Vertical pressure variation
செங்குத்து அழுத்த மாறுபாடு என்பது உயரத்தின் செயல்பாடாக அழுத்தத்தின் மாறுபாடு ஆகும். கேள்விக்குரிய திரவம் மற்றும் குறிப்பிடப்படும் சூழலைப் பொறுத்து, இது உயரத்திற்கு செங்குத்தாக உள்ள பரிமாணங்களிலும் கணிசமாக மாறுபடலாம், மேலும் இந்த மாறுபாடுகள் அழுத்தம் சாய்வு விசை மற்றும் அதன் விளைவுகளின் சூழலில் பொருத்தத்தைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், செங்குத்து மாறுபாடு குறிப்பாக குறிப்பிடத்தக்கதாகும், ஏனெனில் இது திரவத்தின் மீது ஈர்ப்பு விசை இழுக்கப்படுவதன் விளைவாகும்; அதாவது, அதே கொடுக்கப்பட்ட திரவத்திற்கு, அதற்குள் உயரம் குறைவது அந்த புள்ளியில் கீழே எடையுள்ள திரவத்தின் உயரமான நெடுவரிசையுடன் ஒத்திருக்கிறது. அடிப்படை சூத்திரம் செங்குத்து திரவ அழுத்த மாறுபாட்டின் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான பதிப்பு என்னவென்றால், இரண்டு உயரங்களுக்கு இடையிலான அழுத்த வேறுபாடு உயர மாற்றம், ஈர்ப்பு மற்றும் அடர்த்தி ஆகியவற்றின் விளைபொருளாகும். சமன்பாடு பின்வருமாறுஃ எங்கே அழுத்தம், அடர்த்தி, ஈர்ப்பு முடுக்கம், மற்றும் உயரம். டெல்டா சின்னம் கொடுக்கப்பட்ட மாறியின் மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது. எதிர்மறையாக இருப்பதால், உயரத்தின் அதிகரிப்பு அழுத்தம் குறைவதற்கு ஒத்திருக்கும், இது ஒரு திரவ நெடுவரிசையின் எடை பற்றிய முன்னர் குறிப்பிடப்பட்ட நியாயத்துடன் பொருந்துகிறது. அடர்த்தி மற்றும் ஈர்ப்பு தோராயமாக நிலையானதாக இருக்கும்போது (அதாவது, உயரத்தில் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய மாற்றங்களுக்கு), வெறுமனே உயர வேறுபாடு, ஈர்ப்பு மற்றும் அடர்த்தி ஆகியவற்றைப் பெருக்குவது அழுத்த வேறுபாட்டின் நல்ல தோராயத்தை வழங்கும். சீரான அடர்த்தி ρ கொண்ட ஒரு திரவத்தின் ஒரு புள்ளியில் உள்ள அழுத்தம் P0 என்று அறியப்பட்டால், மற்றொரு புள்ளியில் உள்ள அழுத்தம் P1 ஆகும்ஃ இங்கு h1-h0 என்பது இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையிலான செங்குத்து தூரமாகும். வெவ்வேறு திரவங்கள் ஒருவருக்கொருவர் மேல் அடுக்கப்பட்டிருக்கும் போது, இரண்டு அழுத்த வேறுபாடுகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் மொத்த அழுத்த வேறுபாடு பெறப்படும்; முதல் புள்ளி 1 முதல் எல்லை வரை, இரண்டாவது எல்லையிலிருந்து புள்ளி 2 வரை; இது ஒவ்வொரு திரவத்திற்கும் மற்றும் மதிப்புகளை மாற்றுவதையும் முடிவுகளின் கூட்டுத்தொகையை எடுப்பதையும் உள்ளடக்கும். திரவத்தின் அடர்த்தி