Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16–18.

С вы­со­той ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние па­да­ет. Это свя­за­но с двумя при­чи­на­ми. Во-пер­вых, чем выше мы на­хо­дим­ся, тем мень­ше вы­со­та стол­ба воз­ду­ха над нами. Во-вто­рых, с вы­со­той плот­ность воз­ду­ха умень­ша­ет­ся, сле­до­ва­тель­но, он имеет мень­ший вес на еди­ни­цу вы­со­ты. Земля при­тя­ги­ва­ет тела, в том числе и мо­ле­ку­лы воз­ду­ха. Ха­о­тич­ное дви­же­ние мо­ле­кул за­став­ля­ет их раз­ле­тать­ся. Од­на­ко боль­ше мо­ле­кул воз­ду­ха на­хо­дит­ся в ниж­них слоях ат­мо­сфе­ры.

Ниж­ний слой ат­мо­сфе­ры  — тро­по­сфе­ра  — со­дер­жит 80% массы воз­ду­ха и со­став­ля­ет всего 8-18 км вы­со­ты. Здесь можно пре­не­бречь из­ме­не­ни­ем плот­но­сти воз­ду­ха с вы­со­той, счи­тая её по­сто­ян­ной. Кроме того, для тро­по­сфе­ры ха­рак­тер­ны мощ­ные вер­ти­каль­ные кон­век­тив­ные по­то­ки воз­ду­ха, что урав­ни­ва­ет плот­ность по вы­со­те. С учётом этого до­пу­ще­ния можно рас­счи­ты­вать ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние на не­боль­ших вы­со­тах по вер­ти­каль­но­му ба­ри­че­ско­му ко­эф­фи­ци­ен­ту: при из­ме­не­нии вы­со­ты на 100 м ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние из­ме­ня­ет­ся на 12,5 гПа=1250 Па.

Что ка­са­ет­ся более вы­со­ких слоёв ат­мо­сфе­ры, то дав­ле­ние в них резко убы­ва­ет с вы­со­той. Здесь не про­ис­хо­дит вер­ти­каль­ной кон­век­ции воз­ду­ха, га­зо­вый со­став из­ме­ня­ет­ся в сто­ро­ну более лёгких мо­ле­кул, от­сут­ству­ют во­дя­ные пары. По­это­му за­ви­си­мость дав­ле­ния от вы­со­ты ста­но­вит­ся не­ли­ней­ной.

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель (ЭВН) пред­на­зна­чен для по­лу­че­ния го­ря­чей воды, рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В и по­треб­ля­е­мую мощ­ность 6 кВт. Вода, по­сту­па­ю­щая из во­до­про­во­да (ми­ни­маль­но до­пу­сти­мое дав­ле­ние  — 0,05 МПа), на­гре­ва­ет­ся, про­хо­дя по теп­ло­об­мен­ни­ку из меди, в ко­то­ром на­хо­дят­ся на­гре­ва­тель­ные эле­мен­ты. Тем­пе­ра­ту­ра воды задаётся либо ре­гу­ли­ров­кой по­то­ка воды, либо тер­мо­ре­гу­ля­то­ром. Вы­став­лен­ное на тер­мо­ре­гу­ля­то­ре зна­че­ние тем­пе­ра­ту­ры воды до­сти­га­ет­ся через 15 с после вклю­че­ния ЭВН. В те­че­ние года тем­пе­ра­ту­ра хо­лод­ной воды может ко­ле­бать­ся от 5 ºС до 20 ºС. При ми­ни­маль­но до­пу­сти­мом по­то­ке 1,8 л/мин. вода на­гре­ва­ет­ся на 40 ºС, при мень­шей ве­ли­чи­не по­то­ка воды ЭВН от­клю­ча­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски, при тем­пе­ра­ту­ре воды выше 90 ºС теп­ло­вой предо­хра­ни­тель от­клю­ча­ет ЭВН.

