У попередніх статтях ми уявно подорожували в земні надра, причому нам допомогла формула залежності тиску повітря від глибини. Наважимося тепер піднятися вгору і, користуючись тією ж формулою, подивимось, як змінюється тиск повітря на великих висотах. Формула для цього випадку приймає такий вигляд:
р = 0,999h/8,
де р - тиск в атмосферах, h - висота в метрах. Дріб 0,999 замінила тут число 1,001, тому що при переміщенні вгору на 8 м тиск зростає на 0,001, а зменшується на 0,001.
Вирішимо для початку завдання: як високо треба піднятися, щоб тиск повітря зменшилася вдвічі?
Для цього приравняем у нашій формулі тиск p = 0,5 і станемо шукати висоту h. Отримаємо рівняння 0,5 = 0,999h/8, вирішити яку не складе труднощів для читачів, які вміють поводитися з логарифмами. Відповідь h = 5,6 км визначає висоту, на якій тиск повітря має зменшитися вдвічі.
Попрямуємо тепер ще вище, слідом за відважними радянськими воздухоплавателями, досягли висоти 19 і 22 км. Ці високі області атмосфери знаходяться вже в так званій «стратосфері». Тому і кулях, на яких відбуваються подібні підйоми, присвоєно найменування не аеростатів, а «стратостатов». Не думаю, щоб серед людей старшого покоління знайшовся хоча б один, який не чув би назв радянських стратостатов «СРСР» і «ОАХ-1», поставили в 1933 і 1934 роках світові рекорди висоти: перший - 19 км, другий - 22 км
Спробуємо вирахувати, яке тиск атмосфери на цих висотах.
Для висоти 19 км знайдемо, що тиск повітря має становити
0,99919000/8 = 0,095 атм = 72 мм.
Для висоти 22 км
0,99922000/8 = 0,066 атм = 50 мм.
Проте, зазирнувши у записи стратонавтів, знаходимо, що на зазначених висотах були відзначені інші тиску: на висоті 19 км - 50 мм, на висоті 22 км - 45 мм.
Чому ж розрахунок не підтверджується? В чому наша помилка?
Закон Маріотта для газів при настільки малому тиску застосуємо цілком, але на цей раз ми зробили інше упущення: вважали температуру повітря однакової по всій 20-кілометрової товщі, між тим як вона помітно падає з висотою. В середньому приймають; що температура при піднятті на кожен кілометр падає на 6,5°; так відбувається до висоти 11 км, де температура дорівнює мінус 56° і далі на значному протязі залишається незмінною. Якщо взяти цю обставину до уваги (для чого вже недостатні кошти елементарної математики), вийдуть результати, набагато більше згодні з дійсністю. З тієї ж причини на підсумки наших попередніх обчислень, що належать до тиску повітря в глибинах, теж треба дивитися як на наближені.
