Разряженность воздуха в зависимости от высоты. Как создать разрежение воздуха простым способом. Вертолет и разреженный воздух
Поскольку давление воздуха на высоте меньше, чем на уровне моря, воздух там менее плотный, разряжённый. При каждом вдохе в Ваших лёгких оказывается меньше кислорода, а именно его молекул, чем при дыхании в низине, ближе к уровню моря. При этом содержание кислорода (его процент) в воздухе не изменяется.
Это означает, что в таких условиях организму человека труднее усвоить необходимое ему количество кислорода, чем когда он находится на уровне моря. Когда потребность организма в кислороде превышает возможность абсорбировать его из разрежённого воздуха (такое может произойти при значительных физических нагрузках), развивается гипоксия – кислородная недостаточность. Причиной появления гипоксии ещё до начала спуска с горы часто является тяжёлая физическая нагрузка, которую испытывает райдер при восхождении. Признаки и симптомы гипоксии включают утомление, головокружение, слабость и полный упадок сил. Вам кажется, что работа, которую Вы делаете, гораздо труднее, чем обычно.
К счастью, гипоксии легко избежать. Находясь высоко над уровнем моря, надо ограничить свою физическую активность и чаще отдыхать. Уделите сборам дополнительное время, не берите больше, чем это необходимо и помните, что в горах каждый килограмм – за три. Следите за тем, что бы у Вас не сбивалось дыхание. Если Вы живёте высоко над уровнем моря, или много времени проводите в горах, то Ваш организм, привыкший к разряжённому воздуху, меньше подвержен гипоксии.
Состояние гипоксии может наступить неожиданно, в завершающей фазе Ваших физических упражнений. В низине на Ваш организм воздействует давление атмосферы в большей степени, нежели в горах и Ваш организм легко получает необходимый ему кислород. В горах, в разряжённой атмосфере, после тяжёлых физических нагрузок тяжело восстановить своё дыхание.
Почувствовав признаки гипоксии, сразу же прекратите прилагать всякие физические усилия, передохните и восстановите дыхание. Возобновите активность только после того, как дыхание нормализуется, и делайте всё в более медленном темпе. Если Вы немного устали, выполняя физические упражнения, отдохните и восстановите дыхание до следующего подъёма в гору.
Интенсивность развития горной болезни в зависимости от высоты:
1000-2500 Физически не тренированные люди испытывают некоторую вялость, лёгкое головокружение, учащённое сердцебиение. Но симптомов горной болезни пока нет.
2500-3000 Большинство физически здоровых людей уже будут чувствовать действие высоты и разряженного воздуха. Появится головная боль, возможны боли в мышцах и суставах, возможно снижение аппетита, нарушения ритма дыхания, сонливость. Но ярко выраженных симптомов горной болезни, скорее всего не будет. Но у некоторых не тренированных, или ослабленных людей могут возникнуть отклонения в поведении. Приподнятое настроение, излишняя жестикуляция и словоохотливость, беспричинное веселье и смех. Очень похоже на небольшое алкогольное опьянение.
4000-5000 Возможно здесь она и появится. Горная болезнь. В своих самых неприятных симптомах. Острая и тяжело протекающая горная болезнь в отдельных случаях может иметь место быть. Резкое ухудшение дыхания, нарушение ритма дыхательных движений, жалобы на удушье. Нередки тошнота и рвота, боли в области живота. Возбуждённое состояние сменяется апатией, безразличием, упадком настроения, меланхолия. Ярко выраженные симптомы горной болезни могут проявиться не сразу, а после некоторого времени пребывания на этой высоте.
5000-7000 Ощущение общей усталости, упадка сил, тяжести во всём теле. Боль в висках. При резких движениях – головокружение. Губы приобретают сине-лиловый оттенок, температура тела повышается. Из носа и лёгким могут отмечаться выделения крови. А иногда и желудочные кровотечения. Возникают галлюцинации.
Горною болезнь лучше всего победить акклиматизацией. До наступления самой болезни. Акклиматизируйтесь заранее. Употребляйте больше витаминов и углеводов. Важнейшим условием здесь – полный отказ от употребления алкоголя и никотина.
