Gostota zraka se spreminja. Kjer je manjši, je zrak redk. Ugotovimo, kaj pomeni redek zrak in kakšne lastnosti ga odlikuje.
zemeljska plinska lupina
Zrak je nematerialna, a izjemno pomembna sestavina našega planeta. Sodeluje v procesu izmenjave energije in podpira vse vitalne funkcije organizmov. Pospešuje prenos zvokov, preprečuje podhladitev Zemlje in jo ščiti pred prekomernim sončnim sevanjem.
Zrak je zunanja lupina planeta, imenovana atmosfera. Sestavljen je iz številnih plinov: neona, argona, vodika, metana, helija, kriptona itd. Glavni delež predstavljata kisik in dušik, ki predstavljata od 98 % do 99 % zraka.
Razmerje plinov in njihova količina se lahko razlikujejo. Tako je zaradi izpušnih plinov avtomobilov in emisij tovarn mestni zrak bolj nasičen z ogljikovim dioksidom. V gozdovih, na območjih, kjer ni industrije, se količina kisika poveča. Toda na območju pašnikov raste delež metana, ki ga krave oddajajo med prebavo.
Gostota zraka
Na gostoto plinskega ovoja vpliva veliko dejavnikov, v različnih delih sveta in v različnihrazlikuje se po višini. Zrak z nizko gostoto je redek zrak (iz besede "redek"). Čim redkejši je, dlje so njegove molekule druga od druge.
Gostota kaže, koliko zraka je v enem kubičnem metru prostornine. Standard za to vrednost je 1,293 kilograma na kubični meter v normalnih pogojih in suhem zraku.
V fiziki je običajno razlikovati med specifično in masno gostoto. Specific določa, koliko zraka tehta v enem kubičnem metru. Odvisno je od geografske zemljepisne širine in vztrajnosti od vrtenja planeta. Masa se določi na podlagi zračnega tlaka, absolutne temperature in specifične plinske konstante.
Glavne vzorce pojavljanja in načela redkega zraka opisuje zakon Gay-Lussac in Boyle-Mariotte. Po njihovem mnenju višja kot je temperatura in nižji je tlak, redkejši je zrak. Hkrati je pomembna tudi njegova vlažnost: s povečanjem se gostota zmanjšuje.
Razredčeni zrak in nadmorska višina
Privlačna sila Zemlje kot magnet privlači k sebi vsa telesa, ki so ji na voljo. Zato hodimo in ne kaotično lebdimo v prostoru. Zato se na dnu zbere več molekul snovi, kar pomeni, da sta tudi njena gostota in tlak višji na zemeljskem površju. Čim dlje od njega, tem manj so ti kazalniki.
Ali ste opazili, da ko se povzpnete na velike višine, na primer v gorah, postane težje dihati? Vse zaradi redkega zraka. Z nadmorsko višino, skupna vsebnost kisika v enem litrumanj je zraka. Krvi ne nasiči pravilno in težko dihamo.
Višina Mount Everesta je 8488 metrov. Na njenem vrhu je gostota zraka ena tretjina standardne gostote na morski gladini. Oseba lahko opazi spremembe že na nadmorski višini od 1500 do 2500 metrov. Poleg tega se sprememba gostote in pritiska občuti bolj akutno in že predstavlja potencialno tveganje za zdravje.
Najbolj redek zrak je značilen za eksosfero - zunanjo plast ozračja. Začne se z višine 500-1000 kilometrov nad zemeljsko površino. Nemoteno prehaja v odprt prostor, kjer je prostor blizu stanja vakuuma. Tlak in gostota plina v vesolju je zelo nizka.
Helikopter in redek zrak
Veliko je odvisno od gostote zraka. Opredeljuje na primer "strop" za dvig nad zemeljsko površino. Za osebo je deset tisoč metrov. Toda za vzpon na tako visoko so potrebne dolge priprave.
Letala imajo tudi svoje omejitve. Za helikopterje je približno 6 tisoč metrov. Veliko manj kot letala. Vse je razloženo z oblikovnimi značilnostmi in načeli delovanja te "ptice".
Helikopter se dvigne s propelerji. Vrtijo se in delijo zrak na dva toka: nad njimi in pod njimi. V zgornjem delu se zrak premika v smeri vijakov, v spodnjem delu - proti. Tako postane gostota pod krilom aparata večja kot nad njim. Zdi se, da se helikopter naslanja na zrak podin vzleti.
Razredčen zrak vam ne omogoča ustvarjanja želenega tlaka. V takih razmerah bo treba močno povečati moč motorja in hitrost propelerjev, česar sami materiali ne bodo vzdržali. Helikopterji praviloma letijo v gostejšem zraku na višinah 3-4 tisoč metrov. Le enkrat je pilot Jean Boulet dvignil svoj avto na 12,5 tisoč metrov, vendar je motor zagorel.
