Melyiknek nagyobb a nyomása, és miért?

Az R ugyan állandó (mindkét esetben ugyanaz), viszont semmit nem tudunk a térfogatról és az anyagmennyiségről, sem a hideg, sem a meleg levegő esetében. Tehát van két egyenletünk négy ismeretlennel. Ebből nehéz lenne bármilyen következtetést levonni az egyesített gáztörvény érvényességéről.

Egyébként tökéletesen működik, legalábbis arányosságait tekintve. Pontos értékeket nyilván nem szolgáltat, de a levegő normál viszonyok közt elég jó közelít az ideális gázhoz.

A levegő ideális gáz.

Mivel a nyomás felfelé haladva gyorsan (exponenciálisan) csökken, nem is egyértelmű, mi az, hogy "a hideg levegő nyomása" vagy a "meleg levegő nyomása", mert ugye függ attól, hogy milyen magasan nézed.

A nyomás a feletted lévő légoszlop súlya.

Azonos nyomás mellett (= ugyanabban a magasságban) a hideg levegő sűrűsége nagyobb (ez kijön az ideális gáztörvényből).

Ha azt feltételezed, hogy a feletted lévő légoszlop mindenhol ugyanolyan térfogatú, akkor a hideg légtömegnek nagyobb lesz a súlya (nyomása), mert ugyanakkora térfogatba kisebb hőmérsékleten nagyobb anyagmennyiség fér. Az egyes magasságokban lokálisan mindenhol teljesül a pV = nRT. Éppen ezért (mivel a hideg légtömeg "jobban össze van nyomva"), a teljes légoszlopban összességében több levegő tud felhalmozódni, ami a légoszlop alján nagyobb nyomást eredményez. Az ideális gáztörvény úgy teljesül, hogy a hideg levegőben a sűrűség (nM/V) is nagyobb.

Ezért van az, hogy ha egymás mellé teszel egy akváriumban hideg és meleg vizet, aztán a közöttük lévő falat kihúzod, akkor a hideg víz alul elindul a meleg víz felé. YouTube-on találsz ilyen kísérletet.

A rossz hír viszont az, hogy a légkörben általában nem ez alakítja ki a felszíni alacsony-magas nyomást (kapásból ellent mond neki, hogy az alacsony nyomású ciklonok általában hidegebbek a magas nyomású anticiklonoknál). A rögzített magasságú (térfogatú) légoszlopok feltétele a légkörben nem teljesül.

A ciklon magja pedig nem meleg, hanem (a ciklonfejlődés kezdeti szakaszában) a hideg és a meleg légtömeg találkozási pontjánál van.

Amúgy nagyon jó kérdés és észrevétel.

Melyik könyvből van az idézet?