В случае приступа первая помощь, как говорилось выше – прекращение всех физических нагрузок, в случае обморока – искусственное дыхание, отдых.
Профилактика горной болезни, повторимся – акклиматизация. Делайте привал и отдыхайте. Пускай организм сам привыкнет к этой высоте, адаптируется к новым условиям. Но в очень тяжёлых случаях рекомендуется немедленный спуск в долину. Там горная болезнь сама пройдёт. Профилактическими средствами являются: кофеин – 0.1 гр., пирамидон – 0.3 гр., усиленное питание, витамины, глюкоза с витамином С.
Используя русский перевод, учебник Adventures in Diving PADI и 1000+1 совет туристу
Количество кислорода и азота резко сокращается с высотой. Все дело в разности давлений между верхними и нижними слоями атмосферы. Верхние слои сильно давят на нижние, поэтому в последних намного больше воздуха и ниже его давление. Альпинисты, поднимаясь на большую высоту, испытывают некоторые трудности.
Все зависит от высоты, на которой находится человек. Если она не превышает 1 км, разница почти неощутима, и никакого вреда для организма не будет. Высота от 1 до 3 км также не может нанести вреда здоровому человеку (организм легко компенсирует недостаток кислорода). Больным же людям, особенно тем, кто страдает астмой, не следует отправляться в столь опасное путешествие.
На высоте от 5 до 6 км организм здорового человека мобилизирует все системы и заставляет их работать в усиленном режиме из-за недостатка кислорода. Подготовленный человек справляется с такой высотой, поэтому здесь часто располагаются различные исследовательские базы и обсерватории. Здоровый сон и правильное питание помогают организму ученых справляться со стрессовой ситуацией.
Места, расположенные на высоте от 7 км и выше, непригодны для жизни людей. Кислорода здесь настолько мало, что кровь не может в полной мере доставлять его всем органам. Они начинают испытывать кислородное голодание. Человек чувствует усталость, головную боль, ухудшается общее состояние. На высоте от 8 км и выше человек может провести не более 3 дней.
Жизнь в горной местности
Обитатели горных районов имеют гораздо лучшее здоровье и дольше живут, нежели жители равнин. Чем это объясняется? Кислород по своей природе - сильный окислитель. Любой окислитель в организме в большей или меньшей степени вызывает его старение. Но и жить человек не может. Для укрепления здоровья нужна несколько меньшее содержание кислорода в воздухе, чем на равнинах.
Оптимальная высота для комфортной жизни составляет около 1500 метров над уровнем моря. Организм испытывает небольшое кислородное голодание, что включает в работу все системы в усиленном режиме. Улучшается кровообращение и вентиляция легких, повышается уровень гемоглобина в крови.
Американские ученые заметили, что для людей, живущих в горах, характерны гортанные звуки в речи. На большой высоте гораздо легче произносить подобные звуки, так как для этого нужно сжать воздух в горле. Это легче всего сделать именно в высокогорных районах, так как здесь воздух более разреженный, чем на равнинах.
Плотность воздуха неодинакова. Там, где она меньше, воздух разреженный. Давайте узнаем, что значит разреженный воздух и какими особенностями он характеризуется.
Газовая оболочка Земли
Воздух - неосязаемая, но крайне важная составляющая нашей планеты. Он участвует в процессе обмена энергии, поддерживая все жизненные функции организмов. Он способствует передаче звуков, препятствует переохлаждению Земли и защищает её от чрезмерного влияния солнечной радиации.
Воздух - это внешняя оболочка планеты, называемая атмосферой. Он состоит из множества газов: неона, аргона, водорода, метана, гелия, криптона и т. д. Основная доля приходится на кислород и азот, которые составляют от 98% до 99% воздуха.
Соотношение газов и их количество может изменяться. Так, из-за выхлопов машин и выбросов заводов городской воздух больше насыщен углекислым газом. В лесах, на местности, где нет производств, увеличивается количество кислорода. А вот в районе пастбищ растет доля метана, который выделяют коровы в процессе пищеварения.
Плотность воздуха
На плотность газовой оболочки влияет много факторов, в разных уголках планеты и на разных высотах она отличается. Воздух с небольшой плотностью - это разреженный воздух (от слова «редкий»). Чем он реже, тем дальше его молекулы находятся друг от друга.
