Atmosfärens densitet

[stevebc]

Läser för tillfället en kurs i meteorologi, ett väldigt intressant ämne som jag gärna hade läst mer av. Sitter och kollar på en graf över förhållandet mellan höjden över havet och atmosfärens densitet. Som väntat är förhållandet mellan densiteten och trycket proportionerligt. Däremot så tunnas det ut väldigt "snabbt". Jag har alltid tänkt att det hade med gravitationen att göra; ju närmare jordytan desto större krafter och desto tätare atmosfär. Men inte förrän nu har jag insett följande:

På ca 10 tusen m ö h är trycket en tiondel av trycket vid havsytan. Men skillnaden i gravitationskoefficient är ju med denna höjdskillnad i det närmaste försumbar. Bara skillnaden i radie (från yta till kärna) på olika platser på jorden är större än dessa 10 nämnda kilometrar. Så varför minskar trycket så drastiskt? Vad är det som gör atmosfären så tjock? Varför dras inte de yttersta molekylerna i atmosfären, där trycket är lågt, närmare mot jordytan av gravitationen - som i princip är den samma som vid jordytan? Vad ger upphov till den här skillnaden?

En väldigt simpel fråga alltså, men något jag inte tänkt på förrän nu.

[stafh]

Varför dras inte de yttersta molekylerna i atmosfären, där trycket är lågt, närmare mot jordytan av gravitationen - som i princip är den samma som vid jordytan?

För att trycket är för högt där?

[tjabon]

Gaser har väl olika kinetisk energi, beroende på molvikten och temperaturen.
En tillräckligt lätt gas har väl en massa rörelseenergi vid 300 K och mycket
sticker ut i rymden.

Kolla med en kemist, jag är (bara) fysiker ....:)

Frågan är klart intressant, jag vill också veta !

[stevebc]

För att trycket är för högt där?Jo, men vad ger upphov till tryckskillnaden? Hur kan trycket minska med 10 gånger på 10 km när skillnaden i gravitation är i det närmaste försumbar?

Jämför skillnaden i tryck på två olika platser på jorden, varemellan det skiljer kanske 30 km i radie och skillnaden i gravitation är mycket större. Här är tryckskillnaden sällan större än någon procent.

Är det något väldigt uppenbart jag missar? :)

[stafh]

Jo, men vad ger upphov till tryckskillnaden? Hur kan trycket minska med 10 gånger på 10 km när skillnaden i gravitation är i det närmaste försumbar?

Jämför skillnaden i tryck på två olika platser på jorden, varemellan det skiljer kanske 30 km i radie och skillnaden i gravitation är mycket större. Här är tryckskillnaden sällan större än någon procent.

Luftmolekylerna har ju också tyngd, och "ligger" ovanpå varandra. Atmosfärstrycket vid vattenytan är trycket av luften som ligger ovanpå mätobjektet. Längre upp i atmosfären är det inte lika mycket luft som ligger på referenspunkten, och trycket blir alltså inte lika stort.

Samma sak under vatten, ju mer vatten du häller på i en vattenpelare, desto högre blir trycket längst ner.

Skillnaden i gravitation påverkar naturligtvis också, men som du säger är den effekten marginell.

[Mr.Peskapoe]

Trycket beror väl på mängden syrgas ovanför som pressar ner? Precis samma fenomen gör väl också att trycket ökar längre ner under vattenytan.

EDIT: Ser att någon var snabbare.

[stevebc]

Ah, nu förstår jag. Blev konfunderad därför att det skrivs överallt att tryckskillnaden beror på gravitationen, vilket det väl gör indirekt, men det är enligt mig mer pedagogiskt att beskriva det som du gör stafh. Att trycket vid en viss punkt beror på "ovanliggande" molekyler snarare än gravitationskraften vid den givna punkten.

ex: http://www.npl.co.uk/reference/faqs/why-does-atmospheric-pressure-change-with-altitude-%28faq-pressure%29

Why does atmospheric pressure change with altitude? (FAQ - Pressure)

Atmospheric pressure reduces with altitude for two reasons - both related to gravity.

1. The gravitational attraction(*) between the earth and air molecules is greater for those molecules nearer to earth than those further away - they have more weight - dragging them closer together and increasing the pressure (force per unit area) between them.

Känns dumt att formulera det på det sättet.

[Matsa]

Bra förklarat stafh, när du jämförde med en vattenpelare trillade polletten ned direkt.