多元大気圧高式
多元大気圧高式@メンバー全員夏休みの最初の論文:最初の式は気圧-高さ式(Barometricフォーミュラ)であり、圧高式と略稱されるp=p_{0}\cdot \left( 1-\frac{L\cdot h} {T_{0}} \right)^{\frac{g\cdot M}{R\cdot L}}これは正確には多元大気圧高式である。ここで、次の操作を行います。p_は海麺標(biāo)準(zhǔn)大気圧である。hは標(biāo)高Lは溫度逓減率であり、乾燥空気に対して約0.0065 K/mであるT_{0}は海麺標(biāo)準(zhǔn)溫度で、松戸が書いたt_{0}+273.2は摂氏度を開氏度に換算する(熱力學(xué)溫度計)gは地球表麺の重力加速度で、約9.8 m/s^{2}Mはモル質(zhì)量(molar mass)、すなわち単位物質(zhì)量(Amount of substance)の物質(zhì)が有する質(zhì)量(mass)であり、約0.0289644 kg/molRは一般ガス定數(shù)で、約8.31447 J/left(molcdot Kright)だからfrac{gcdot M}{Rcdot L}approx 5.258 p=p_{0}\cdot \left( 1-\frac{0.0065h}{t_{0}+273.2} \right)^{5.258}これにより、高さを簡単に反転することができます。h=153.8\cdot\left( t_{0}+273.2 \right) \left( 1-\left( \frac{p}{p_{0}} \right)^{0.1902} \right)気圧-高度公式の導(dǎo)出過程を見てみましょう。まず、理想的なガス法則(Ideal Gas Law)があります。pV=nRT両辺にガスのモル質(zhì)量Mを同乗pVM=nMRT=mRTmすなわちガス質(zhì)量したがって、p=frac{rho RT}{M}また流體靜力學(xué)方程式によって:\mathrm5tt3ttt3tp=-\rho g\mathrm5tt3ttt3tzここで、zは高度変數(shù)、rhoはガス密度、gは地表付近の重力加速度連立が取れる\frac{\mathrm5tt3ttt3tp}{p}=-\frac{gM}{RT}\mathrm5tt3ttt3tz海面標(biāo)準(zhǔn)溫度をT_{0}は、大気溫度の直減率Lが定數(shù)であると仮定します。つまり、高さが増加するにつれて、溫度が均一に低下し、高さと線形関係になると仮定します。T=T_{0}-Lzこれは多くの場合、良い近似です。元の微分方程式は次のようになりました\frac{\mathrm5tt3ttt3tp}{p}=-\frac{gM}{R\left( T_{0}-Lz \right)}\mathrm5tt3ttt3tz海面高さを0とし、海面標(biāo)準(zhǔn)大気圧をp_{0}両側(cè)積分\int_{p_{0}}^{p}\frac{\mathrm5tt3ttt3tp}{p} =-\int_{0}^{h}\frac{gM}{R\left( T_{0}-Lz \right)}\mathrm5tt3ttt3tzつまり\ln\frac{p}{p_{0}}=\frac{gM}{RL} \ln\frac{T_{0}-hL}{T_{0}}したがってp=p_{0}\cdot \left( 1-\frac{L\cdot h} {T_{0}} \right)^{\frac{g\cdot M}{R\cdot L}}これが多元大気圧高公式です