Плотность показывает, сколько воздуха находится в одном кубическом метре объема. В качестве стандарта этой величины выбрано значение 1,293 килограмм на кубический метр при нормальных условиях и сухом воздухе.
В физической науке принято различать плотность удельную и массовую. Удельная определяет, в одном кубическом метре. Она зависит от географической широты и иннерции от вращения планеты. Массовая определяется исходя из барометрического давления, абсолютной температуры и удельной газовой постоянной.
Главные закономерности возникновения и принципы разреженного воздуха описаны законом Гей-Люссака и Бойля-Мариотта. Согласно им, чем больше температура и ниже давление, тем воздух более редкий. Вместе с этим, важна и его влажность: с её возрастанием плотность уменьшается.
Разреженный воздух и высота
Сила притяжения Земли, как магнит, притягивает все доступные ей тела к себе. Поэтому мы ходим, а не хаотично витаем в пространстве. Поэтому молекул вещества собирается больше именно внизу, а значит, его плотность и давление тоже выше у земной поверхности. Чем дальше от неё, тем эти показатели меньше.
Вы замечали, что с подъемом на большие высоты, например в горах, дышать становится тяжелее? Все из-за того, что там разреженный воздух. С высотой общее содержание кислорода в одном литре воздуха становится меньше. Он не насыщает кровь должным образом, и мы испытываем трудности в дыхании.
Высоты горы Эверест - 8488 метров. На её вершине плотность воздуха составляет треть от стандартной плотности на уровне моря. Заметить изменения человек может уже на высоте от 1500 до 2500 метров. Дальше изменение плотности и давления чувствуется острее и уже представляет потенциальный риск для здоровья.
Наиболее разряженный воздух характерен для экзосферы - внешнего слоя атмосферы. Она начинается с высоты 500-1000 километров над Она плавно переходит в открытый космос, где пространство приближено к состоянию вакуума. Давление и плотность газа в космосе очень низкие.
Вертолет и разреженный воздух
От плотности воздуха зависит очень многое. Например, она определяет «потолок» для подъема над земной поверхностью. Для человека он составляет десять тысяч метров. Но чтобы подняться так высоко, необходима длительная подготовка.
У летательных аппаратов тоже есть свой предел. У вертолетов он составляет примерно 6 тысяч метров. Гораздо меньше, чем у самолетов. Все объясняется особенностями конструкции и принципами работы этой «птички».
Подъемную силу вертолет приобретает при помощи винтов. Они вертятся, разделяя воздух на два потока: над ними и под ними. В верхней части воздух движется по направлению винтов, в нижней части - против. Таким образом, плотность под крылом аппарата становится больше, чем над ним. Вертолет словно опирается на воздух под собой и взлетает.
Разреженный воздух не позволяет создать нужного давления. В таких условиях потребуется сильно увеличить мощность двигателя и скорость движения винтов, что не выдержат сами материалы. Как правило, вертолеты летают в более плотном воздухе на высотах 3-4 тысячи метров. Лишь однажды пилот Жан Буле поднял свою машину на 12,5 тысяч метров, правда, при этом загорелся двигатель.
Горы влекут человека своей красотой и величием. Древние, как сама вечность, прекрасные, загадочные, завораживающие разум и сердце, они не оставляют равнодушным ни одного человека. Захватывающие дух виды горных вершин, покрытых никогда не тающим снегом, склоны поросшие лесом, высокогорные луга тянут вернуться всех, кто хоть однажды провел отдых в горах.
Давно уже замечено, что люди в горах живут дольше, чем на равнине. Многие из них, доживая до глубокой старости, сохраняют бодрость духа и ясность ума. Они меньше болеют и быстрее выздоравливают после болезней. Женщины среднегорья намного дольше сохраняют способность к деторождению, чем женщины равнин.
Захватывающие дух виды гор дополняются чистейшим воздухом, который так приятно вдыхать полной грудью. Горный воздух чист и наполнен ароматами целебных трав и цветов. В нем нет пыли, промышленной копоти и выхлопных газов. Им дышится легко и кажется, что никак не можешь надышаться.