1.  За­пре­ща­ет­ся экс­плу­а­та­ция ЭВН без за­зем­ле­ния (для элек­тро­пи­та­ния ис­поль­зу­ет­ся трёхпо­люс­ная ро­зет­ка).

2.  Под­клю­че­ние к сети долж­но про­из­во­дить­ся трёхжиль­ным мед­ным ка­бе­лем,

рас­счи­тан­ным на мощ­ность ЭВН, но с се­че­ни­ем жилы не менее 4 мм2.

3.  ЭВН дол­жен экс­плу­а­ти­ро­вать­ся в отап­ли­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях.

4.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать ЭВН при за­мер­за­нии в нём воды.

5.  За­пре­ща­ет­ся ис­поль­зо­вать воду, со­дер­жа­щую ил, ржав­чи­ну и т. п.

6.  За­пре­ща­ет­ся выдёрги­вать вилку из ро­зет­ки мок­ры­ми ру­ка­ми. ^\circ\text{С}

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель (ЭВН) пред­на­зна­чен для по­лу­че­ния го­ря­чей воды, рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В и по­треб­ля­е­мую мощ­ность 6 кВт. Вода, по­сту­па­ю­щая из во­до­про­во­да (ми­ни­маль­но до­пу­сти­мое дав­ле­ние  — 0,05 МПа), на­гре­ва­ет­ся, про­хо­дя по теп­ло­об­мен­ни­ку из меди, в ко­то­ром на­хо­дят­ся на­гре­ва­тель­ные эле­мен­ты. Тем­пе­ра­ту­ра воды задаётся либо ре­гу­ли­ров­кой по­то­ка воды, либо тер­мо­ре­гу­ля­то­ром. Вы­став­лен­ное на тер­мо­ре­гу­ля­то­ре зна­че­ние тем­пе­ра­ту­ры воды до­сти­га­ет­ся через 15 с после вклю­че­ния ЭВН. В те­че­ние года тем­пе­ра­ту­ра хо­лод­ной воды может ко­ле­бать­ся от 5 ºС до 20 ºС. При ми­ни­маль­но до­пу­сти­мом по­то­ке 1,8 л/мин. вода на­гре­ва­ет­ся на 40 ºС, при мень­шей ве­ли­чи­не по­то­ка воды ЭВН от­клю­ча­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски, при тем­пе­ра­ту­ре воды выше 90 ºС теп­ло­вой предо­хра­ни­тель от­клю­ча­ет ЭВН.

1.  За­пре­ща­ет­ся экс­плу­а­та­ция ЭВН без за­зем­ле­ния (для элек­тро­пи­та­ния ис­поль­зу­ет­ся трёхпо­люс­ная ро­зет­ка).

2.  Под­клю­че­ние к сети долж­но про­из­во­дить­ся трёхжиль­ным мед­ным ка­бе­лем,

рас­счи­тан­ным на мощ­ность ЭВН, но с се­че­ни­ем жилы не менее 4 мм2.

3.  ЭВН дол­жен экс­плу­а­ти­ро­вать­ся в отап­ли­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях.

4.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать ЭВН при за­мер­за­нии в нём воды.

5.  За­пре­ща­ет­ся ис­поль­зо­вать воду, со­дер­жа­щую ил, ржав­чи­ну и т. п.

6.  За­пре­ща­ет­ся выдёрги­вать вилку из ро­зет­ки мок­ры­ми ру­ка­ми. ^\circ\text{С}

В при­ро­де мы по­сто­ян­но на­блю­да­ем яв­ле­ние, свя­зан­ное с из­ме­не­ни­ем спек­траль­но­го со­ста­ва сол­неч­но­го света. Свет, до­хо­дя­щий до нас от участ­ков не­бес­но­го свода в без­об­лач­ную по­го­ду, ха­рак­те­ри­зу­ет­ся до­воль­но на­сы­щен­ным го­лу­бым или даже синим от­тен­ком. Не­со­мнен­но, что свет неба есть сол­неч­ный свет, рас­се­и­ва­е­мый в толще воз­душ­ной ат­мо­сфе­ры и по­это­му до­хо­дя­щий до на­блю­да­те­ля со всех сто­рон, даже по на­прав­ле­ни­ям, далёким от на­прав­ле­ния на Солн­це (см. рис.).

