Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиКалендарьОблакоЗаметкиВсе проекты

Как рассчитать атмосферное давление на планете?

Даниил Профи (831), закрыт 4 года назад
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?
Лучший ответ
Amaxar 777 Высший разум (135137) 4 года назад
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.
Рустам ИскендеровИскусственный Интеллект (140465) 4 года назад
Вы намного облегчили задачу автора! :)
Amaxar 777 Высший разум (135137) Автор спросил "как", а не попросил облегчить ))
ДаниилПрофи (831) 4 года назад
Да, спасибо! 1-й вариант: скорее всего нужно использовать Распределение Больцмана n = no exp(mgh/kT), но в нем я знаю только g, h, k и T; а n, no и m - не известны. Можно ли их получить и как, если известны лишь состав и объемные соотношения компонентов атмосферы, как, например, для Земли: ~78% - азота, ~21% - кислорода, ~1% - аргона?

P. S. Я в физике не очень, но было бы здорово, если бы умные люди как вы объяснили для чайников)))))
Amaxar 777 Высший разум (135137) Константы A находятся так. Вам надо проинтегрировать концентрацию чачтиц какого-то сорта по всему объему атмтсферы. Тогда вы должно получить число частиц этого сорта во всей атмосфере. Приравниваете это выражению числу частиц, выражаете A.
Amaxar 777Высший разум (135137) 4 года назад
Не совсем верно. Тут у вас было бы так:
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) .
Остальные ответы
Тугеус Владимир Искусственный Интеллект (190645) 4 года назад
Мало газа - давление будет маленьким и наоборот.
Без массы газа ничего рассчитать невозможно...
Рустам Искендеров Искусственный Интеллект (140465) 4 года назад
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...).
Александр Жилинский Искусственный Интеллект (213513) 4 года назад
Если считать, что толщина атмосферы значительно меньше размера планеты, то массу атмосферы умножить на ускорение свободного падения и поделить на площадь поверхности планеты.
Похожие вопросы