Η ατμοσφαιρική πίεση, που ονομάζεται επίσης βαρομετρική πίεση, είναι η δύναμη που ασκεί ο αέρας στην ατμόσφαιρα στην επιφάνεια της Γης και σε όλα τα σώματα.
Αυτή η πίεση δεν είναι η ίδια οπουδήποτε στον πλανήτη, αλλάζει ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες και τις συνθήκες ανακούφισης και σχετίζεται με τη συγκέντρωση του αέρα:
- Πιο συγκεντρωμένος αέρας: υψηλότερη πίεση
- Λιγότερο συμπυκνωμένος αέρας: χαμηλότερη πίεση
Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση και την πίεση του αέρα είναι οι υψόμετρο και το θερμοκρασία.
Η ατμοσφαιρική πίεση καθορίστηκε για πρώτη φορά το 1643 από τον φυσικό και μαθηματικό Evangelista Torricelli.
Πώς να υπολογίσετε την ατμοσφαιρική πίεση;
Η πίεση υπολογίζεται με την αναλογία δύναμης (F) προς την περιοχή (A).
Στην περίπτωση ατμοσφαιρικής πίεσης, η δύναμη αναφέρεται στο βάρος που ασκεί η στήλη αέρα σε μια συγκεκριμένη επιφάνεια. Η ατμοσφαιρική πίεση μετράται σε N / m2 (Newton ανά τετραγωνικό μέτρο) ή pascal (Pa).
Οπου,
- φά = δύναμη μετρούμενη σε N (Newton)
- Ο = εμβαδόν που μετράται σε m2
- Π = πίεση μετρημένη σε N / m2 ή paschal (Pa)
Ένας άλλος τρόπος υπολογισμού της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι ο ακόλουθος τύπος:
Οπου,
- ρε = πυκνότητα μετρημένη σε kg / m³
- Η = ύψος μετρημένο σε μέτρα
- σολ = βαρύτητα μετρούμενη σε m / s²
- Π = πίεση μετρημένη σε pa (Pa)
Ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας
Εφαρμόζοντας τον τύπο ατμοσφαιρικής πίεσης και χρησιμοποιώντας το πείραμα του Torricelli ως αναφορά για τις τιμές, μπορούμε να υπολογίσουμε την ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας. Υπό αυτές τις συνθήκες, οι τιμές είναι:
- Πυκνότητα υδραργύρου: 13,6.103 χλμ / μ3
- Επιτάχυνση βαρύτητος: 9,8 m / s2
- Ύψος που φτάνει ο υδράργυρος στο σωλήνα: 76 εκ. = 0,76 μ
Εφαρμόζοντας τον τύπο (P = d x g x h), έχουμε:
Ρ = 13.6.103 x 9,8 χ 0,76
p = 1.013.105 Τηγάνι
Η τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης στο επίπεδο της θάλασσας μπορεί επίσης να εκφραστεί με:
| 760 mmHg (χιλιοστά υδραργύρου) |
| 1 atm (ατμόσφαιρα) |
| 100.000 N / m2 (Newton ανά τετραγωνικό μέτρο) |
| 1.013 bar (μπαρ) |
| 14.696 psi (λίβρα ανά τετραγωνική ίντσα) |
Καταλάβετε επίσης τι είναι δύναμη, πυκνότητα και βαρύτητα.
Όσο υψηλότερο είναι το υψόμετρο, τόσο χαμηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση
Το υψόμετρο είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν την ατμοσφαιρική πίεση. Για να κατανοήσουμε πώς γίνεται αυτή η σχέση, είναι απαραίτητο να σκεφτούμε τη δομή της ατμόσφαιρας.
Η ατμόσφαιρα είναι ένα στρώμα αέρα 800 χλμ., Αποτελούμενο από διαφορετικά αέρια, όπως οξυγόνο, υδρογόνο και άζωτο. Αυτά τα αέρια έχουν μάζα και βάρος και ασκούν δύναμη σε όλα τα σώματα στην επιφάνεια της γης.
Εάν θεωρήσουμε ότι η πίεση είναι η δύναμη στην περιοχή, πρέπει να υπολογίσουμε τη δύναμη που ασκεί η στήλη αέρα σε μια δεδομένη περιοχή.
