MCP๋กœ ์—ฐ๊ฒฐ โ†’

๊ณ„์‚ฐ ์ž…๋ ฅ

๊ณต์‹

๊ด‘๊ณ 

๊ฒฐ๊ณผ

๋ชฉ์ ์ง€ ๊ธฐ์˜จ
8.5
ยฐC
๋ชฉ์ ์ง€ ๋Œ€๊ธฐ์••
898.75
hPa
๋ชฉ์ ์ง€ ๊ธฐ์˜จ (K) 281.65 K
๋ชฉ์ ์ง€ ๊ธฐ์•• (Pa) 89,874.75 Pa
๊ณ ๋„ ๋ณ€ํ™” (๋ชฉ์ ์ง€ โˆ’ ํ˜„์žฌ) 1,000 m
๊ธฐ์˜จ ๊ฐ๋ฅ  6.5 ยฐC per 1000 m

ํ‘œ์ค€ ๋Œ€๊ธฐ ๊ธฐ๋ฐ˜ ์ถ”์ •๊ฐ’(๋Œ€๋ฅ˜๊ถŒ ๋ชจ๋ธ)์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์Šต๋„, ๊ธฐ์ƒ ์ƒํ™ฉ, ์ง€์—ญ๋ณ„ ๊ธฐ์˜จ ๊ฐ๋ฅ  ๋ณ€ํ™”๋Š” ๊ณ ๋ คํ•˜์ง€ ์•Š์œผ๋ฉฐ ์ผ๊ธฐ์˜ˆ๋ณด๊ฐ€ ์•„๋‹™๋‹ˆ๋‹ค.

์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ๋ฌด์—‡์„ ํ•˜๋‚˜์š”?

์ง€๊ตฌ ์–ด๋””์„œ๋‚˜ ํ™œ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ์ง€๊ตฌ๊ณผํ•™ยท๋ฌผ๋ฆฌ ๊ณ„์‚ฐ ๋„๊ตฌ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ํ˜„์žฌ ์œ„์น˜์˜ ๊ธฐ์˜จ, ๋Œ€๊ธฐ์••, ๊ณ ๋„์™€ ํ•จ๊ป˜ ๋ชฉ์ ์ง€์˜ ๊ณ ๋„๋ฅผ ์ž…๋ ฅํ•˜๋ฉด, ํ‘œ์ค€ ๋Œ€๊ธฐ ๋ชจ๋ธ์„ ์ด์šฉํ•ด ๊ทธ ๋ชฉ์ ์ง€์—์„œ ์˜ˆ์ƒ๋˜๋Š” ๊ธฐ์˜จ๊ณผ ๋Œ€๊ธฐ์••์„ ๊ณ„์‚ฐํ•ด ์ค๋‹ˆ๋‹ค. ์ง€๊ตฌ์ƒ ์–ด๋–ค ์ง€์—ญ์—์„œ๋„ ์‚ฌ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์œผ๋ฉฐ, ์ถœ๋ฐœ ์ง€์ ๋ณด๋‹ค ๋†’์€ ๊ณณ์ด๋“  ๋‚ฎ์€ ๊ณณ์ด๋“  ๋ชจ๋‘ ๊ณ„์‚ฐํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

๋‘ ๊ณ ๋„ ์‚ฌ์ด์—์„œ ๊ธฐ์˜จ๊ณผ ๊ธฐ์••์ด ๋ณ€ํ•˜๋Š” ๋ชจ์Šต์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ๋„ํ•ด
๊ณ ๋„๊ฐ€ ๋†’์•„์ง€๋ฉด ๊ธฐ์˜จ๊ณผ ๊ธฐ์••์ด ๋ชจ๋‘ ๋‚ฎ์•„์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.

