Чому існує повітряна оболонка Землі

Як і всі тіла, молекули газів, що входять до складу повітряної оболонки Землі, притягуються до Землі.

Але чому ж тоді всі вони не впадуть на поверхню Землі? Яким чином зберігається повітряна оболонка Землі, її атмосфера? Щоб зрозуміти це, треба врахувати, що молекули газів, складових атмосферу, знаходяться в безперервному і безладному русі. Але тоді виникає інше питання: чому ці молекули не відлітають у світовий простір?

Для того щоб зовсім покинути Землю, молекула, як і космічний корабель або ракета, повинна мати дуже велику швидкість (незгірш 11,2 км / с). Це так звана друга космічна швидкість. Швидкість більшості молекул повітряної оболонки Землі значно менше цієї космічної швидкості. Тому більшість їх і «прив’язане» до Землі силою тяжіння, лише мізерно мале число молекул відлітає в космічний простір, покидає Землю.

Безладний рух молекул і дія на них сили тяжіння приводять у результаті до того, що молекули газів «парять» у просторі біля Землі, утворюючи повітряну оболонку, або атмосферу.

Вимірювання показують, що щільність повітря швидко зменшується з висотою. Так, на висоті 5,5 км над Землею густина повітря в 2 рази менше його щільності біля поверхні Землі, на висоті 11 км – в 4 рази менше і т. Д. Чим вище, тим повітря розріджена. І нарешті, в самих верхніх шарах (сотні й тисячі кілометрів над Землею) атмосфера поступово переходить у безповітряний простір. Чіткої межі повітряна оболонка, що оточує Землю, не має.

Строго кажучи, внаслідок дії сили тяжіння щільність газу в будь-якому закритій посудині неоднакова по всьому об’єму посудини. Внизу посудини щільність газу більше, ніж у верхніх його частинах, тому й тиск у посудині неоднаково. На дні посудини воно більше, ніж вгорі.

Однак це розходження в щільності і тиску газу, що міститься в посудині, настільки мало, що його можна в багатьох випадках зовсім не враховувати. Але для атмосфери, що тягнеться на кілька тисяч кілометрів, відмінність це суттєво.

Питання
1. Чому молекули газів, що входять до складу атмосфери, не падають на Землю під дією сили тяжіння?
2. Чому молекули газів, що входять до складу атмосфери, рухаючись на всі боки, не покидають Землю?
3. Як змінюється щільність атмосфери із збільшенням висоти?

Посилання на основну публікацію