к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Баротропное явление

Баротропное явление (от греч. baros - тяжесть н tropos - направление, поворот, образ, характер) - состоит в том, что в двух- и многокомпонентных системах жидкость - жидкость или жидкость - газ при больших давлениях и определенных температуpax в поле тяготения сосуществующие фазы меняются местами: находящаяся сверху, менее плотная при обычных условиях фаза становится тяжёлой и опускается вниз. Баротропное явление вызывается различием сжимаемости компонентов и перераспределением концентраций в граничащих фазах; при увеличении давления фаза, содержащая компонент с большей молекулярной массой, становится тяжелее и тонет в другой фазе.

Впервые Баротропное явление наблюдал X. Камерлинг-Оннес (H. Kamerlingh-Onnes) в системе водород (жидкость) - гелий (газ): при температуре 20,1 К и давлении 49 атм газовая фаза опускалась под жидкую. Б. я. обнаружено в системах аммиак - азот (при температуре 180 К и давлении 1800 атм), аммиак - азот - водород (при давлении 3500-3700 атм и температуре 170 К), в трёхфазных системах с двумя жидкими и одной газовой фазами (метанол - толуол, ацетон - анилин) и др.

2) На высоте 1119910-1.jpg100 км rончается область молекулярного перемешивания, и выше каждый газ с массой молекулы или атома 1119910-2.jpg распределён по баротропным явлениям независимо от других составляющих со своей шкалой высот 1119910-3.jpg 1119910-4.jpg (область диффузионно-гравитац. разделения). Поэтому концентрация более тяжёлых газов уменьшается с высотой быстрее, чем более лёгких. К высоте 200 км преобладание молекулярного азота сменяется преобладанием атомного кислорода, выше 1000 км его сменяет гелий, а выше 5000 км преобладает водород.

3) Аналогичная картина наблюдается и для заряженных частиц, однако, в отличие от нейтральных частиц, распределение с высотой любого заряженного компонента не является независимым от других, так что для j-го иона в баротропной формуле шкала высот имеет вид

1119910-5.jpg. (2)

Поскольку для однокомпонентного газа 1119910-6.jpg, то на больших высотах концентрация ионов с массой 1119910-7.jpg уменьшается с высотой как концентрация нейтральных частиц с 1119910-8.jpg, т. е. в два раза более лёгких. Ниже нек-рого уровня в смеси ионов для наиб. лёгкого иона, для к-рого наступает условие 1119910-9.jpg, концентрация с уменьшением высоты h не растёт, а уменьшается. При средних условиях для ионов 1119910-10.jpg это происходит ниже 1500-2000 км.

Другая причина нарушения на малых высотах баротропной формуле для ионов и других нестабильных компонентов атмосферы (образующихся под действием КВ-излучения Солнца и др. источников) - их уничтожения в результате процессов рекомбинации или столкновений со стабильными компонентами (см. Аэрономия)

4)Баротропная формула для газов и ионов справедлива до больших высот. Объяснение этого следует из кинетич. теории газов для максвелловского распределения частиц по скоростям и энергиям в поле силы тяжести. Эти условия нарушаются лишь в экзосфере на больших высотах (более 500 км) для части лёгких частиц 1119910-11.jpg с очень высокими скоростями (для т. н. убегающих частиц). При наличии вертик. движений с большими скоростями (полярный ветер) требуется дополнит. уточнение н обобщение формул (1) и (2).

В метеорологии Баротропная формула пользуются для определения высот в стандартной атмосфере, для градуировки барометров, для определения перепада высот и нивелирования, при этом для повышения точности учитываются влажность воздуха, температурный коэфф. объёмного расширения, зависимость g от широты.

Литература по баротропным явлениям

  1. Xргиан A. X., Физика атмосферы, 2 изд., т. 1 - 2, Л., 1978;
  2. Физика верхней атмосферы Земли, пер. с англ., Л., 1971;
  3. Ришбет Г., Гарриот О., Введение в физику ионосферы, пер. с англ., Л., 1975.

Г. С. Иванов-Холодный

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что "тёмная материя" - такая же фикция, как черная кошка в темной комнате. Это не физическая реальность, но фокус, подмена.
Реально идет речь о том, что релятивистские формулы не соответствуют астрономическим наблюдениям, давая на порядок и более меньшую массу и меньшую энергию. Отсюда сделан фокуснический вывод, что есть "темная материя" и "темная энергия", но не вывод, что релятивистские формулы не соответствуют реалиям. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution