Консультация № 184133
03.10.2011, 10:46
63.81 руб.
0 4 2
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Найти давление Р воздуха на высоте h=1000 м, если известно, что давление воздуха равно 1 кг на 1 см2 над уровнем моря (h=0 ) и 0,92 кг на 1 см2 на высоте h=500 м.
Раздел "Дифференциальные уравнения"
Заранее спасибо!

Обсуждение

давно
Советник
341206
1201
03.10.2011, 11:12
общий
Я не особо силен в физике явления, но высшая математика дает такое решение:

У Вас дано давление на 2-х высотах. В примере достаточно фигурирует одна высота и температура. Пока не решил, что с этим делать.
Возможно, определять температуру из условий.
давно
Модератор
156417
2175
03.10.2011, 11:37
общий
это ответ
Здравствуйте, Богомолова КА!
С более подробным выводом барометрической формулы можете ознакомиться здесь >>
Данную задачу, видимо, предлагается решить используя лишь часть использованных в том решении выводов.

0) Пренебрегаем изменением температуры и прочих мало изменяющихся факторов

1)Давление прямо пропорционально весу находящегося выше воздуха
2) Плотность прямо пропорциональна давлению
3) Изменение веса находящегося выше указанной отметки воздуха на единицу высоты прямо пропорционально плотности

То есть изменение давления на единицу высоты прямо пропорционально изменению веса находящегося выше воздуха на единицу высоты, что прямо пропорционально плотности, что прямо пропорционально давлению (сразу ставлю знак минус, поскольку с увеличением высоты давление очевидно падает)
dp/dh=-kp

решаем уравнение
dp/p=-k[$183$]dh
[$8747$]dp/p=[$8747$]-k[$183$]dh
lnp=-kh+lnC
p=C[$183$]e-kh

учитываем, что ph=0=1 кг/см2
ph=0=C[$183$]e-k[$183$]0
С=ph=0=1 кг/см2
p=e-kh

ph=500м=0,92 кг/см2
ph=500=e-k[$183$]500=0,92
500k=-ln0,92
k=-ln0,92/500[$8776$]0,0001668 м-1

ph=1000м=eln0,92/500*1000=0,922=0,8464 кг/см2[$8776$]0,85 кг/см2
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
03.10.2011, 12:36
общий
это ответ
Здравствуйте, Богомолова КА!
Изменение давления происходит за счет веса слоя воздуха. При малом изменении высоты получаем
dp=-[$961$]gdh (1)
(p - давление, dp - изменение давления, [$961$] - плотность, h - высота, dh - приращение высоты).
Согласно закону Менделеева-Клапейрона
pV=(m/[$956$])RT
заменяя в этом законе V=[$961$]m, получаем таую форму этого закона (V сокращается)
p=[$961$]RT/[$956$] (2)
Из (1) и (2) получаем дифференциальное уравнение заменяя приращения дифференциалами
dp/dh=-([$956$]g/RT)p
Решая уравнение, находим
p=p0exp(-[$956$]gh/RT)
где p0 - давление при h=0 (на уровне моря).
По условию задачи p0=1, поэтому p=exp(-[$956$]gh/RT).
При h=500 получаем exp(-500[$956$]g/RT)=0,92
тогда при h=1000
p=exp(-1000[$956$]g/RT)=exp(-500[$956$]g/RT)2=0,922=0,8464
Ответ: 0,8464
Неизвестный
03.10.2011, 15:26
общий
Спасибо всем ответившим.
Форма ответа