์‚ฌ์šฉ ๋ฐฉ๋ฒ•

๋จผ์ € ํ˜„์žฌ ๊ธฐ์˜จ์„ ์ž…๋ ฅํ•˜๊ณ (ยฐC ๋˜๋Š” K ์„ ํƒ), ํ˜„์žฌ ๋Œ€๊ธฐ์••(hPa, Pa, kPa, atm, mmHg)๊ณผ ํ˜„์žฌ ๊ณ ๋„(m, km, ft)๋ฅผ ๋„ฃ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ ๋‹ค์Œ ์›ํ•˜๋Š” ๋‹จ์œ„๋กœ ๋ชฉ์ ์ง€ ๊ณ ๋„๋ฅผ ์ž…๋ ฅํ•˜์„ธ์š”. ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ๋‚ด๋ถ€์ ์œผ๋กœ ๋ชจ๋“  ๊ฐ’์„ SI ๋‹จ์œ„๋กœ ๋ณ€ํ™˜ํ•œ ๋’ค ๊ธฐ์˜จ ๊ฐ๋ฅ  ๊ณต์‹๊ณผ ๊ธฐ์•• ๊ณต์‹์„ ์ ์šฉํ•ด, ๋ชฉ์ ์ง€ ๊ธฐ์˜จ์„ ยฐC(๋ฐ K)๋กœ, ๋ชฉ์ ์ง€ ๊ธฐ์••์„ ์„ ํƒํ•œ ์••๋ ฅ ๋‹จ์œ„(๋ฐ Pa)๋กœ ๋ณด์—ฌ ์ค๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณต์‹ ์„ค๋ช…

๋Œ€๋ฅ˜๊ถŒ์—์„œ๋Š” ๊ธฐ์˜จ์ด ํ‘œ์ค€ ํ™˜๊ฒฝ ๊ธฐ์˜จ ๊ฐ๋ฅ ์— ๋”ฐ๋ผ ๋–จ์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ ๊ฐ’์€ \(L = 0.0065\ \text{K/m}\)(์ฆ‰ 1000 m๋‹น 6.5 ยฐC)์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ณ ๋„ ๋ณ€ํ™”๋Ÿ‰์„ \(\Delta h\)(๋ชฉ์ ์ง€ ๊ณ ๋„ ๋นผ๊ธฐ ํ˜„์žฌ ๊ณ ๋„)๋ผ๊ณ  ํ•˜๋ฉด, ๋ชฉ์ ์ง€ ๊ธฐ์˜จ์€ ๋‹ค์Œ๊ณผ ๊ฐ™์ด ๊ตฌํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค:

$$T_1 = T_0 - L\,\Delta h$$

์—ฌ๊ธฐ์„œ \(T_0\)๋Š” ์ผˆ๋นˆ(K) ๋‹จ์œ„๋กœ ํ‘œํ˜„ํ•œ ํ˜„์žฌ ๊ธฐ์˜จ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

๊ธฐ์••์€ ํ˜„์žฌ ๊ณ ๋„๋ฅผ ๊ธฐ์ค€์œผ๋กœ ํ•œ ๊ธฐ์•• ๊ณต์‹์„ ๋”ฐ๋ฆ…๋‹ˆ๋‹ค:

$$P_1 = P_0 \left(\frac{T_1}{T_0}\right)^{gM/(RL)}$$

\(g = 9.80665\ \text{m/s}^2\), \(M = 0.0289644\ \text{kg/mol}\), \(R = 8.31447\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\), \(L = 0.0065\)๋ฅผ ๋Œ€์ž…ํ•˜๋ฉด ์ง€์ˆ˜๋Š” ์•ฝ \(5.25579\)๊ฐ€ ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ธฐ์•• ๋น„์œจ์„ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๋ ค๋ฉด ์ ˆ๋Œ€์˜จ๋„(์ผˆ๋นˆ)๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•˜๋ฏ€๋กœ, ๊ณ„์‚ฐ ์ „์— \(T_0\)๋ฅผ ์ผˆ๋นˆ์œผ๋กœ ๋ณ€ํ™˜ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณ ๋„์— ๋”ฐ๋ผ ๊ธฐ์˜จ์ด ์ง์„ ์œผ๋กœ ๋‚ฎ์•„์ง€๋Š” ๊ทธ๋ž˜ํ”„
๊ธฐ์˜จ ๊ฐ๋ฅ  \(L\)์€ ๊ณ ๋„๊ฐ€ ๋‹จ์œ„๋งŒํผ ์˜ฌ๋ผ๊ฐˆ ๋•Œ๋งˆ๋‹ค ๊ธฐ์˜จ์ด ์ผ์ •ํ•˜๊ฒŒ ๋–จ์–ด์ง€๋Š” ์ •๋„์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณ„์‚ฐ ์˜ˆ์‹œ

