Разряженная атмосфера это


Что такое разреженный воздух

Слово «разреженный» происходит от прилагательного «редкий». То есть с пониженной плотностью. Это состояние воздуха, когда количество молекул на кубический сантиметр пространства становится меньше, чем в воздухе, которым все привыкли дышать.

В природе он встречается на высоте. Например, в горах или в слоях атмосферы, в которые можно подняться на самолете. Чем выше подниматься над уровнем океана, тем более разреженным будет становиться воздух. В итоге он превратится в вакуум, то есть полное отсутствие молекул воздуха в пространстве.

Снижение плотности с набором высоты происходит потому, что чем дальше от земли, тем меньше на частички кислорода воздействует сила притяжения земли. Получается, что максимальная плотность воздуха у поверхности, особенно там, где произрастает много растений, а в открытом космосе воздуха нет совсем, там полный вакуум. А также разредить воздух можно искусственно.

В самолетах


Пассажирский самолет поднимается над поверхностью земли примерно на 10-12 км. Летающие аппараты с ракетным и турбореактивным двигателем поднимаются и до 100 км, но обывателям на них не попасть, на них летают только специально подготовленные для этого люди. На такой высоте жизнедеятельность человеческого организма невозможна. Если в самолете, находящимся в полете, открыть дверь или произойдет аварийная разгерметизация кабины, то все пассажиры в самолете моментально погибнут.

Но даже в герметичном закрытом салоне люди испытают дискомфортные ощущения:

  • повышенное давление;
  • идет кровь из носа;
  • закладывает уши;
  • отекают ноги.

Частые полеты на самолете идут отнюдь не на пользу здоровью. Перепады давления, большое содержание оксида углерода, слишком большое ускорение — все это влияет на сердечно-сосудистую систему. Беременным и больным гипертонией вообще не рекомендуют передвигаться таким способом.

В горах

Самая высокая точка на земле — это вершина горы Эверест. Максимальная точка этой горы достигает более 8 тысяч метров, и это очень высоко.

Инстинктивно человек боится высоты и стремится спуститься пониже. Происходит это не только потому, что с высокого места можно упасть, но и потому, что высота может пагубно и даже фатально влиять на человеческое здоровье.

К свойствам разреженного воздуха невозможно полностью привыкнуть, но можно адаптироваться. Альпинисты, которые поднимаются высоко в горы, годами готовятся к этому. А также знают, что подниматься нужно постепенно, набрав определенную высоту — нужно к ней привыкнуть. Если неподготовленный человек поднимется резко на Эверест или даже гору значительно ниже, то его наверняка подкосит горная болезнь. Для здорового крепкого человека критичная высота от 2,5 км и выше, а для больного или пожилого — от 1 км и выше. Симптомы этой болезни следующие:


  • головная боль и головокружение;
  • одышка;
  • рвота;
  • резкий упадок сил, а потом внезапный прилив сил;
  • неадекватное восприятие действительности.

Если у человека есть ощущение, что он резко стал счастлив, то это очень нехороший признак. За ним последует сонливость, а если уснуть, то уже не проснешься.

Самое страшное, что горная болезнь может долгое время протекать практически бессимптомно, а потом человек резко теряет сознание. Если ничего не предпринимать и немедленно не спуститься, то человек умрет. Губительнее всего гипоксия или недостаток кислорода для центральной нервной системы.

Лечение разреженным воздухом

Но ведь существует мнение, что горный воздух очень полезен. И это мнение справедливо, более того, существует даже оротерапия – лечение и восстановление разреженным воздухом.

Принцип терапии заключен в помещении человека в капсулу с разреженным воздухом в определенной концентрации.

Эффективна оротерапия в следующих случаях:

  • аллергические реакции организма;
  • заболевания центральной нервной системы;
  • профилактика патологии беременности;
  • анемия;
  • необходимость стимуляции регенерации.

