Баротропное явление. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Баротропное явление (от греч. baros - тяжесть н tropos - направление, поворот, образ, характер) - состоит в том, что в двух- и многокомпонентных системах жидкость - жидкость или жидкость - газ при больших давлениях и определенных температуpax в поле тяготения сосуществующие фазы меняются местами: находящаяся сверху, менее плотная при обычных условиях фаза становится тяжёлой и опускается вниз. Баротропное явление вызывается различием сжимаемости компонентов и перераспределением концентраций в граничащих фазах; при увеличении давления фаза, содержащая компонент с большей молекулярной массой, становится тяжелее и тонет в другой фазе.

Впервые Баротропное явление наблюдал X. Камерлинг-Оннес (H. Kamerlingh-Onnes) в системе водород (жидкость) - гелий (газ): при температуре 20,1 К и давлении 49 атм газовая фаза опускалась под жидкую. Б. я. обнаружено в системах аммиак - азот (при температуре 180 К и давлении 1800 атм), аммиак - азот - водород (при давлении 3500-3700 атм и температуре 170 К), в трёхфазных системах с двумя жидкими и одной газовой фазами (метанол - толуол, ацетон - анилин) и др.

2) На высоте

100 км rончается область молекулярного перемешивания, и выше каждый газ с массой молекулы или атома

распределён по баротропным явлениям независимо от других составляющих со своей шкалой высот

(область диффузионно-гравитац. разделения). Поэтому концентрация более тяжёлых газов уменьшается с высотой быстрее, чем более лёгких. К высоте 200 км преобладание молекулярного азота сменяется преобладанием атомного кислорода, выше 1000 км его сменяет гелий, а выше 5000 км преобладает водород.

3) Аналогичная картина наблюдается и для заряженных частиц, однако, в отличие от нейтральных частиц, распределение с высотой любого заряженного компонента не является независимым от других, так что для j-го иона в баротропной формуле шкала высот имеет вид

Поскольку для однокомпонентного газа

, то на больших высотах концентрация ионов с массой

уменьшается с высотой как концентрация нейтральных частиц с

, т. е. в два раза более лёгких. Ниже нек-рого уровня в смеси ионов для наиб. лёгкого иона, для к-рого наступает условие

, концентрация с уменьшением высоты h не растёт, а уменьшается. При средних условиях для ионов

это происходит ниже 1500-2000 км.

Другая причина нарушения на малых высотах баротропной формуле для ионов и других нестабильных компонентов атмосферы (образующихся под действием КВ-излучения Солнца и др. источников) - их уничтожения в результате процессов рекомбинации или столкновений со стабильными компонентами (см. Аэрономия)

4)Баротропная формула для газов и ионов справедлива до больших высот. Объяснение этого следует из кинетич. теории газов для максвелловского распределения частиц по скоростям и энергиям в поле силы тяжести. Эти условия нарушаются лишь в экзосфере на больших высотах (более 500 км) для части лёгких частиц

с очень высокими скоростями (для т. н. убегающих частиц). При наличии вертик. движений с большими скоростями (полярный ветер) требуется дополнит. уточнение н обобщение формул (1) и (2).

В метеорологии Баротропная формула пользуются для определения высот в стандартной атмосфере, для градуировки барометров, для определения перепада высот и нивелирования, при этом для повышения точности учитываются влажность воздуха, температурный коэфф. объёмного расширения, зависимость g от широты.

Литература по баротропным явлениям

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.