При одинаковой осенней температуре, атмосферное давление на пляже Балтийского моря равно 760 мм ртутного столба, а вблизи посёлка Есиновичи в Тверской области составляет 728 мм рт. стб. Какова высота над уровнем моря этого посёлка? Как называется форма рельефа, имеющая такую высоту?
Alekseevich
Для решения данной задачи мы можем использовать формулу, связывающую атмосферное давление с высотой над уровнем моря. Эта формула известна как формула Барометра:
\[P = P_0 \left(1 - \frac{h}{h_0}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
где:
\(P\) - атмосферное давление на заданной высоте
\(P_0\) - атмосферное давление на уровне моря (760 мм рт. стб. в данном случае)
\(h\) - высота над уровнем моря (искомое значение)
\(h_0\) - высота на уровне моря
\(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²)
\(M\) - молярная масса сухого воздуха (приближенно равна 0,029 кг/моль)
\(R\) - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 8,31 Дж/(моль·К))
\(T\) - абсолютная температура (в Кельвинах)
Мы можем использовать эту формулу для установления связи между атмосферным давлением на пляже Балтийского моря и в посёлке Есиновичи.
Давление на пляже Балтийского моря (\(P_1\)) равно 760 мм рт. стб., а давление в посёлке Есиновичи (\(P_2\)) равно 728 мм рт. стб. Мы можем использовать эти значения для определения соответствующих высот (\(h_1\) и \(h_2\)):
\[P_1 = P_0 \left(1 - \frac{h_1}{h_0}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
\[P_2 = P_0 \left(1 - \frac{h_2}{h_0}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
Мы также знаем, что осенняя температура одинакова на обоих местах, поэтому абсолютная температура (\(T\)) одинакова.
Разделив эти два уравнения, мы можем устранить \(P_0\) и \(T\):
\[\frac{P_1}{P_2} = \left(\frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
Теперь мы можем решить это уравнение относительно \(\frac{h_1}{h_0}\) и \(\frac{h_2}{h_0}\). Подставим известные значения:
\[\frac{760}{728} = \left(\frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
Далее, возведем его в степень \(\frac{RT}{gM}\):
\[\left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} = \frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}}\]
Теперь найдем это выражение:
\[\frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}} = \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\]
Раскроем скобки:
\[1 - \frac{h_1}{h_0} = \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} - \frac{h_2}{h_0} \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\]
Теперь перенесем все слагаемые с \(h_1\) в одну часть уравнения:
\[\frac{h_1}{h_0} = 1 - \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} + \frac{h_2}{h_0} \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\]
Окончательно, мы можем найти отношение высот:
\[\frac{h_1}{h_0} = \left( 1 - \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} + \frac{h_2}{h_0} \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\right)^{-1}\]
Здесь \(h_0\) - высота на уровне моря, а \(h_1\) и \(h_2\) - высоты пляжа Балтийского моря и посёлка Есиновичи соответственно. Подставив известные значения, можно вычислить значение \(h_1\) в метрах.
В ответе необходимо привести значение \(h_1\), а также указать, что эта высота называется над уровнем моря.
\[P = P_0 \left(1 - \frac{h}{h_0}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
где:
\(P\) - атмосферное давление на заданной высоте
\(P_0\) - атмосферное давление на уровне моря (760 мм рт. стб. в данном случае)
\(h\) - высота над уровнем моря (искомое значение)
\(h_0\) - высота на уровне моря
\(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²)
\(M\) - молярная масса сухого воздуха (приближенно равна 0,029 кг/моль)
\(R\) - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 8,31 Дж/(моль·К))
\(T\) - абсолютная температура (в Кельвинах)
Мы можем использовать эту формулу для установления связи между атмосферным давлением на пляже Балтийского моря и в посёлке Есиновичи.
Давление на пляже Балтийского моря (\(P_1\)) равно 760 мм рт. стб., а давление в посёлке Есиновичи (\(P_2\)) равно 728 мм рт. стб. Мы можем использовать эти значения для определения соответствующих высот (\(h_1\) и \(h_2\)):
\[P_1 = P_0 \left(1 - \frac{h_1}{h_0}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
\[P_2 = P_0 \left(1 - \frac{h_2}{h_0}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
Мы также знаем, что осенняя температура одинакова на обоих местах, поэтому абсолютная температура (\(T\)) одинакова.
Разделив эти два уравнения, мы можем устранить \(P_0\) и \(T\):
\[\frac{P_1}{P_2} = \left(\frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
Теперь мы можем решить это уравнение относительно \(\frac{h_1}{h_0}\) и \(\frac{h_2}{h_0}\). Подставим известные значения:
\[\frac{760}{728} = \left(\frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}}\right)^{\frac{gM}{RT}}\]
Далее, возведем его в степень \(\frac{RT}{gM}\):
\[\left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} = \frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}}\]
Теперь найдем это выражение:
\[\frac{1 - \frac{h_1}{h_0}}{1 - \frac{h_2}{h_0}} = \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\]
Раскроем скобки:
\[1 - \frac{h_1}{h_0} = \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} - \frac{h_2}{h_0} \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\]
Теперь перенесем все слагаемые с \(h_1\) в одну часть уравнения:
\[\frac{h_1}{h_0} = 1 - \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} + \frac{h_2}{h_0} \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\]
Окончательно, мы можем найти отношение высот:
\[\frac{h_1}{h_0} = \left( 1 - \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}} + \frac{h_2}{h_0} \left(\frac{760}{728}\right)^{\frac{RT}{gM}}\right)^{-1}\]
Здесь \(h_0\) - высота на уровне моря, а \(h_1\) и \(h_2\) - высоты пляжа Балтийского моря и посёлка Есиновичи соответственно. Подставив известные значения, можно вычислить значение \(h_1\) в метрах.
В ответе необходимо привести значение \(h_1\), а также указать, что эта высота называется над уровнем моря.
Знаешь ответ?