Горы влекут человека не только своей красотой и величием, но и стойким улучшения самочувствия, заметным повышением работоспособности, приливом сил и энергии. В горах давление воздуха меньше, чем на равнине. На высоте 4 километра давление 460 мм.рт.ст., а на высоте 6 км - 350 мм.рт.ст. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается, уменьшается соответственно и количество кислорода во вдыхаемом объёме, но как ни парадоксально, это положительно сказывается на здоровье человека.
Кислород окисляет наш организм, способствует старению и возникновению массы болезней. В тоже время, совсем без него жизнь невозможна. Следовательно, если мы хотим существенно продлить жизнь, нам необходимо добиться сокращения притока кислорода в организм, но не слишком маленького и не слишком большого. В первом случае, лечебного эффекта не наступит, а во втором можно навредить себе. Такой золотой серединой является горный воздух среднегорья: 1200 – 1500 метров над уровнем моря, где содержание кислорода составляет примерно 10%.
В настоящее время уже совершенно точно выяснено, что есть только один фактор, продлевающий жизнь человека в горах – это горный воздух, содержание кислорода в котором понижено и это оказывает в высшей степени благотворное воздействие на организм.
Недостаток кислорода вызывает перестройку в работе различных систем организма (сердечнососудистой, дыхательной, нервной), заставляет включиться резервные силы. Это, как оказалось, весьма эффективный, недорогой, а главное всем доступный способ восстановления и укрепления здоровья. Когда во вдыхаемом воздухе уменьшается количество кислорода, сигнал об этом через специальные рецепторы передаётся дыхательному центру продолговатого мозга, а оттуда идет к мышцам. Усиливается работа грудной клетки и легких, человек начинает дышать чаще, соответственно улучшается вентиляция легких и доставка кислорода в кровь. Происходит учащение сердечных сокращений, что усиливает кровообращение, и кислород быстрее доходит к тканям. Этому способствует и выброс в кровь новых эритроцитов, а следовательно, и содержащегося в них гемоглобина.
Именно этим объясняется благотворное влияние горного воздуха на жизненный тонус человека. Приезжая на горные курорты многие замечают, что настроение у них улучшается, жизненные силы активизируются.
Но если подняться выше в горы, где горный воздух содержит ещё меньше кислорода, организм будет реагировать на его нехватку совсем по другому. Гипоксия (недостаток кислорода) будет уже опасна, и в первую очередь от неё пострадает нервная система, а если кислорода будет не хватать для поддержания работы головного мозга, человек может потерять сознание.
В горах гораздо сильнее солнечная радиация. Это связано с большой прозрачностью воздуха, так как с высотой понижается его плотность, содержание в нем пыли и паров воды. Солнечное излучение убивает многие вредные микроорганизмы, обитающие в воздухе, и разлагает органические вещества. Но главное, солнечная радиация ионизирует горный воздух, способствуя образованию ионов, в том числе и отрицательных ионов кислорода и озона.
Для нормального функционирования нашего организма в воздухе, которым мы дышим, должны обязательно присутствовать как отрицательно, так и положительно заряженные ионы, причем в строго определённом соотношении. Нарушение этого баланса в любую сторону очень неблагоприятно влияет на наше самочувствие и здоровье. При этом отрицательно заряженные ионы, по современным научным данным, необходимы человеку также как витамины в пище.
В деревенском воздухе концентрация ионов обоих зарядов в солнечный день доходит до 800-1000 на 1 куб.см. На некоторых горных курортах их концентрация поднимается до нескольких тысяч. Поэтому горный воздух целительно действует на большинство живых существ. Многие из долгожителей России живут именно в горной местности. Ещё один эффект от разреженного воздуха – повышение устойчивости организма к повреждающему действию радиации. Однако на больших высотах резко возрастает доля ультрафиолетового излучения. Воздействие ультрафиолетовых лучей на организм человека очень велико. Возможны ожоги кожи. Они вредно влияют на сетчатку глаз, вызывая резкую боль, а иногда и временную слепоту. Для предохранения глаз необходимо пользоваться очками со светозащитными стеклами, а для защиты лица носить головной убор с широкими полями.