Тео­ре­ти­че­ское ис­сле­до­ва­ние и опыты по­ка­за­ли, что такое рас­се­я­ние про­ис­хо­дит бла­го­да­ря мо­ле­ку­ляр­но­му стро­е­нию воз­ду­ха; даже впол­не сво­бод­ный от пыли воз­дух рас­се­и­ва­ет сол­неч­ный свет. Спектр рас­се­ян­но­го воз­ду­хом света за­мет­но от­ли­ча­ет­ся от спек­тра пря­мо­го сол­неч­но­го света: в сол­неч­ном свете мак­си­мум энер­гии при­хо­дит­ся на жёлто-зелёную часть спек­тра, а в свете неба мак­си­мум пе­ре­дви­нут к го­лу­бой части.

При­чи­на лежит в том, что ко­рот­кие све­то­вые волны рас­се­и­ва­ют­ся зна­чи­тель­но силь­нее длин­ных.

По расчётам ан­глий­ско­го фи­зи­ка Дж. Стрет­та (лорда Рэлея, 1842−1919), под­твер­ждённым из­ме­ре­ни­я­ми, ин­тен­сив­ность рас­се­ян­но­го света об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на четвёртой сте­пе­ни длины волны, если рас­се­и­ва­ю­щие ча­сти­цы малы по срав­не­нию с дли­ной волны света. По­это­му белый свет Солн­ца при рас­се­я­нии пре­вра­ща­ет­ся в го­лу­бой цвет неба. Так об­сто­ит дело при рас­се­я­нии в чи­стом воз­ду­хе (в горах, над оке­а­ном).

Закон рас­се­я­ния Рэлея вы­пол­ня­ет­ся и в том слу­чае, когда в воз­ду­хе име­ют­ся очень мел­кие (зна­чи­тель­но мень­шие длины волны) ча­стич­ки пыли или ка­пель­ки влаги (туман). Рас­се­я­ние, вы­зы­ва­е­мое ими, также идёт по за­ко­ну, близ­ко­му к за­ко­ну Рэлея, т. е. по пре­иму­ще­ству рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны.

На­ли­чие же в воз­ду­хе срав­ни­тель­но круп­ных по срав­не­нию с дли­ной све­то­вой волны ча­сти­чек пыли (в го­ро­дах) до­бав­ля­ет к рас­се­ян­но­му го­лу­бо­му свету свет всех длин волн, отражённый ча­стич­ка­ми пыли, т. е. почти не­из­менённый свет Солн­ца. Бла­го­да­ря этой при­ме­си цвет неба ста­но­вит­ся в этих усло­ви­ях более бе­ле­со­ва­тым.

Пре­иму­ще­ствен­ное рас­се­я­ние ко­рот­ких волн при­во­дит к тому, что до­хо­дя­щий до по­верх­но­сти Земли пря­мой свет Солн­ца в пол­день ока­зы­ва­ет­ся более жёлтым, чем при на­блю­де­нии с боль­шой вы­со­ты. На пути через толщу воз­ду­ха свет Солн­ца ча­стич­но рас­се­и­ва­ет­ся в сто­ро­ны, причём силь­нее рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны, так что до­стиг­ший Земли свет ста­но­вит­ся от­но­си­тель­но бо­га­че из­лу­че­ни­ем длин­но­вол­но­вой части спек­тра. Бла­го­да­ря этому Солн­це и Луна на вос­хо­де (или за­ка­те) имеют крас­но­ва­тый от­те­нок.

С по­верх­но­сти Земли че­ло­век из­дав­на на­блю­да­ет кос­ми­че­ские объ­ек­ты в ви­ди­мой части спек­тра элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния (диа­па­зон ви­ди­мо­го света вклю­ча­ет волны с дли­ной при­мер­но от 380 нм до 760 нм).

