svorį, visą pasiskolintą paviršių galima padalyti į oro stulpelius, kurių pagrindas yra 1x1m, ir pridėti gautą masę. tokios kolonos. Galiausiai jis bus lygus 5,3 * 10 iki penkioliktojo tonų laipsnio. Planetos oro šarvų svoris yra gana didelis, tačiau net ir jis tesudaro vieną milijonąją visos masės. pasaulis. Žemės atmosfera tarnauja kaip tam tikras buferis, apsaugantis Žemę nuo nemalonių kosminių netikėtumų. Vien nuo Saulės audrų, pasiekiančių planetos paviršių, atmosfera per metus praranda iki 100 tūkstančių tonų savo masės! Toks nematomas ir patikimas skydas yra oras.

Kiek sveria litras oro?

Žmogus nepastebi, kad jį nuolat supa skaidrus ir beveik nematomas oras. Ar įmanoma pamatyti šį neapčiuopiamą atmosferos elementą? Aišku, oro masių judėjimas kasdien transliuojamas per televizijos ekraną – šilta ar šalta. šaltas frontas atneša ilgai lauktą atšilimą arba gausų sniegą.

Ką dar žinome apie orą? Tikriausiai tai, kad jis gyvybiškai svarbus visoms planetoje gyvenančioms būtybėms. Kasdien žmogus įkvepia ir iškvepia apie 20 kg oro, kurio ketvirtadalį sunaudoja smegenys.

Oro svoris gali būti matuojamas skirtingais fiziniais dydžiais, įskaitant litrus. Vieno litro oro svoris bus lygus 1,2930 gramų, esant 760 mm Hg slėgiui. kolonėlėje ir 0°C temperatūroje. Be įprastos dujinės būsenos, oras gali būti ir skysto pavidalo. Medžiagos perėjimui į duotąją agregacijos būsena reikės patirti milžinišką spaudimą ir labai žemos temperatūros. Astronomai teigia, kad yra planetų, kurių paviršius yra visiškai padengtas skystu oru.

Žmogaus egzistavimui būtini deguonies šaltiniai yra Amazonės miškai, kurie gamina iki 20% šio svarbaus elemento visoje planetoje.

Miškai iš tiesų yra „žalieji“ planetos plaučiai, be kurių žmogaus egzistavimas tiesiog neįmanomas. Todėl gyvas kambariniai augalai bute yra ne tik interjero detalė, jie išvalo kambario orą, kurio užterštumas dešimt kartų didesnis nei gatvėje.

Švarus oras jau seniai tapo didmiesčių trūkumu, atmosferos užterštumas toks didelis, kad žmonės yra pasirengę pirkti švarų orą. Pirmą kartą „oro pardavėjai“ pasirodė Japonijoje. Jie gamino ir pardavė švarų orą skardinėse, o kiekvienas Tokijo gyventojas galėjo atidaryti skardinę vakarienei. gryniausias oras ir mėgaukitės gaiviu kvapu.

Oro grynumas turi didelę įtaką ne tik žmonių, bet ir gyvūnų sveikatai. Užterštose pusiaujo vandenų vietose, šalia apgyvendintų vietovių, žūsta dešimtys delfinų. Žinduolių žūties priežastis – užteršta atmosfera, atliekant gyvūnų skrodimą delfinų plaučiai primena anglies dulkėmis užsikimšusius kalnakasių plaučius. Labai jautrūs oro taršai ir Antarktidos gyventojai – pingvinai, jei ore yra didelis skaičius kenksmingų priemaišų, jie pradeda stipriai ir su pertrūkiais kvėpuoti.

Žmogui labai svarbi ir oro švara, todėl po darbo kabinete medikai rekomenduoja kasdien po valandą pasivaikščioti parke, miške, už miesto ribų. Po tokios „oro“ terapijos atstatomas organizmo gyvybingumas ir ženkliai pagerėja savijauta. Šio nemokamo ir veiksmingo vaisto receptas žinomas nuo senų senovės, daugelis mokslininkų ir valdovų kasdienius pasivaikščiojimus gryname ore laikė privalomu ritualu.

Šiuolaikiniam miestiečiui gydymas oru labai aktualus: maža porcija gyvybę teikiančio oro, kurio svoris siekia 1-2 kg, yra panacėja nuo daugelio šiuolaikinių negalavimų!