Заняття № 7. Теплове поле Землі
1. Визначити геотермічний ступінь гірських порід в районі Житомира, якщо в свердловині глибиною 1800 м температура становить 900С, а ізотермічний горизонт з температурою 00С знаходиться на глибині 1 м.
2. Геотермічний ступінь гірських порід у пункті Х становить 33 м/град. Ізотермічний горизонт з температурою 90С знаходиться на глибині 25 м. Визначте температуру гірських порід на глибині 25 км.
3. Геотермічний ступінь гірських порід в Італії становить 0,5 м/град. Середньорічна температура 140С. На якій глибині температура порід становитиме 1000С, якщо ізотермічний горизонт міститься на 15 м від земної поверхні?
4. Якою буде температура у свердловині глибиною 2,02 км, якщо середньорічна температура в цій місцевості 50С, геотермічний градієнт 300С на 100 м, ізотермічний горизонт міститься на глибині 20 м?
5. Яка глибина свердловини (в км), якщо геотермічний градієнт тут становить 20С на 100 м? Ізотермічний горизонт з температурою 100С знаходиться на глибині 20 м, а температура на дні свердловини 309,60С.
6. Яка температура гірських порід в шахті глибиною 1200 м, якщо геотермічний градієнт тут становить 30С на 100 м, а ізотермічний горизонт знаходиться на глибині 20 м, де температура дорівнює 90С?
7. На якій глибині закипить вода, якщо температурний градієнт дорівнює 3,30С на 100 м, а ізотермічний горизонт з температурою 00С знаходиться на глибині 64 м?
Заняття № 8. Будова і властивості земної атмосфери (температура, тиск)
Для розв‘язування деяких задач потрібні знання про атмосферу Землі. Розглядають декілька моделей атмосфери: однорідну (r-const), ізотермічну (T- const), політропну ( температура змінюється з висотою за лінійним законом Th= T0 - g h). Для ізотермічної атмосфери виводять барометричну формулу ( залежність тиску від висоти над рівнем моря): Рh=P0e . З цієї формули знаходять висоту, на якій тиск дорівнює Рh. При Т = 273 К h = 18400 lg
(м).
Вводиться також поняття стандартної атмосфери ( СА). Для СА при h = 0 приймають Т0 = 288,15 К. До висоти 11 км ( тропопауза ) атмосфера є політропна з вертикальним градієнтом температури g = 0,0065 К/м. Від 11км до 20 км атмосфера ізотермічна з температурою 216,65 К. Далі до висоти 32 км температура атмосфери зростає з градієнтом g = - 0,002 К/м.
Для розв‘язування багатьох задач потрібно знати параметри атмосфери у верхніх шарах. Нижня межа навколоземного космічного простору знаходиться на висоті 60 - 65 км над поверхнею Землі. Перший штучний супутник Землі в перигеї мав висоту 228 км. На висоті 200 км Т = 1239 К і Р = 1,334 .10- 4 Па.
1. На яку висоту піднявся літак, якщо температура повітря на земній поверхні становила 210С, а за бортом після набору висоти -300С ?
2. Визначте температуру на вершині Евересту, якщо в долині Гангу на висоті 220 м термометр показував 200С.
3. З якою силою тисне стовп повітря атмосфери на площу 2 дм2?
4. Яка маса стовпа атмосфери перерізом 1 см2?
5. На якій висоті пливуть хмари, якщо перепад тисків між рівнем Землі і висотою підошви хмари становить 320 мм. рт. ст.? ( Задачу розв‘язують за формулою h = 18400 lg (м)).
6. Тиск атмосфери біля підніжжя гори на рівні моря становить 760 мм рт. ст, а на вершині гори 605,5 мм рт. ст. Назвіть гору, якщо вона знаходиться на території України.
7. Тиск повітряних мас на рівні моря становить 760 мм. рт. ст., а на вершині гори - 605 5 мм. рт. ст. Яка висота гори? ( Задачу розв‘язують за формулою h = 18400 lg (м)).
8. Супутник рухається з першою космічною швидкістю 7,9 км/с на висоті 200 км. Визначити число зіткнень 1 м2 лобової поверхні супутника з молекулами повітря за одиницю часу.
|
з молекулами, які знаходяться в циліндрі перерізом s і
довжиною i = u×t. Число молекул в цьому об‘ємі рівне
N = sutn,
де n- концентрація молекул. Концентрацію знайдемо з основного рівняння МКТ: Р = nкТ. n =
Шукане число зіткнень z = un =u
z = 6,16.1019(c-1 м-2)