உயரத்திற்கு ஏற்ப மாறுபடும் என்றால், கணித ஒருங்கிணைப்பு தேவைப்படும். அடர்த்தி மற்றும் ஈர்ப்பு விசையை நிலையானதாக நியாயமான தோராயமாக மதிப்பிட முடியுமா இல்லையா என்பது தேவையான துல்லியத்தின் அளவைப் பொறுத்தது, ஆனால் உயர வேறுபாட்டின் நீளம் அளவையும் சார்ந்துள்ளது, ஏனெனில் அதிக உயரத்துடன் ஈர்ப்பு விசையும் அடர்த்தியும் குறைகின்றன. குறிப்பாக அடர்த்தியைப் பொறுத்தவரை, கேள்விக்குரிய திரவமும் பொருத்தமானது; கடல் நீர், எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அமுக்க முடியாத திரவமாகக் கருதப்படுகிறது; அதன் அடர்த்தி உயரத்தைப் பொறுத்து மாறுபடும், ஆனால் காற்றை விட மிகக் குறைவு. எனவே நீரின் அடர்த்தி காற்றை விட நிலையானதாக மிகவும் நியாயமான தோராயமாக மதிப்பிடப்படலாம், மேலும் அதே உயர வேறுபாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு, தண்ணீரின் அழுத்த வேறுபாடுகள் எந்த உயரத்திலும் தோராயமாக சமமாக இருக்கும். ஹைட்ரோஸ்டேடிக் முரண்பாடு பாரோமெட்ரிக் சூத்திரம் திரவ அறையின் உயரத்தை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, அதன் அகலம் அல்லது நீளம் அல்ல. போதுமான உயரத்தில் இருந்தால், எந்த அழுத்தத்தையும் அடையலாம். ஹைட்ரோஸ்டேட்டிக்ஸின் இந்த அம்சம் ஹைட்ரோஸ்டேடிக் முரண்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. டபிள்யூ. எச். பெசன்ட் வெளிப்படுத்தியபடி, எந்த அளவு திரவமும், எவ்வளவு சிறியதாக இருந்தாலும், எந்த எடையையும் ஆதரிக்க முடியும். ஃப்ளெமிஷ் விஞ்ஞானி சைமன் ஸ்டீவின் முதன்முதலில் முரண்பாட்டை கணித ரீதியாக விளக்கினார். 1916 ஆம் ஆண்டில் ரிச்சர்ட் கிளாஸெப்ரூக் ஹைட்ரோஸ்டேடிக் முரண்பாட்டைப் பற்றிக் குறிப்பிட்டார், அவர் பாஸ்கலுக்குக் காரணமான ஒரு ஏற்பாட்டை விவரித்தார்ஃ குறுக்கு வெட்டு பகுதி α உடன் செங்குத்து குழாயுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு திரவ சிறுநீர்ப்பை மீது ஓய்வெடுக்கும் ஒரு பலகையில் ஒரு கனமான எடை உள்ளது. குழாய்க்கு கீழே எடை கொண்ட தண்ணீரை ஊற்றுவது இறுதியில் கனமான எடையை உயர்த்தும். விசைகளின் சமநிலை சமன்பாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது என்று கிளாஸெப்ரூக் கூறுகிறார், "பலகையின் பரப்பளவை கணிசமாகவும், குழாயின் பரப்பளவை சிறியதாகவும் மாற்றுவதன் மூலம், ஒரு பெரிய எடையை ஒரு சிறிய எடை தண்ணீரால் ஆதரிக்க முடியும். இந்த உண்மை சில நேரங்களில் ஹைட்ரோஸ்டேடிக் முரண்பாடு என்று விவரிக்கப்படுகிறது. ஹைட்ராலிக் இயந்திரங்கள் இந்த நிகழ்வைப் பயன்படுத்தி