Естественные науки
Как рассчитать атмосферное давление на планете?
Здравствуйте! Подскажите пожалуйста, как расчитать атмосферное давление на некоторой абстрактной планете, если мы знаем все ее параметры, включая объем атмосферы, ее газовый состав и объемное соотношение компонентов, ускорение свободного падения, площадь поверхности, температуру и т. д. - все, за исключением массы атмосферы, плотности воздуха и, собственно, давления, которое и нужно расчитать?
1 вариант:
Вы можете считать, что планета имеет "большую" массу, а весь газ имеет "малую" массу. Тогда для тех молекул, что выше, вам не надо учитывать дополнительную гравитацию, создаваемую тем газом, что ниже.
Так же вы можете предположить, что даже вблизи поверхности (где плотность максимальна) газ достаточно разрежен для того, чтобы молекулы можно было счиать невзаимодействующими помимо точечных мгновенных упругих столкновений между собой.
В таком случае вы используете распределение Больцмана в общем виде, и получаете конкретный вид для концентрации молекул на всех высотах. В этих предположениях у вас просто идеальный газ. Зная концентрации, находите давление по известному соотношению.
2 вариант:
Вы можете учесть, сам газ во круг планеты обладает массой, и сам создает дополнительную гравитацию для самого же газа. В этом случае также придется постулировать какое-то уравнение состояния для вашего газа.
В этом случае прочитайте вывод уравнения Лйна - Эмдена. Решив его (решать, вероятно, придется численно), найдете распределение плотности во круг планеты. А дальше через введенное вами уравнение состояния найдете давление.
Вы можете считать, что планета имеет "большую" массу, а весь газ имеет "малую" массу. Тогда для тех молекул, что выше, вам не надо учитывать дополнительную гравитацию, создаваемую тем газом, что ниже.
Так же вы можете предположить, что даже вблизи поверхности (где плотность максимальна) газ достаточно разрежен для того, чтобы молекулы можно было счиать невзаимодействующими помимо точечных мгновенных упругих столкновений между собой.
В таком случае вы используете распределение Больцмана в общем виде, и получаете конкретный вид для концентрации молекул на всех высотах. В этих предположениях у вас просто идеальный газ. Зная концентрации, находите давление по известному соотношению.
2 вариант:
Вы можете учесть, сам газ во круг планеты обладает массой, и сам создает дополнительную гравитацию для самого же газа. В этом случае также придется постулировать какое-то уравнение состояния для вашего газа.
В этом случае прочитайте вывод уравнения Лйна - Эмдена. Решив его (решать, вероятно, придется численно), найдете распределение плотности во круг планеты. А дальше через введенное вами уравнение состояния найдете давление.
Если считать, что толщина атмосферы значительно меньше размера планеты, то массу атмосферы умножить на ускорение свободного падения и поделить на площадь поверхности планеты.
Мало газа - давление будет маленьким и наоборот.
Без массы газа ничего рассчитать невозможно...
Без массы газа ничего рассчитать невозможно...
Как можно задаваться объёмом атмосферы, если этот объём для любой планеты теоретически (да и практически) БЕСКОНЕЧЕН? Нужно задаваться МАССОЙ атмосферы, её составом, да и температурным полем по высоте, что зависит от нескольких факторов (доли многоатомных газов в составе атмосферы, удапённости планеты от центрального Светила...).
Похожие вопросы
- Какой была бы жизнь на планете с атмосферным давлением 0,3 атм., диаметром 10к километров, гравитацией 0,8 от земной?
- Может ли кто-нибудь объяснить механизм влияния атмосферного давления на самочувствие людей?
- Какое максимальное атмосферное давление может выдержать человек?
- Отчего зависит атмосферное давление? (вн)
- Как опровергнуть старый миф метеорологии о том, что атмосферное давление падает, когда нагревается земная поверхность?
- Зависит ли плотность воды от атмосферного давления?
- КаК математически расчитать атмосферное давление на стакан с водой?
- Что произойдет с человеком без наличия атмосферного давления?
- атмосферное давление
- Какое атмосферное давление будет на планете массой 60% от земной? Естевственно все прочие условия остаются земными
P. S. Я в физике не очень, но было бы здорово, если бы умные люди как вы объяснили для чайников)))))
n(r) = A exp(G m M / [r k T] )
A - некоторая констснта
G - гравитационная постоянная
M - масса планеты
k - постоянная Больцмана
T - температура
Такое выражение у вас будет для концентрации каждого сорта частиц (у каждого сорта свои m и A) .