сверхзвуковой лайнер ту-244 может подниматься на высоту 21 км. определите давление за бортом лайнера

Для того чтобы определить давление за бортом сверхзвукового лайнера ТУ-244 на высоте 21 км, можно использовать формулу барометрического уравнения или приближенные значения давления в атмосфере на различных высотах.

Шаг 1: Понимание атмосферы

В нижних слоях атмосферы, давление изменяется с высотой. Обычно на уровне моря давление составляет около 101325 Па (или 1 атм). Когда мы поднимаемся в атмосфере, давление снижается.

Шаг 2: Использование стандартной модели атмосферы

Существует стандартная атмосфера, которая описывает, как уменьшается давление с высотой. Примерные значения давления на различных высотах:

• На уровне моря (0 км): около 101325 Па
• На высоте 5 км: около 54000 Па
• На высоте 10 км: около 26300 Па
• На высоте 15 км: около 12000 Па
• На высоте 20 км: около 5 Па

Шаг 3: Оценка давления на высоте 21 км

Так как высота 21 км находится немного выше 20 км, можно предположить, что давление будет немного ниже 5 Па. Данные давления можно применять как приближение.

Для более точного расчета можно использовать барометрическую формулу:

\[ P = P_0 \cdot \left(1 - \frac{L \cdot h}{T_0}\right)^{\frac{g \cdot M}{R \cdot L}} \]

где:

• \( P \) — давление на высоте \( h \)
• \( P_0 \) — давление на уровне моря (101325 Па)
• \( L \) — градиент температуры (в среднем 0.0065 К/м)
• \( h \) — высота (21 км, или 21000 м)
• \( T_0 \) — температура на уровне моря (приблизительно 288.15 K)
• \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²)
• \( M \) — молярная масса воздуха (приблизительно 0.029 кг/моль)
• \( R \) — универсальная газовая постоянная (приблизительно 8.314 Дж/(кмоль·K))

Шаг 4: Подставление значений

Для приближенного решения можно использовать значения, вместо точного расчета, который требует много вычислений.

Уже полученное значение давления на 20 км (приблизительно 5 Па) может служить хорошим ориентиром, и, учитывая, что на высоте 21 км давление будет меньше, можно предположить, что оно ближе к 2–3 Па.

Ответ

Таким образом, давление за бортом лайнера ТУ-244 на высоте 21 км можно оценить как приблизительно 2–3 Па.