Для определения давления в шахте на глубине 240 метров нужно учесть давление атмосферы на поверхности и давление, вызванное столбом воздуха и породы над данной глубиной.
Давление на поверхности Земли (атмосферное давление):
( P_0 = 101.3 \text{ кПа} )
Плотность воздуха (( \rho_{\text{воздух}} )):
Обычно принимается 1.225 (\text{кг/м}^3) при стандартных условиях (на уровне моря и при температуре 15°C).
Ускорение свободного падения (( g )):
( g = 9.81 \text{ м/с}^2 )
Глубина шахты (( h )):
( h = 240 \text{ м} )
Для расчета давления в шахте сначала нужно определить давление, вызванное столбом воздуха высотой 240 метров.
[
P{\text{воздух}} = \rho{\text{воздух}} \cdot g \cdot h
]
Подставим значения:
[
P_{\text{воздух}} = 1.225 \text{ кг/м}^3 \cdot 9.81 \text{ м/с}^2 \cdot 240 \text{ м}
]
[
P_{\text{воздух}} = 1.225 \cdot 9.81 \cdot 240
]
[
P_{\text{воздух}} \approx 2882.22 \text{ Па}
]
[
P_{\text{воздух}} \approx 2.88 \text{ кПа}
]
Теперь, чтобы найти общее давление в шахте, нужно сложить атмосферное давление и давление столба воздуха:
[
P_{\text{шахта}} = P0 + P{\text{воздух}}
]
[
P_{\text{шахта}} = 101.3 \text{ кПа} + 2.88 \text{ кПа}
]
[
P_{\text{шахта}} \approx 104.18 \text{ кПа}
]
Таким образом, давление в шахте на глубине 240 метров составляет приблизительно 104.18 кПа.