При этом боль­шой объём ин­фор­ма­ции о не­бес­ных телах не до­хо­дит до по­верх­но­сти Земли, т. к. боль­шая часть ин­фра­крас­но­го и уль­тра­фи­о­ле­то­во­го диа­па­зо­на, а также рент­ге­нов­ские и гамма-лучи кос­ми­че­ско­го про­ис­хож­де­ния не­до­ступ­ны для на­блю­де­ний с по­верх­но­сти нашей пла­не­ты. Для изу­че­ния кос­ми­че­ских объ­ек­тов в этих лучах не­об­хо­ди­мо вы­ве­сти те­ле­ско­пы за пре­де­лы ат­мо­сфе­ры. Ре­зуль­та­ты, по­лу­чен­ные в кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­ри­ях, пе­ре­вер­ну­ли пред­став­ле­ние че­ло­ве­ка о Все­лен­ной. Общее ко­ли­че­ство кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­рий пре­вы­ша­ет уже не­сколь­ко де­сят­ков.

Так, с по­мо­щью на­блю­де­ний в ин­фра­крас­ном (ИК) диа­па­зо­не были от­кры­ты ты­ся­чи га­лак­тик с мощ­ным ин­фра­крас­ным из­лу­че­ни­ем, в том числе такие, ко­то­рые из­лу­ча­ют в ИК-диа­па­зо­не боль­ше энер­гии, чем во всех осталь­ных ча­стях спек­тра. Ак­тив­но изу­ча­ют­ся ин­фра­крас­ные ис­точ­ни­ки в га­зо­пы­ле­вых об­ла­ках. Ин­те­рес к га­зо­пы­ле­вым об­ла­кам свя­зан с тем, что, со­глас­но со­вре­мен­ным пред­став­ле­ни­ям, в них рож­да­ют­ся и вспы­хи­ва­ют звёзды.

Уль­тра­фи­о­ле­то­вый спектр раз­де­ля­ют на уль­тра­фи­о­лет-А (УФ-A) с дли­ной волны 315–400 нм, уль­тра­фи­о­лет-В (УФ-B) – 280–315 нм и уль­тра­фи­о­лет-С (УФ-С) – 100–280 нм. Прак­ти­че­ски весь УФ-C и при­бли­зи­тель­но 90% УФ-B по­гло­ща­ют­ся озо­но­вым слоем при про­хож­де­нии лучей через зем­ную ат­мо­сфе­ру. УФ-A не за­дер­жи­ва­ет­ся озо­но­вым слоем.

С по­мо­щью уль­тра­фи­о­ле­то­вых об­сер­ва­то­рий изу­ча­лись самые раз­ные объ­ек­ты: от комет и пла­нет до удалённых га­лак­тик. В УФ-диа­па­зо­не ис­сле­ду­ют­ся звёзды, в том числе, с не­обыч­ным хи­ми­че­ским со­ста­вом.

Гамма-лучи до­но­сят до нас ин­фор­ма­цию о мощ­ных кос­ми­че­ских про­цес­сах, свя­зан­ных с экс­тре­маль­ны­ми фи­зи­че­ски­ми усло­ви­я­ми, в том числе и ядер­ных ре­ак­ци­ях внут­ри звёзд. Де­тек­то­ры рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния от­но­си­тель­но легки в из­го­тов­ле­нии и имеют не­боль­шую массу. Рент­ге­нов­ские те­ле­ско­пы уста­нав­ли­ва­лись на мно­гих ор­би­таль­ных стан­ци­ях и меж­пла­нет­ных кос­ми­че­ских ко­раб­лях. Ока­за­лось, что рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние во Все­лен­ной яв­ле­ние такое же обыч­ное, как и из­лу­че­ние оп­ти­че­ско­го диа­па­зо­на. Боль­шое вни­ма­ние уде­ля­ет­ся изу­че­нию рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния нейтрон­ных звёзд и чёрных дыр, ак­тив­ных ядер га­лак­тик, го­ря­че­го газа в скоп­ле­нии га­лак­тик.