<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/222" type="text/javascript"></script> |
|
บรรยากาศโลก (ตอนที่ ๓)
ประวัติการประดิษฐ์อุปกรณ์ศึกษาบรรยากาศโลก ลักษณะทางกายภาพของบรรยากาศ โครงสร้างแนวดิ่งของบรรยากาศโลก
post ครั้งแรก: Sun 21 January 2007, 10:33 am ปรับปรุงล่าสุด: Sun 21 January 2007, 10:33 am
|
บรรยากาศของโลก นับรวมได้ตั้งแต่จากพื้นโลกขึ้นไป จากข้อมูลที่เราสั่งสมมาเป็นเวลายาวนาน ทำให้เราทราบได้ว่า เหนือพื้นโลกขึ้นไป บรรยากาศจะเบาบางลงเรื่อยๆ ไปจนไม่เหลือโมเลกุลของอากาศให้เราวัดได้แล้ว จึงนับเป็นที่สิ้นสุดของขอบเขตแห่งบรรยากาศโลก ก่อนที่เราจะสามารถเข้าใจเรื่องโครงสร้างและส่วนประกอบของบรรยากาศ เราควรมาทำความเข้าใจข้อเท็จจริงที่เป็นพื้นฐานคุณสมบัติของบรรยากาศ ซึ่งก็คือ แรงกดดัน และ ความหนาแน่น ของบรรยากาศ ทั้ง ความกดดัน และ ความหนาแน่น ของบรรยากาศ นั้น เกี่ยวพันอันอย่างแยกไม่ออก (กราฟแสดงให้เห็นว่า ความกดดันสูงๆใกล้ระดับน้ำทะเล เกี่ยวข้องโดยตรงกับ ความหนาแน่นของจำนวนโมเลกุลของอากาศ โดย Thomson Publishing) อากาศ คือโมเลกุลของสสารในสถานะที่เป็นก๊าซ และก็เช่นเดียวกับมวลทั้งหลายบนพื้นโลก ซึ่งจะถูกกระทำด้วยแรงโน้มถ่วงที่ดึงดูดให้ลงมาออกันอยู่ติดกับพื้นโลกมากที่สุด เมื่อมีจำนวนมากๆเข้าต่างก็ถูกบีบให้มาเยียดเสียดยัดเยียดอยู่ใกล้กันมากๆ ในปริมาตรคงที่ หากมีมวลมาก ก็เรียกว่า มีความหนาแน่นสูง ความหนาแน่น จึงมีความสัมพันธ์โดยตรงกับ มวล คือ = มวล/ปริมาตร |
![]() ความหนาแน่น กำหนดจากมวลหารด้วยปริมาตร หรืออาจบอกได้ว่า ในปริมาตรคงที่ปริมาตรหนึ่ง มีจำนวนโมเลกุลอากาศอยู่เท่าไร ความหนาแน่นของบรรยากาศโลก จะต่างกันมากระหว่าง ที่ระดับน้ำทะเลซึ่งมีโมเลกุลอากาศเบียดเสียดกันมาก กับที่เหนือระดับพื้นดินสูงๆที่มวลของอากาศเบาบางมากๆ ดังเปรียบเทียบได้คือ ที่ระดับน้ำทะเล ในปริมาตร ๑ ลูกบาศก์เซ็นติเมตร จะมีก๊าซอยู่ถึง ๒ x ๑๐๑๙ อะตอมหรือโมเลกุล แต่บนระดับ ๖๐๐ กม. เหนือพื้นโลก จำนวนอะตอมหรือโมเลกุล จะมีน้อยกว่านี้ถึง ล้านล้านเท่า คือจะลดลงเหลือเพียง ๒ x ๑๐๗ อนุภาค/ลบ.ซม. ประมาณครึ่งหนึ่งของมวลทั้งหมดในบรรยากาศ จะห่อหุ้มพื้นผิวโลกชั้นล่าง สูงไม่เกิน ๕.๖ กิโลเมตรเท่านั้น ในระดับ ๑๖ กม.เหนือพื้นทะเล มวลของบรรยากาศก็ลดลงเหลือ ๑๐ % และที่ ๑๐๐ กม.เหนือพื้นทะเล มวลของก๊าซก็เหลืออยู่เพียง ๐.