Естественные науки

Предположим,через центр Земли прорыт тоннель.Каково давление воздуха в центре Земли?

Сила тяжести при приближении к центру Земли падает примерно линейно, если не учитывать изменение плотности земных пород на разной глубине. Но оно не очень велико, вполне в пределах точности наших расчетов. Поэтому, если бы воздух не сжимался, давление было бы равно половине давления столба воздуха высотой 6370 км, то есть 1,29*9,8*6370000/2=40,3 МПа. Но он, увы, сжимается, что могло бы перечеркнуть всю простоту расчетов. Однако навряд ли воздух получится сжать выше плотности жидкого воздуха (то есть сблизить молекулы больше, чем в жидкости) , а это произойдет довольно скоро, как легко прикинуть, на глубине не больше несколько сот километров. Это сильно облегчит нам дальнейший расчет. Считая плотность далее несжимаемого воздуха равной плотности жидкого воздуха (примерно равной плотности воды) , получим давление воздуха в нашем тоннеле в центре Земли примерно равным весу половины столба воды высотой 6000 км, то есть примерно 30 ГПа, или 300 тысяч атмосфер.
Кстати, если учесть разницу в десять раз плотности нашего до предела сжатого воздуха и земных пород, то в центре Земли действительно порядка 3 млн. атмосфер.
Натали Макарова
Натали Макарова
32 266
Лучший ответ
Максим Юрковский Хороший ответ.

Я только добавлю, что реально (не для однородной Земли) ускорение силы тяжести не изменяется (и даже немного растёт) до самого ядра.
Максим Юрковский Кстати, на какой глубине получается жидкость?

А вдруг, он и твёрдым станет?
Вопрос, конечно, интересный.. .

Неизвестно.

Гидростатическое давление земных толщ там 3-3,5 млн. атмосфер.
А по барометрической формуле выходит вообще нелепица - на каждые 8 км глубины давление растёт в e раз, поэтому получается что-то типа 10^347 атмосфер.. .

Надо бы уравнение Ван-дер-Ваальса посмотреть.
Очень может быть, что воздух там вообще в жидкость обратится.
Давайте прикинем
dP(r) = ρ(r)g(r)dr,
P(r) – давление на расстоянии r от центра Земли, ρ(r) – плотность на той же глубине, а g(r) – ускорение свободного падения.
Если считать плотность Земли постоянной (не зависит от r), тогда
g(r) = g(R)*r/R,
где R – радиус Земли.
Допустим, что циркуляции воздуха идеальная, т. е. температура в шахте постоянная, совпадает с температурой на поверхности Земли (более чем натяжка! но задачу-то решить надо) . Если температура постоянна, то
dP(r) ~ ρ(r)
В общем, после подстановок и интегрирования получим
P(r) = P(0)*exp((r/R)^2)
Получается, что в центре Земли давление всего в e раз больше, где e=2,7
Не 2,1, а 2,7 атмосферы, BreadMax.
Максим Юрковский Где-то вы что-то напортачили.
Даже если плотность воздуха остаётся постоянной, как написал ниже Краб, давление увеличивается в 400 раз.

А это ещё он не учёл, что ускорение свободного падения практически до самого ядра остаётся постоянным.
Если считать по барометрической формуле, не учитывая температуру внутреннего ядра и т. д.... то не так уж и много - всего 2,1 атмосферы.
Максим Юрковский Что-то у вас ошибка в барометрической формуле.

Давление увеличивается в e раз на каждые 8 км.
там ведь плазма открытая, можно задачу по логичнее
Если насквозь то такое-же что и снаружи. Просто дышать труднее станет!!!
Шынар Суюндикова Давление зависит от высоты столба воздуха и его плотности. С глубиной растет и то,и
другое.
Ольга Olga ошибочка то вышла, Тут смотря какой то радиус окружности вашего тунеля то будет, Если большой то там уже математику в зубы, и просчитывать. А если маленький что то не зависящий для наружнего давления то не чего не изменится!!!!
Давление в центре Земли составляет 3 млн. атмосфер, а плотность вещества - около 12 г/см3.