무료 체험 대기압과 고도 (기압 탐사)
물리/화학 · 고1-고2

대기압과 고도 (기압 탐사)

P = P₀·e^(-h/H)

고도에 따른 기압 변화를 시뮬레이션하고, P = P₀·e^(-h/H) 공식으로 기압을 예측하며 기상 현상과의 연관성을 탐구합니다.

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학습 목표

  1. 대기압의 원리와 고도에 따른 지수적 감소를 이해한다
  2. 기압 공식 P = P₀·e^(-h/H)을 적용하여 기압을 예측한다
  3. 기온감률과 스케일 높이의 역할을 설명할 수 있다
  4. 기압 패턴과 기상 예보의 관계를 탐구한다

실험 변인

독립변인고도m (0–10000)
종속변인기압hPa (200–1013)
통제변인해수면 기압hPa = 1013.25

사전학습 자료

대기압이란?

대기압은 공기 기둥의 무게에 의한 압력입니다.

해수면 기준: 약 1013.25 hPa (1 atm)

고도가 올라가면 위쪽 공기 기둥이 짧아져 기압이 감소합니다.

기압의 지수적 감소

P = P₀ · e^(-h/H)

P₀: 해수면 기압, h: 고도, H: 스케일 높이 (약 8,500m)

스케일 높이 H만큼 올라갈 때마다 기압이 약 37%(1/e)로 감소합니다.

실험 절차

  1. 시뮬레이터에서 해수면 기압과 기온감률을 설정한다
  2. 고도를 변화시키며 기압 변화를 관찰한다기록: 고도(m), 기압(hPa)
  3. 등산 미션: 특정 고도의 기압을 공식으로 예측한다
  4. 예측값과 실제값을 비교하고 오차를 분석한다
  5. 기온감률과 스케일 높이를 바꿔 효과를 관찰한다

시뮬레이터 체험

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학습 확인 문제

Q1 해발 8,500m에서의 기압은 해수면의 약 몇 %?

정답: 약 37%

스케일 높이 H에서 P = P₀·e^(-1) ≈ 0.37·P₀, 즉 약 37%입니다.

Q2 기온감률이 커지면 같은 고도에서 기압은?

정답: 더 낮아진다

기온감률이 크면 온도가 빠르게 낮아져 공기 밀도 분포가 변하고, 같은 고도의 기압이 더 낮아집니다.

Q3 비행기 객실 기압을 0.8기압으로 유지하는 이유는?

정답: 승객의 안전과 편안함을 위해

순항고도(약 10km)의 기압은 0.26기압으로 인체에 위험합니다. 0.8기압은 해발 2,000m 수준으로 안전합니다.

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