ํ˜„์žฌ: 15 ยฐC, 1013.25 hPa, 0 m. ๋ชฉ์ ์ง€: 1000 m. ๊ทธ๋Ÿฌ๋ฉด \(T_0 = 288.15\ \text{K}\), \(P_0 = 101325\ \text{Pa}\), \(\Delta h = 1000\ \text{m}\)์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ธฐ์˜จ: $$T_1 = 288.15 - 6.5 = 281.65\ \text{K} = \mathbf{8.5\ \degree C}$$ ๊ธฐ์•• ๋น„์œจ \(281.65/288.15 = 0.977442\)์ด๊ณ , ์ด๋ฅผ 5.25579 ์ œ๊ณฑํ•˜๋ฉด \(0.886993\)์ด ๋˜๋ฏ€๋กœ $$P_1 = 101325 \times 0.886993 \approx 89875\ \text{Pa} = \mathbf{898.75\ hPa}$$ ์ด ๊ฐ’๋“ค์€ ๊ณ ๋„ 1 km์—์„œ์˜ ํ‘œ์ค€ ๋Œ€๊ธฐ ๊ฐ’๊ณผ ์ผ์น˜ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ž์ฃผ ๋ฌป๋Š” ์งˆ๋ฌธ

๋ชฉ์ ์ง€๊ฐ€ ๋” ๋‚ฎ์€ ๊ณณ์ด์–ด๋„ ๊ณ„์‚ฐ๋˜๋‚˜์š”? ๋„ค. \(\Delta h\)๊ฐ€ ์Œ์ˆ˜๊ฐ€ ๋˜๋ฉด ๊ณต์‹๋Œ€๋กœ ๊ธฐ์˜จ์€ ์˜ฌ๋ผ๊ฐ€๊ณ  ๊ธฐ์••์€ ๋†’์•„์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.

์–ผ๋งˆ๋‚˜ ์ •ํ™•ํ•œ๊ฐ€์š”? ์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ๋Œ€๋ฅ˜๊ถŒ(์•ฝ 11 km ์ดํ•˜)์—์„œ ์œ ํšจํ•œ ํ‘œ์ค€ ๋Œ€๊ธฐ ๊ธฐ๋ฐ˜ ์ถ”์ •๊ฐ’์„ ์ œ๊ณตํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์Šต๋„, ์‹ค์ œ ๊ธฐ์ƒ ์ƒํ™ฉ, ์ง€์—ญ๋ณ„ ๊ธฐ์˜จ ๊ฐ๋ฅ  ๋ณ€ํ™”๋Š” ๊ณ ๋ คํ•˜์ง€ ์•Š์œผ๋ฏ€๋กœ ์ผ๊ธฐ์˜ˆ๋ณด๊ฐ€ ์•„๋‹Œ ๋ฌผ๋ฆฌ์  ์ถ”์ •์น˜๋กœ ๋ฐ›์•„๋“ค์ด์‹œ๊ธฐ ๋ฐ”๋ž๋‹ˆ๋‹ค.

์™œ ์ผˆ๋นˆ์œผ๋กœ ๋ณ€ํ™˜ํ•˜๋‚˜์š”? ๊ธฐ์˜จ ๊ฐ๋ฅ  ํ•ญ์€ ์˜จ๋„ '์ฐจ์ด'๋ฅผ ๋‹ค๋ฃจ๋ฏ€๋กœ ยฐC๋กœ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๋“  K๋กœ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๋“  ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ€ ๊ฐ™์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ๊ธฐ์•• ๋น„์œจ \(T_1/T_0\)๋Š” ์ ˆ๋Œ€์˜จ๋„(์ผˆ๋นˆ)๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•  ๋•Œ์—๋งŒ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์œผ๋กœ ์˜๋ฏธ๊ฐ€ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

์ตœ์ข… ์—…๋ฐ์ดํŠธ: