Máy Tính Áp Suất Không Khí Theo Độ Cao là gì?
Công cụ này ước tính áp suất khí quyển (áp suất khí áp) ở một độ cao nhất định dựa trên mô hình khí quyển tiêu chuẩn cho tầng đối lưu. Càng lên cao, lượng không khí phía trên bạn càng ít, nên áp suất càng giảm. Máy tính trả về kết quả theo ba đơn vị: hectopascal (hPa, tương đương milibar), kilopascal (kPa) và atmosphere tiêu chuẩn (atm).
Cách sử dụng
Nhập độ cao so với mực nước biển (tính bằng mét) và áp suất mực nước biển P0 (tính bằng hPa). Áp suất mực nước biển tiêu chuẩn là 1013,25 hPa, nhưng bạn có thể thay bằng giá trị áp suất mực nước biển thực tế được ghi nhận tại địa phương để có kết quả chính xác hơn. Nhấn nút tính toán để xem áp suất tại độ cao đó.
Giải thích công thức
Mô hình sử dụng công thức $$P = P_0 \left(1 - \frac{0.0065\,h}{288.15}\right)^{5.255}$$. Trong đó, 0,0065 K/m là gradient nhiệt độ chuẩn (tốc độ giảm nhiệt theo độ cao), 288,15 K là nhiệt độ tiêu chuẩn ở mực nước biển, còn số mũ 5,255 được suy ra từ gia tốc trọng trường, khối lượng mol của không khí và hằng số khí. Công thức này có giá trị đến khoảng 11.000 m (tức là trong phạm vi tầng đối lưu).
Ví dụ minh họa
Ở độ cao 1000 m với P0 = 1013,25 hPa: phần cơ số là \(1 - (0.0065 \times 1000 / 288.15) = 1 - 0.022557 = 0.977443\). Nâng lên lũy thừa 5,255 ta được khoảng 0,88699, và \(1013.25 \times 0.88699 \approx 898.76\) hPa, tương đương khoảng 89,88 kPa.
Các hằng số được sử dụng trong công thức barometric
Công thức barometric được sử dụng bởi máy tính này mô hình hóa tầng khí quyển thấp (tầng đối lưu) có tốc độ suy giảm nhiệt độ không đổi. Áp suất ở độ cao \(h\) (tính bằng mét) là:
$$P = P_0\left(1 - \frac{L\,h}{T_0}\right)^{5.255}$$Các hằng số cố định bên dưới đến từ Bầu khí quyển tiêu chuẩn quốc tế (ISA) và được tích hợp vào công thức.
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Giá trị |
|---|---|---|
| \(P_0\) | Áp suất tiêu chuẩn ở mực nước biển (mặc định; bạn có thể nhập giá trị của riêng mình) | 1013.25 hPa |
| \(L\) | Tốc độ suy giảm nhiệt độ | 0.0065 K/m |
| \(T_0\) | Nhiệt độ tiêu chuẩn ở mực nước biển | 288.15 K (15 °C) |
| \(g\) | Gia tốc trọng trường tiêu chuẩn | 9.80665 m/s² |
| \(M\) | Khối lượng mol của không khí khô | 0.0289644 kg/mol |
| \(R\) | Hằng số khí phổ quát | 8.31447 J/(mol·K) |
Số mũ 5.255 có nguồn gốc từ đâu
Số mũ không tùy ý — nó là nhóm không thứ nguyên \(\frac{gM}{RL}\):
$$\frac{gM}{RL} = \frac{9.80665 \times 0.0289644}{8.31447 \times 0.0065} = 5.2558$$được làm tròn thành 5.255 được sử dụng trong công thức làm việc.
Tính hợp lệ: Dạng một lớp này giả định tốc độ suy giảm không đổi là 0.0065 K/m và chỉ hợp lệ trong tầng đối lưu, lên đến khoảng 11,000 m (đáy của tropopause). Ở độ cao trên đó, hồ sơ nhiệt độ thay đổi và phải sử dụng mô hình lớp khác.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao áp suất giảm khi lên cao? Vì cột không khí phía trên bạn ngắn hơn và nhẹ hơn, do đó tạo ra ít trọng lượng đè xuống hơn.
hPa là gì? Hectopascal là đơn vị thuộc hệ SI được dùng phổ biến trong khí tượng học; 1 hPa bằng 1 milibar.
Kết quả có chính xác ở mọi nơi không? Công thức giả định một khí quyển tiêu chuẩn. Điều kiện thực tế (nhiệt độ, các hệ thống thời tiết) sẽ làm thay đổi giá trị thực, vì vậy hãy dùng áp suất mực nước biển tại địa phương để có độ chính xác tốt nhất.