๐๐๐๓ % แล้วเท่านั้น ซึ่งนับได้ว่า มีโมเลกุลน้อยกว่าที่เราหาได้ใน "ห้องสุญญากาศ" ที่มนุษยสร้างขึ้นบนพื้นโลกเสียอีก โมเลกุลของอากาศ จะไม่อยู่นิ่งๆ แต่จะเคลื่อนไหวไปมาอยู่ตลอดเวลา ในวันลมสงบ โมเลกุลหนึ่งของอากาศจะชนกับโมเลกุลอื่นประมาณ ๑ หมื่นล้านครั้งต่อหนึ่งวินาที ที่ใกล้ๆพื้นผิวโลก โมเลกุลเหล่านี้จะชนกับวัตถุอื่นๆไปด้วย เช่น อาคาร ต้นไม้ ดอกไม้ใบหญ้า พื้นดิน ตัวมนุษย์ ฯลฯ แต่ละครั้งที่โมเลกุลของอากาศไปชนอะไรเข้า มันจะออกแรงกดให้นิดหนึ่ง แรงกดนิดๆจากแต่ละโมเลกุลนี้ มารวมกันเข้าก็มีมาก เมื่อหารด้วยพื้นที่ต่อหน่วยที่มันไปกดให้แล้ว ก็เรียกว่า ความกดดันของบรรยากาศ(pressure) ในแง่การเกิดปฏิกิริยาระหว่างอนุภาค ซึ่งจะต้องมาชนกันนั้น ที่ระดับน้ำทะเล ประมาณว่า อนุภาคๆหนึ่ง จะเดินทางไปอย่างอิสระได้เพียง ๗ x ๑๐-๑๖ เซ็นติเมตร ก่อนที่จะไปชนกับอนุภาคอื่น ในขณะที่ บนระดับเหนือขึ้นไป ๖๐๐ กม. อนุภาคจะเดินทางได้ถึง ๑๐ กม. ก่อนที่จะไปปะทะเจอกับอนุภาคตัวอื่น |
ความเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศ จะแสดงออกให้เห็นได้อย่างชัดเจนที่สุด ที่การเปลี่ยนแปลงของ แรงกดดันอากาศ ซึ่งก็คือ น้ำหนักรวมของลำอากาศเหนือพื้นที่ที่เราวัดขึ้นไปมารวมกันทั้งหมดนั่นเอง ที่ระดับน้ำทะเล แรงกดอากาศ จะสูงกว่า ๑๐๐๐ มิลลิบาร์เล็กน้อย หรือกล่าวได้ว่า ปริมาตรลำอากาศที่กดลงบนพื้นที่ ๑ ตารางเซ็นติเมตร รวมกันเหนือขึ้นไปจนสุดเขตบรรยากาศ จะมีน้ำหนักรวมกันกว่า ๑ กิโลกรัม เล็กน้อย สำหรับ แรงกดอากาศ ที่อยู่สูงขึ้นไป ก็นับรวมเฉพาะลำอากาศเหนือจุดนั้น ในที่ระดับสูงขึ้นไป จึงมีแรงกดอากาศน้อยลงเรื่อยๆ เพราะเราไม่นับน้ำหนักของอากาศใต้จุดที่วัดนั้น ที่เป็นดังนี้ ก็เนื่องจากความที่ โมเลกุลของอากาศ ซึ่งมีมวลอยู่ ก็ถูกดูดดึงลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก ที่มีมากที่สุดที่พื้นผิวระดับน้ำทะเล ก็จะดึงดูดให้โมเลกุลของอากาศ มาเบียดเสียดยัดเยียดกันอยู่ที่พื้นโลกมากกว่าที่สูงขึ้นไป ความหนาแน่นและแรงกดดันของบรรยากาศใกล้ระดับน้ำทะเล ก็สูงตามขึ้นไปด้วย ไกลขึ้นไป แรงดึงดูดที่มีน้อยลง ก็มีแรงกระทำต่อโมเลกุลอากาศน้อยลงไปด้วย |


Copyright© 2000-2007, Vcharkarn.Com. All rights reserved.
|
คลิ๊กเพื่อดูสถิติ รับรองและสนับสนุนโดย |
![]() สสวท. |
![]() มูลนิธิ พสวท. |
![]() พสวท. |