Atmosférický tlak, nazývaný také barometrický tlak, je síla, kterou vzduch v atmosféře působí na zemský povrch a na všechna tělesa.
Tento tlak není nikde na planetě stejný, mění se podle počasí a reliéfních podmínek a souvisí s koncentrací vzduchu:
- Koncentrovanější vzduch: vyšší tlak
- Méně koncentrovaný vzduch: nižší tlak
Hlavními faktory ovlivňujícími koncentraci a tlak vzduchu jsou: nadmořská výška a teplota.
Atmosférický tlak poprvé určil v roce 1643 fyzik a matematik Evangelista Torricelli.
Jak vypočítat atmosférický tlak?
Tlak se počítá jako poměr síly (F) k ploše (A).
V případě atmosférického tlaku se síla vztahuje k hmotnosti, kterou sloupec vzduchu vyvíjí na určitou plochu. Atmosférický tlak se měří v N / m2 (Newton na metr čtvereční) nebo pascal (Pa).
Kde,
- F = síla měřená v N (Newton)
- THE = plocha měřená vm2
- P = tlak měřený v N / m2 nebo paschal (Pa)
Další způsob výpočtu atmosférického tlaku je pomocí následujícího vzorce:
Kde,
- d = hustota měřená v kg / m³
- H = výška měřená v metrech
- G = gravitace měřená v m / s²
- P = tlak měřený v pa (Pa)
Atmosférický tlak na úrovni moře
Použitím vzorce atmosférického tlaku a pomocí Torricelliho experimentu jako reference pro hodnoty můžeme vypočítat atmosférický tlak na úrovni moře. Za těchto podmínek jsou to hodnoty:
- Hustota rtuti: 13,6.103 km / m3
- Gravitační zrychlení: 9,8 m / s2
- Výška dosažená rtutí v trubici: 76 cm = 0,76 m
Použitím vzorce (P = d x g x h) máme:
P = 13.6.103 x 9,8 x 0,76
p = 1,013,105 Pánev
Hodnotu atmosférického tlaku na hladině moře lze vyjádřit také:
| 760 mmHg (milimetry rtuti) |
| 1 atm (atmosféra) |
| 100 000 N / m2 (Newton na metr čtvereční) |
| 1013 barů (barů) |
| 14 696 psi (libra na čtvereční palec) |
Pochopte také, o co jde síla, hustota a gravitace.
Čím vyšší je nadmořská výška, tím nižší je atmosférický tlak
Nadmořská výška je jedním z hlavních faktorů ovlivňujících atmosférický tlak. Abychom pochopili, jak tento vztah probíhá, je třeba přemýšlet o struktuře atmosféry.
Atmosféra je 800 km vrstva vzduchu, složená z různých plynů, jako je kyslík, vodík a dusík. Tyto plyny mají hmotnost a hmotnost a působí silou na všechna tělesa na zemském povrchu.
Pokud vezmeme v úvahu, že tlak je síla na plochu, musíme vypočítat sílu, kterou na danou oblast vyvíjí sloupec vzduchu.
Čím blíže k hladině moře, tím větší bude tento sloupec atmosférického vzduchu, a jak stoupáme úlevou, tento sloup se zmenšuje.
Čím větší je váha kolony, tím koncentrovanější je vzduch, to znamená, že molekuly vzduchu jsou blíže k sobě. Na druhou stranu, jak stoupáme v reliéfu, molekuly budou více rozprostřeny a vzduch bude méně koncentrovaný.
Proto mají horolezci při lezení na horách potíže s dýcháním. Vzhledem k tomu, že koncentrace vzduchu je nižší, jsou částice dále od sebe, čímž je vzduch řídký.
Na hladině moře je naopak vzduch velmi koncentrovaný, což usnadňuje dýchání.
Viz také význam nadmořská výška a setkat se s vrstvy atmosféry.
Čím vyšší je teplota, tím nižší je atmosférický tlak
Atmosférický tlak je také ovlivňován teplotou. Pamatujte, že při vysokých teplotách se molekuly těl pohybují od sebe - stejně tak i vzduch.
To znamená, že při teplejších teplotách jsou molekuly vzduchu více rozprostřeny, a proto je atmosférický tlak obvykle nižší.
Na chladných místech se molekuly vzduchu shlukují, což zvyšuje koncentraci plynů a následně zvyšuje atmosférický tlak.
vědět více o teplota.
Praktické příklady atmosférického tlaku
Tlakování letadel
Obchodní letadla obvykle létají asi 11 000 metrů nad zemským povrchem. V této nadmořské výšce není vzduch příliš koncentrovaný a atmosférický tlak je příliš nízký, což znemožňuje lidský život.
Aby bylo možné v této výšce dýchat dovnitř kabiny, jsou letadla pod tlakem. To znamená, že do kabiny je vstřikováno velké množství vzduchu, dokud není dosaženo tlaku vhodného pro člověka.
Během letu je tlak uvnitř letadla mnohem větší než tlak ve vnější atmosféře a aby se tento tlak nezměnil, musí být kabina letadla zcela utěsněna.
Jak vzduch proudí z oblasti s vyšší hustotou do oblasti s nižší hustotou, jakýkoli únik v kabině způsobí, že vzduch rychle unikne z letadla a způsobí odtlakování.
vědět více o tlak.
Kapalina v slámě
Pití kapaliny ve slámě je možné pouze díky působení atmosférického tlaku. Je to proto, že atmosférický tlak vyvíjí sílu na kapalinu v kalíšku.
Uvnitř slámy je vzduch, a tedy tlak, ale když taháme vzduch zevnitř slámy, snižujeme tlak uvnitř.
Jelikož atmosférický tlak „tlačí“ kapalinu dolů a jak kapalina proudí od nejvyššího k nejnižšímu tlaku, bude kapalina stoupat slámou, dokud nedosáhne úst.
Barometr: nástroj pro měření atmosférického tlaku
Měření atmosférického tlaku poprvé provedl v roce 1643 italský fyzik a matematik Evangelista Torricelli.
Torricelli vytvořil rtuťový barometr, nástroj složený z 1 metru dlouhé zkumavky a další spodní nádoby, podobné misce. Oba kontejnery byly naplněny rtutí.
Při jeho experimentu byla zkumavka umístěna do mísy otevřeným koncem dolů, aby do ní nemohl vstoupit žádný vzduch.
Kapalina začala proudit z trubice do mísy a systém se dostal do rovnováhy, když sloupec rtuti dosáhl 76 cm. V horní části zkumavky se vytvořilo vakuum.
Stabilizace systému znamená, že atmosférický tlak, kterým kolona rtuti působí na kapalinu, se rovná atmosférickému tlaku vyvíjenému vnější atmosférou.
Torricelli tedy určil, že atmosférický tlak na hladině moře bude roven 76 cmHg nebo 760 mmHg.
Viz také význam atmosféra.
