问题 计算题

估算地球大气层空气总重力。(最后结果取一位有效数字)

答案

解法一:大气压强是由于大气的重力产生的,地球表面的大气压强,在数值上等于地球表面单位面积正上方空气柱的重力,因此,根据大气压强值(可近似认为地球表面处的大气压强处处相同,且均为标准大气压)及地球的表面积便可以估算出地球大气层空气的总重力。

设地球表面处的大气压强为P0,地球半径为R,则地球大气层空气的总重力为G=4πR2P0

将P0=1.0×105Pa、R=6.4×106m、π=3.14代入上式可解得G≈5×1019N

解法二:地球大气层空间空气的总重力也可由G=ρgV进行估算,地球外大气层空气的平均密度为ρ=1.29kg/m3,则由P0=ρgh可估算出大气层的等效厚度h,地球外大气层的等效空间体积为,具体求解如下:

设大气层的等效厚度为h,等效体积为V,则有

将ρ=1.29kg/m3、P0=1.0×105Pa、R=6.4×106m代入上式可解得G≈5×1019N

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