第六章液体和气体的性质 6.21乘平流层气球上升

第六章液体和气体的性质 6.21乘平流层气球上升

　　在前几节里，我们曾经去地心作过想象的旅行，那时候那个表示气压和深度关系的公式帮了我们不少的忙。现在让我们冒险上升到上面去，利用同一个公式看看在极高的地方空气压力是怎样变动的。这个公式现在的形式是：

　　在这个式子里，p是大气压数，h是高度（单位是米）。在这里我们用小数0.999代替1.001，这是因为每上升8米，气压不是增高0.001，而是降低0.001。

　　首先让我们解答这个问题：得升到多高，气压才会减低到原来的一半？要解答这个问题，我们用p=0.5代入上面这个公式，然后求高度h。这样我们得到：

　　对于会用对数的读者说来，这个方程是不难解的。答案是：h=5.6公里，也就是说，要气压减低一半，必须上升到离地面5.6公里的地方。

　　现在让我们跟在航空家后面，上升到更高的地方，到19和22公里处去。大气里这么高的地方已经是在所谓平流层里。因此我们乘着来到这里的气球已经不是普通的气球，而是平流层气球。有两只气球曾经在1933年和1934年创造了上升高度的世界记录：前一个是19公里，后一个是22公里。

　　让我们算一下这么高的地方的气压吧。

　　我们计算出，在19公里高处的气压应当是

　　在22公里高处应当是

　　可是在平流层气球驾驶员的纪录里，我们却查出在上面说的高度，气压并不同我们算出的一样：在19公里处是50毫米，在22公里处是45毫米。

　　为什么得出的结果会同实际不符合呢？我们的错误在哪里呢？

　　马里奥特的气体定律，在压力这样小的情况下是完全可以适用的，然而这一次我们却忽略了另外一件事情：把整个20公里厚的空气层的温度看成是全都相同的。但是在实际上，它是随着高度而显著地降低的。平均说来，每上升一公里，温度要下降摄氏6.5度。这样到11公里的高处，温度已经是摄氏-56度了。可是再上去，温度在很大一段距离里却不再降低了。如果把这些情况都计算进去（这已经不能用初等数学来计算了），就可以得出更符合实际的结果。由于同样原因，我们以前求出的地下深处的气压，也应当看做是近似的答案。

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