13.4
地球被多层空气包裹,这些空气被称为大气层。大气层受重力作用被拉向地表,从而产生一种称为大气压的压力。
大气压随高度变化,可以用空气的重量或密度来表示。然而,根据理想气体定律,密度也取决于压力。
假设气温和重力加速度随高度保持不变,代入密度表达式并重新整理方程,可得到气压随高度的变化率。
此处,括号内的常量称为 alpha。
然后从海平面开始对该方程进行积分并求解,得到压力随高度变化的关系式——即气压公式。
通过考虑300开尔文下的氮分子,可得到1/α的一个近似值, 一个称为压强标高(pressure scale height)的特征长度。
大气压随海拔高度的增加呈指数下降,每升高8,800米,气压下降至原来的1/e。