விசை அல்லது முறுக்குவிசையை பெருக்குகின்றன. ஹைட்ரோஸ்டேடிக் முரண்பாட்டின் செயல்விளக்கங்கள் இந்த நிகழ்வைக் கற்பிப்பதில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பூமியின் வளிமண்டலத்தின் சூழலில், பூமியின் வளிமண்டலத்தின் செங்குத்து அழுத்த மாறுபாட்டை ஒருவர் பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டுமானால், நீளம் அளவு மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது (ட்ரோபோஸ்பியர் மட்டும் பல கிலோமீட்டர் உயரம் கொண்டது; வெப்பமண்டலத்தில் பல நூறு கிலோமீட்டர்) மற்றும் சம்பந்தப்பட்ட திரவம் (காற்று) சுருக்கக்கூடியது. புவியீர்ப்பு விசையை இன்னும் நிலையானதாக நியாயமான தோராயமாக மதிப்பிடலாம், ஏனென்றால் பூமியின் ஆரத்துடன் ஒப்பிடுகையில் கிலோமீட்டர் வரிசையில் நீளம் அளவீடுகள் இன்னும் சிறியவை, இது சராசரியாக 6371 கிமீ ஆகும், மேலும் ஈர்ப்பு விசை என்பது பூமியின் மையத்திலிருந்து தூரத்தின் செயல்பாடாகும். மறுபுறம், அடர்த்தி, உயரத்தைப் பொறுத்து மிகவும் கணிசமாக மாறுபடும். ஒரு காற்று மூலக்கூறுக்கு சராசரி நிறை, ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் அழுத்தம், போல்ட்ஸ்மேன் மாறிலி, கெல்வின்களில் உள்ள வெப்பநிலை என்று இலட்சிய வாயு சட்டத்திலிருந்து இது பின்பற்றப்படுகிறது. இன்னும் எளிமையாகச் சொன்னால், காற்றின் அடர்த்தி காற்றின் அழுத்தத்தைப் பொறுத்தது. காற்று அழுத்தமும் காற்று அடர்த்தியைப் பொறுத்தது என்பதால், இது வட்ட வரையறை என்ற எண்ணத்தைப் பெறுவது எளிது, ஆனால் இது வெறுமனே வெவ்வேறு மாறிகளின் ஒன்றோடொன்று சார்ந்துள்ளது. இது பின்னர் மிகவும் துல்லியமான சூத்திரத்தை அளிக்கிறது, உயரத்தில் உள்ள அழுத்தம், குறிப்பு புள்ளி 0 இல் உள்ள அழுத்தம் (பொதுவாக கடல் மட்டத்தைக் குறிக்கிறது), ஒரு காற்று மூலக்கூறுக்கு வெகுஜனமாகும், ஈர்ப்பு காரணமாக முடுக்கம், குறிப்பு புள்ளியில் இருந்து உயரம் 0, போல்ட்ஸ்மேன் மாறிலி, கெல்வின்களில் உள்ள வெப்பநிலை. எனவே, "அடிப்படை சூத்திரம்" பிரிவில் கொடுக்கப்பட்டுள்ள மிகவும் எளிமையான சூத்திரத்திலிருந்து ஒருவர் எதிர்பார்ப்பது போல் அழுத்தம் உயரத்தின் நேரியல் செயல்பாடாக இருப்பதற்குப் பதிலாக, அது உயரத்தின் அதிவேக செயல்பாடாக மிகவும் துல்லியமாக குறிப்பிடப்படுகிறது. இந்த எளிமைப்படுத்தலில், வெப்பநிலையும் உயரத்திற்கு ஏற்ப மாறுபடும் என்றாலும், வெப்பநிலை நிலையானதாக கருதப்படுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்க. இருப்பினும், வளிமண்டலத்தின் கீழ் அடுக்குகளுக்குள் (ட்ரோபோஸ்பியர், ஸ்ட்ராடோஸ்பியர்) வெப்பநிலை