Luchtdruk in hogere atmosfeer

Onderwerp: Aarde & Klimaat (havo), Gas en vloeistof, Geofysica (vwo)

Luchtdruk is hoogteafhankelijk en dus op een berg anders dan op zeeniveau.

Deze opgave komt uit de lesmethode Overal Natuurkunde (2014) 5 havo, uit het keuzehoofdstuk Aarde en klimaat. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

Naarmate je hoger komt in de troposfeer neemt de druk af.

Vraag a. Leg uit wat dat betekent voor de dichtheid van de lucht.

Vlakbij het aardoppervlak is de kolom lucht die zich boven de moleculen bevindt veel hoger.
Door de druk van deze luchtkolom worden de onderste luchtmoleculen als het ware naar elkaar toe geperst.

Hoger is er dus minder lucht boven je en is de lucht dus ijler.

Vraag b. Leg uit waarom je oren ‘ploppen’ wanneer je snel stijgt.

Als je snel stijgt, neemt de luchtdruk af. Het trommelvlies is normaal in evenwicht. Bij een
plotselinge drukverandering is de druk aan de binnenkant hoger dan aan de buitenkant. Om weer in evenwicht te komen ‘plopt’ je oor.

Vraag c. Leg uit dat het onverstandig is om lang op de top van de Mount Everest te blijven.

Boven op de Mount Everest is de lucht veel ijler. Er is een lagere druk en de hoeveelheid
zuurstof is veel lager. De longen krijgen dan minder zuurstof

Het aardoppervlak is niet vlak. De luchtdruk op zeeniveau is 1013 hPa, de luchtdruk op de top van de Mont Blanc (h = 4808 m) is lager. De afname in luchtdruk kun je weergeven met:

$\Delta p = \rho \cdot \Delta h \cdot g$

Vraag d. Bereken de luchtdruk op de Mont Blanc als de dichtheid van de lucht over de hele hoogte gelijk is aan de dichtheid op zeeniveau (1,293 kg/m3).

Het hoogteverschil is 4808 m.

Gebruik van de formule geeft:

$\Delta p = \rho \cdot \Delta h \cdot g = 1,\!293 \cdot 4808 \cdot 9,\!81 = 6,\!10\cdot10^4 \text{ Pa}$

De druk op de Mont Blanc zou dan zijn:

$1,\!013 \cdot 10^5 - 0,\!610 \cdot 10^5 = 0,\!403 \cdot 10^5 \text{ Pa} \> (= 403 \text{ hPa})$

Vraag e. Leg uit of de werkelijke luchtdruk op de top van de Mont Blanc groter of kleiner is dan je antwoord bij vraag d.

De dichtheid van de lucht op de Mont Blanc is lager, dus zal ∆p kleiner zijn en de werkelijke
luchtdruk op de Mont Blanc dus hoger.