Применяется методика в России с 1987 года. Проводиться такое лечение должно исключительно в клинических условиях и под наблюдением врача. Ведь и электрический ток, и радиоактивное излучение в неправильных дозах убивают, а в точно подсчитанных лечат. Разредить воздух в клинических условиях позволяет генератор горного воздуха.

Источник: www.syl.ru

Технический вакуум

А ещё очень разреженный газ именуют техническим вакуумом. Вакуум — это некая область пространства без вещества.

Вообще говоря, идеального вакуума в природе не встретить. Ведь даже в космическом пространстве, где, казалось бы, ничего нет, всё равно встречаются атомы водорода (пара атомов на кубический сантиметр).
Но в теории достичь такого идеала всё же можно, в мизерных масштабах.

Техническим вакуумом считают газ, который находится при давлении ниже, чем в окружающем пространстве. Ну, к примеру, этого легко достичь в неких сосудах или в трубопроводе. Для этой цели существуют различные вакуумные насосы.

Для живых организмов нахождение в вакууме смертельно. Смерть наступает за несколько минут из-за гипоксии (нехватки кислорода).

Разреженное состояние воздуха


Помимо того, что разреженный воздух не содержит достаточного количества кислорода для дыхания, существует ещё множество причин, по которым он опасен. Например, низкая температура воздуха. Причём настолько низкая, что человек может замёрзнуть насмерть. Именно в наиболее разреженном пространстве наблюдается самая низкая температура — в космосе (−273,15 °C — абсолютный ноль).

А ещё разреженный воздух опасен низким давлением. Из-за него можно оказаться в такой ситуации, когда не можешь сделать вдох. Так случается по той причине, что разреженный воздух обладает гораздо более низким давлением, чем в ваших лёгких. Из-за этого в силу вступает один из законов парциального давления газов. Он гласит, что газ будет стремиться перетекать из области высокого давления в область низкого давлению. То есть, из наших лёгких в окружающее пространство. Именно по этой причине в горах настолько тяжело дышать, ведь приходится прилагать немалые усилия для того, чтобы отвоевать кислород у окружающего пространства, в то время, как оно стремится вытянуть его из ваших лёгких.

Источник: naturae.ru

Разреженный воздух в горах

Количество кислорода и азота резко сокращается с высотой. Все дело в разности давлений между верхними и нижними слоями атмосферы. Верхние слои сильно давят на нижние, поэтому в последних намного больше воздуха и ниже его давление. Альпинисты, поднимаясь на большую высоту, испытывают некоторые трудности.


Все зависит от высоты, на которой находится человек. Если она не превышает 1 км, разница почти неощутима, и никакого вреда для организма не будет. Высота от 1 до 3 км также не может нанести вреда здоровому человеку (организм легко компенсирует недостаток кислорода). Больным же людям, особенно тем, кто страдает астмой, не следует отправляться в столь опасное путешествие.

На высоте от 5 до 6 км организм здорового человека мобилизирует все системы и заставляет их работать в усиленном режиме из-за недостатка кислорода. Подготовленный человек справляется с такой высотой, поэтому здесь часто располагаются различные исследовательские базы и обсерватории. Здоровый сон и правильное питание помогают организму ученых справляться со стрессовой ситуацией.

Места, расположенные на высоте от 7 км и выше, непригодны для жизни людей. Кислорода здесь настолько мало, что кровь не может в полной мере доставлять его всем органам. Они начинают испытывать кислородное голодание. Человек чувствует усталость, головную боль, ухудшается общее состояние. На высоте от 8 км и выше человек может провести не более 3 дней.

Жизнь в горной местности

Обитатели горных районов имеют гораздо лучшее здоровье и дольше живут, нежели жители равнин. Чем это объясняется? Кислород по своей природе — сильный окислитель. Любой окислитель в организме в большей или меньшей степени вызывает его старение. Но и жить без кислорода человек не может. Для укрепления здоровья нужна несколько меньшее содержание кислорода в воздухе, чем на равнинах.


