Для определения высоты горы на основе изменения атмосферного давления можно использовать барометрическую формулу. Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты, и это изменение может быть использовано для оценки высоты горы.
Барометрическая формула в упрощенном виде может быть записана как:
[ h = \frac{{R \cdot T}}{{g \cdot M}} \cdot \ln\left(\frac{{P_0}}{{P_h}}\right) ]
где:
- ( h ) — высота (в метрах),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
- ( T ) — средняя температура воздуха в кельвинах,
- ( g ) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
- ( M ) — молярная масса воздуха (около 0.029 кг/моль),
- ( P_0 ) — давление у подножия горы,
- ( P_h ) — давление на вершине горы.
В данном случае:
- ( P_0 = 760 ) мм рт. ст.,
- ( P_h = 720 ) мм рт. ст.
Сначала переведем давление в паскали, зная, что 1 мм рт. ст. = 133.322 Па:
[ P_0 = 760 \times 133.322 = 101325.52 \, \text{Па} ]
[ P_h = 720 \times 133.322 = 95991.84 \, \text{Па} ]
Предположим, что средняя температура воздуха ( T ) составляет 288 К (примерно 15 °C), что является стандартной температурой на уровне моря.
Теперь подставим значения в формулу:
[ h = \frac{{8.314 \cdot 288}}{{9.81 \cdot 0.029}} \cdot \ln\left(\frac{{101325.52}}{{95991.84}}\right) ]
Вычислим:
- Вычислим знаменатель: ( 9.81 \cdot 0.029 = 0.28449 ).
- Вычислим числитель: ( 8.314 \cdot 288 = 2393.632 ).
- Разделим числитель на знаменатель: ( \frac{2393.632}{0.28449} \approx 8411.42 ).
- Вычислим логарифм: ( \ln\left(\frac{101325.52}{95991.84}\right) \approx 0.045757 ).
- Подставим значения: ( h = 8411.42 \cdot 0.045757 \approx 384.84 ).
Таким образом, высота горы составляет примерно 385 метров. Это приближенное значение, так как реальная температура воздуха может отличаться от стандартного значения, а также другие факторы могут влиять на измерение давления.