В последнее время в медицине получают распространение такие методики как оротерапия (лечение горным воздухом) или нормобарическая гипокситерапия (лечение разреженным воздухом с пониженным содержанием кислорода). Точно установлено, что с помощью горного воздуха можно предупреждать, а также лечить следующие заболевания: профессиональные заболевания, связанные с поражением верхних дыхательных путей, различные формы аллергических и иммуннодефицитных состояний, бронхиальной астмы, широкой группы заболеваний нервной системы, заболеваний опорно-двигательного аппарата, заболеваний сердечнососудистой системы, заболеваний желудочно-кишечного тракта, заболеваний кожи. Гипокситерапия исключает побочные явления как без медикаментозный способ лечения.
Что такое разреженный воздух? Объясните мне как дурочке что такое разрежённый воздух…
- Так ребята хочу успокоить всех… Во первых молекул меньше не становится! они просто отдаляются друг от друга… Отсюда следует то, что концентрация газов не меняется, меняется объм системы газовой смеси! А происходит это из за понижения давления… Газовая смесь как пружина, чем сильнее е сдавливать, тем меньший объм в итоге она будет занимать… Чем меньше потенциальное давление, тем больше объм! При одинаковой концентрации но большем объме наш организм должен вентилировать больше воздуха, но так как объм легких имеет свой максимум, и неспособен принять больше, мы испытываем недомогание (гипоксия)
- вот если воздух представить как воду, то в литровой банке будет меньше литра и больше ничего не будет.. . капли воды как бы будут отступать друг от друга.
Вот так и с воздухом - Поднимаешься ты на высокую гору и опа! А дышать-то нечем))
А вообще — это низкое атмосферное давление, наблюдается на больших высотах. -
Отсюда и смысл слова «разрежнный» — воздух. в котором реже расположены молекулы. Потому что их там просто меньше.Видела. как насосом накачивают мяч? В него закачивают воздух, молекул воздуха там становится больше, а поскольку они всегда хаотически движутся, то теперь чаще ударяются изнутри о стенки мяча и давят на него. Поэтому накачанный мяч такой упругий.
Теперь представь себе, что насос работает в обратную сторону — выкачивает воздух. Конечно, мяч просто сплющится — и все. А вот если вместо мяча у нас жесткий сосуд — стеклянный, металлический, то он сохраняет форму и размеры. Но воздуха (и молекул) при откачивании в нем становится реально меньше. Вот такой воздух и называется разрежнным.Так разрежнный воздух получают искусственно. Но он бывает и в природе. А именно:
чем выше от уровня моря подниматься в горы, тем все более разрежнным становится воздух. Поэтому высоко в горах трудно дышать, альпинисты даже надевают кислородные маски. А еще выше, там где летают самолеты, воздух еще более разрежнный. И если нарушится герметизация самолета, пассажиры очень быстро погибнут. Ты спросишь: зачем же самолеты забираются так высоко, если это опасно? К этому вынуждают жесткие экономические интересы: разрежнный воздух гораздо менее плотен, чем внизу, и поэтому оказывает меньшее сопротивление. Значит, самолет может лететь с большей скоростью, сокращается время полета, экономится топливо.PS А не пора ли отдохнуть от физики? . Загляни на мою страничку (в Мой мир) , полистай фотоальбомы…
- Анатолий Шодоев Просветленный (48195) 5 лет назад
Во-первых, как дурочке объяснять не буду. Объясню как нормальному ученику, который немного не понял тему.
Во-вторых, молодец. что правильно пишешь слово разрежнный. Очень многие люди пишут разрЯжнный, может быть они даже думают, что это слово происходит от слова «разряд».
На самом деле. конечно, в основе лежит слово «редко».
======================================================
А как понять тогда разрядить Автомат АК 47? Если в этом слове в основе лежит «редко»? - Есть такое понятие — давление. представь что в поршне есть определенное количество воздуха, поршень оттягиваем, и вот прежний объем увеличился вдвое, а воздуха там осталось столько же сколько было раньше. вот это и будет разреженный воздух, как противоположность например например давлению избыточного воздуха в шинах автомобиля. И не называй себя дурочкой, это плохо
- «А как понять тогда разрядить Автомат АК 47? Если в этом слове в основе лежит «редко»?»
Разреженный происходит от слово редко.
А разрядить происходит от слова разряд.