Оптимальная высота для комфортной жизни составляет около 1500 метров над уровнем моря. Организм испытывает небольшое кислородное голодание, что включает в работу все системы в усиленном режиме. Улучшается кровообращение и вентиляция легких, повышается уровень гемоглобина в крови.

Американские ученые заметили, что для людей, живущих в горах, характерны гортанные звуки в речи. На большой высоте гораздо легче произносить подобные звуки, так как для этого нужно сжать воздух в горле. Это легче всего сделать именно в высокогорных районах, так как здесь воздух более разреженный, чем на равнинах.

Источник: www.kakprosto.ru

Теплопроводность вакуума действительно равна нулю при этом, вакуум пропускает излучение полностью. Человек замерзает, когда его тепловые потери выше тепла, поступающего из окружающей среды. Космос же, вдали от звёзд, заполнен реликтовым излучением с температурой ~2.7 K, что пренебрежимо мало, чтобы компенсировать тепловые потери.

Оценим, за какое время может замёрзнуть среднестатистический человек в космическом вакууме без защитного скафандра. Параметры человека: масса m = 70 кг, площадь поверхности S = 1,9 м². Из закона Стефана-Больцмана, любое тело с температурой Т (в Кельвинах) в термодинамическом равновесии излучает инфракрасное (тепловое) излучение с энергетической светимостью Q = εσT⁴, где σ = 5,67×10⁻⁸ Вт/(м²⋅К⁴), а ε − излучательная способность (ε = 0, если человек в исправном скафандре, и ε = 1, если он абсолютно «чёрное тело»). Возьмём ε = 0.9 (человек голый).


Посчитаем, за какое время, человек при начальной температуре Т₀= 36,6 °C (или 309,75 К), превратится в глыбу льда с температурой T₁= 0 °C (или 273,15 K) при условии, что он на 80% состоит из воды. Изменение тепловой энергии человека оценим из ΔQ₀ = cm(Т₀ — T₁) с дополнением (Lm) энергии, на случай полного оледенения. Время охлаждения человека от Т₀ до T₁ оценим из приближения  t=ΔQ₀/<Q>,  где <Q> = S⋅[Q(Т₀) + Q(T₁)]/2.

Подставив нужные параметры в формулы, получим, что: 

  • за 20 мин температура тела опустится до 32 °C (потеря сознания).
  • за 3 часа температура тела опустится до 0 °C.
  • за 10 часов человек превратится в глыбу льда с температурой 0 °C.
  • В космосе жутко холодно, без скафандра. Скафандр же отражает тепловое излучение, возвращая его человеку в необходимом для комфорта количестве.

P.S. Здесь не рассмотрены медицинские проблемы, связанные с кожным покровом человека в вакууме и соответственно с интенсивным испарением влаги с кожи. А это, в свою очередь, дополнительный источник охлаждения тела.


P.P.S. В комментариях рассерженно спрашивают: — «В расчетах учтены только потери, но человек и тепловая машина тоже

Учтём и это. Итак человек потребляет около 2,5 ккал в день, что соответствует 120 Вт мощности. Голое тело с температурой Т₀ = 36,6 °C, согласно закону С-Б выше, обязано излучать тепловое (инфракрасное) излучение с мощностью S⋅Q = 900 Вт. Если вы сидите дома голый на диване при температуре T = 25 °C, то от окружения (воздух и стены с потолком, ε = 1) ваше тело на халяву получает S⋅Q* = 850 Вт тепловой мощности. Таким образом остаток, около S(Q − Q*) = 50 Вт, легко компенсирует ваш организм мощностью 120 Вт. А теперь вы в космосе и голый (Ужас!). Окружающая среда имеет температуру реликтового излучения (−270,4 °C) и нечем компенсировать тепловые потери с поверхности тела (900 Вт), т.е. энергии на халяву нет. В этих условиях ваш организм, как тепловая машина (120 Вт), сломается через 20 мин (см. таблицу выше). Нечего голым в космос ходить.

Источник: yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.