$(a)$ જેમ જેમ વાતાવરણમાં ઉપર જઈએ તેમ દબાણ ઘટે છે. જો હવાની ઘનતા $\rho$ હોય,તો સૂક્ષ્મ ઊંચાઈ $dh$ માટે દબાણમાં થતો ફેરફાર $dp$ કેટલો હશે?
$(b)$ દબાણ $P$ એ ઘનતાના સમપ્રમાણમાં છે તેમ માનીને,જો પૃથ્વીની સપાટી પર દબાણ $P_{0}$ હોય,તો $h$ ઊંચાઈએ દબાણ $P$ શોધો.
$(c)$ જો $P_{0} = 1.03 \times 10^5 \text{ N/m}^2$,$\rho_0 = 1.29 \text{ kg/m}^3$,અને $g = 9.8 \text{ m/s}^2$ હોય,તો કેટલી ઊંચાઈએ દબાણ પૃથ્વીની સપાટીના દબાણના $\frac{1}{10}$ ભાગનું થઈ જશે?
$(d)$ વાતાવરણનું આ મોડેલ પ્રમાણમાં નાની ઊંચાઈ માટે કામ કરે છે. આ મોડેલને મર્યાદિત કરતી પૂર્વધારણા જણાવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) હવા ઉપરના સ્તરોમાં ઓછી ઘટ્ટ હોવાથી દબાણ પણ ઓછું હોય છે.
$(a)$ $A$ આડછેદ અને $dh$ ઊંચાઈ ધરાવતો હવાનો એક સમક્ષિતિજ ભાગ ધ્યાનમાં લો. ઉપરની સપાટી પર દબાણ $P$ અને નીચેની સપાટી પર $P + dP$ છે. જો આ ભાગ સંતુલનમાં હોય,તો ચોખ્ખું ઉર્ધ્વ બળ તેના વજન દ્વારા સંતુલિત થવું જોઈએ.
$(P + dP)A - PA = -mg$ (જ્યાં દળ = કદ $\times$ ઘનતા)
$(dP)A = -\rho(A dh)g$
$dp = -\rho g dh$ ... $(1)$
ઋણ નિશાની દર્શાવે છે કે ઊંચાઈ વધતા દબાણ ઘટે છે.
$(b)$ પૃથ્વીની સપાટી પર હવાની ઘનતા $\rho_0$ છે. આપેલ છે કે $P \propto \rho$,તેથી $\frac{P}{P_0} = \frac{\rho}{\rho_0}$,એટલે કે $\rho = \left(\frac{P}{P_0}\right)\rho_0$ ... $(2)$
સમીકરણ $(2)$ ને $(1)$ માં મૂકતા:
$dP = -\left(\frac{P}{P_0}\right)\rho_0 g dh$
$\frac{dP}{P} = -\frac{\rho_0 g}{P_0} dh$
બંને બાજુ $0$ થી $h$ સુધી સંકલન કરતા:
$\int_{P_0}^{P} \frac{dP}{P} = -\frac{\rho_0 g}{P_0} \int_{0}^{h} dh$
$\ln\left(\frac{P}{P_0}\right) = -\frac{\rho_0 g h}{P_0}$
$P = P_0 e^{-\frac{\rho_0 g h}{P_0}}$
$(c)$ આપેલ છે $P = \frac{P_0}{10}$,તેથી $\ln\left(\frac{1}{10}\right) = -\frac{\rho_0 g h}{P_0}$
$h = \frac{P_0 \ln(10)}{\rho_0 g} = \frac{1.03 \times 10^5 \times 2.303}{1.29 \times 9.8} \approx 18750 \text{ m} \approx 18.75 \text{ km}$.
$(d)$ આ મોડેલની પૂર્વધારણા એ છે કે હવાની ઘનતા દબાણના સમપ્રમાણમાં છે,જે સમતાપી વાતાવરણ (અચળ તાપમાન) સૂચવે છે,જ્યારે વાસ્તવિક વાતાવરણનું તાપમાન ઊંચાઈ સાથે બદલાય છે.

Explore More

Similar Questions

સમજાવો કે પાણી સંગ્રહ કરતા ડેમની દીવાલો નીચેના ભાગમાં શા માટે જાડી હોય છે.

પ્રવાહી ધરાવતી ટાંકીના તળિયે દબાણ શેના પર આધાર રાખતું નથી?

ઓપન-એન્ડેડ ટ્યુબ મેનોમીટર દબાણ કેવી રીતે માપે છે તે સમજાવો.

Difficult
View Solution

તળાવની અડધી ઊંડાઈએ દબાણ તળિયાના દબાણ કરતાં $2/3$ ગણું છે. તો તળાવની ઊંડાઈ $m$ માં કેટલી હશે?

Difficult
View Solution

આકૃતિમાં સાયફન દર્શાવેલ છે. ખોટું વિધાન પસંદ કરો: ($P_0 =$ વાતાવરણીય દબાણ)

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo