31.12.2017, 18:20
общий
это ответ
Здравствуйте, Zarefo10!
Предположим, что задуваемый на вершины воздух охлаждается только за счёт адиабатического расширения (поскольку процесс происходит слишком быстро для существенного теплообмена).
Его уравнение
T1[$947$]p11-[$947$]=T2[$947$]p21-[$947$]
где для двухатомного газа [$947$]=Cp/CV=(i+2)/i=7/5
Откуда можно вывести отношение давлений у подножья и на вершине
(T2/T1)[$947$]=(p1/p2)1-[$947$]
(p2/p1)[$947$]-1=(T2/T1)[$947$]
p2/p1=(T2/T1)[$947$]/([$947$]-1)=(T2/T1)((i+2)/i)/(2/i)=(T2/T1)(i+2)/2=(T2/T1)7/2
Примем, что на вершине его температура чуть ниже нуля по Цельсию, например, Т2=270 К[$8776$]-3[$176$]С
А у подножья, следовательно, T1=292 К
Подставляем в уравнение адиабаты и находим p2/p1=0,76
Высоту можно оценить, например, с помощью барометрической формулы
ln(p2/p1)=-Mg[$916$]H/RT
где:
[$916$]H - разность высот
M=29 г/моль=0,029 кг/моль - молярная масса воздуха
g=9,8 м/с2 - ускорение свободного падения
R=8,314 Дж/(моль[$183$]К) - газовая постоянная
С температурой тут, правда, проблема - формула выведена, принимая температуру постоянной, но для приблизительной оценки без точных данных (да и учитывая, что теплообмен тоже не полностью исключён) сойдёт.
Если принять температуру равной среднему значению T=281 K, то можно убедиться, что ответ получается примерно 2,25 км.
При этом, подставляя использованные ранее значения температуры, получаем ответы 2,17 и 2,34 км.
Учитывая такую вариацию значений и использованные приближения, стоит ограничится приближённой оценкой высоты в 2,2-2,3 км