மாறுபாடு டஜன் கணக்கான டிகிரிகளில் மட்டுமே உள்ளது, அவற்றின் வெப்ப இயக்கவியல் வெப்பநிலைக்கு மாறாக, இது நூற்றுக்கணக்கில் உள்ளது, எனவே வெப்பநிலை மாறுபாடு நியாயமான அளவில் சிறியது, எனவே புறக்கணிக்கப்படுகிறது. (சிஎன் கோபுரம் போன்ற) மிக உயரமான கட்டிடங்களின் மேலிருந்து கீழ் வரை அல்லது ஒப்பிடக்கூடிய அளவிலான மலைகள் உட்பட சிறிய உயர வேறுபாடுகளுக்கு, வெப்பநிலை மாறுபாடு எளிதில் ஒற்றை இலக்கங்களுக்குள் இருக்கும். (பின்னடைவு விகிதத்தையும் பார்க்கவும்.) போர்ட்லேண்ட் ஸ்டேட் ஏரோஸ்பேஸ் சொசைட்டியால் காட்டப்பட்ட ஒரு மாற்று வழித்தோன்றல், அதற்கு பதிலாக அழுத்தத்தின் செயல்பாடாக உயரத்தைக் கொடுக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது எதிர் உள்ளுணர்வாகத் தோன்றலாம், ஏனெனில் அழுத்தம் உயரத்திலிருந்து விளைகிறது, மாறாக நேர்மாறாக அல்ல, ஆனால் அத்தகைய சூத்திரம் அழுத்த வேறுபாட்டின் அடிப்படையில் உயரத்தைக் கண்டறிய பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஒருவர் பிந்தையதை அறிந்திருக்கும்போது, முந்தையதை அல்ல. வெவ்வேறு வகையான தோராயங்களுக்கு வெவ்வேறு சூத்திரங்கள் வழங்கப்படுகின்றன; முந்தைய சூத்திரத்துடன் ஒப்பிடுவதற்கு, கட்டுரையில் இருந்து முதலில் குறிப்பிடப்படுவது ஒரே நிலையான-வெப்பநிலை தோராயத்தைப் பயன்படுத்துவதாகும்; இந்த விஷயத்தில்ஃ (கட்டுரையில் பயன்படுத்தப்படும் மதிப்புகளுடன்) மீட்டர்களில் உயரம், குறிப்பிட்ட வாயு மாறிலி = கெல்வின்களில் முழுமையான வெப்பநிலை = கடல் மட்டத்தில், ஈர்ப்பு விசை காரணமாக முடுக்கம் = கடல் மட்டத்தில், பாஸ்கல்களில் உயரத்தில் கொடுக்கப்பட்ட புள்ளியில் அழுத்தம், மற்றும் குறிப்பு புள்ளியில் அழுத்தம் = கடல் மட்டத்தில். அதே கட்டுரையில் பெறப்பட்ட ஒரு பொதுவான சூத்திரம் வெப்பநிலையில் நேரியல் மாற்றத்தை உயரத்தின் செயல்பாடாக (பின்னடைவு விகிதம்) கணக்கிடுகிறது, மேலும் வெப்பநிலை நிலையானதாக இருக்கும்போது மேலே குறைகிறதுஃ வளிமண்டல பின்னடைவு விகிதம் (வெப்பநிலையில் மாற்றம் தூரத்தால் வகுக்கப்படுகிறது) =, மற்றும் அதே குறிப்பு புள்ளியில் உள்ள வெப்பநிலை மற்றும் பிற அளவுகள் மேலே உள்ளதைப் போலவே இருக்கும். இது பயன்படுத்த பரிந்துரைக்கப்பட்ட சூத்திரமாகும். மேலும் பாராமீட்டர் ஹைப்சோமெட்ரிக் சமன்பாட்டைப் பார்க்கவும் பாஸ்கலின் பீப்பாய் ருயினா மோன்டியம் அழுத்தம் சாய்வு சிஃபோன் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் வளிமண்டல அழுத்தம் செங்குத்து நிலை