Όσο πιο κοντά στο επίπεδο της θάλασσας, τόσο μεγαλύτερη θα είναι αυτή η στήλη του ατμοσφαιρικού αέρα, και καθώς ανεβαίνουμε ανακούφιση, αυτή η στήλη μειώνεται.
Όσο μεγαλύτερο είναι το βάρος της στήλης, τόσο πιο συμπυκνωμένος είναι ο αέρας, δηλαδή, τα μόρια του αέρα είναι πιο κοντά μεταξύ τους. Από την άλλη πλευρά, καθώς ανεβαίνουμε στην ανακούφιση, τα μόρια θα είναι πιο απλωμένα και ο αέρας θα είναι λιγότερο συγκεντρωμένος.
Γι 'αυτό οι αναρριχητές δυσκολεύονται να αναπνέουν κατά την αναρρίχηση στα βουνά. Καθώς η συγκέντρωση του αέρα είναι χαμηλότερη, τα σωματίδια απέχουν περισσότερο, καθιστώντας τον αέρα λεπτό.
Στο επίπεδο της θάλασσας, από την άλλη πλευρά, ο αέρας είναι πολύ συγκεντρωμένος, γεγονός που διευκολύνει την αναπνοή.
Δείτε επίσης την έννοια του υψόμετρο και γνωρίστε το στρώματα ατμόσφαιρας.
Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο χαμηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση
Η ατμοσφαιρική πίεση επηρεάζεται επίσης από τη θερμοκρασία. Απλώς θυμηθείτε ότι σε υψηλές θερμοκρασίες, τα μόρια του σώματος απομακρύνονται - όπως και ο αέρας.
Αυτό σημαίνει ότι σε θερμότερες θερμοκρασίες, τα μόρια του αέρα απλώνονται περισσότερο και επομένως η ατμοσφαιρική πίεση τείνει να είναι χαμηλότερη.
Σε ψυχρά μέρη, τα μόρια αέρα συσσωρεύονται, αυξάνοντας τη συγκέντρωση των αερίων και, κατά συνέπεια, αυξάνουν την ατμοσφαιρική πίεση.
μάθετε περισσότερα για θερμοκρασία.
Πρακτικά παραδείγματα ατμοσφαιρικής πίεσης
Πίεση αεροσκαφών
Τα εμπορικά αεροπλάνα συνήθως πετούν περίπου 11.000 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της Γης. Σε αυτό το υψόμετρο ο αέρας δεν είναι πολύ συγκεντρωμένος και το η ατμοσφαιρική πίεση είναι πολύ χαμηλή, που καθιστά την ανθρώπινη ζωή αδύνατη.
Για να επιτρέπεται η αναπνοή μέσα στην καμπίνα σε αυτό το υψόμετρο, τα αεροσκάφη υπό πίεση. Αυτό σημαίνει ότι μια μεγάλη ποσότητα αέρα εγχύεται στην καμπίνα έως ότου επιτευχθεί πίεση κατάλληλη για τον άνθρωπο.
Κατά τη διάρκεια της πτήσης, η πίεση μέσα στο αεροπλάνο είναι πολύ μεγαλύτερη από την πίεση στην ατμόσφαιρα έξω, και για να μην αλλάξει αυτή η πίεση, η καμπίνα του αεροπλάνου πρέπει να είναι πλήρως σφραγισμένη.
Καθώς ο αέρας ρέει από την περιοχή υψηλότερης πυκνότητας στην περιοχή χαμηλότερης πυκνότητας, οποιαδήποτε διαρροή στην καμπίνα θα προκαλέσει τον αέρα να διαφύγει γρήγορα από το αεροσκάφος, προκαλώντας αποσυμπίεση.
μάθετε περισσότερα για πίεση.
Υγρό στο άχυρο
Η κατανάλωση υγρού σε άχυρο είναι δυνατή μόνο χάρη στη δράση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Αυτό συμβαίνει επειδή η ατμοσφαιρική πίεση ασκεί δύναμη στο υγρό στο κύπελλο.
Μέσα στο άχυρο υπάρχει αέρας και επομένως πίεση, αλλά όταν τραβάμε αέρα από το εσωτερικό του αχύρου, μειώνουμε την πίεση μέσα.
Καθώς υπάρχει ατμοσφαιρική πίεση που "σπρώχνει" το υγρό προς τα κάτω και καθώς το υγρό ρέει από την υψηλότερη προς τη χαμηλότερη πίεση, το υγρό θα ανέβει μέσω του καλαμποκιού μέχρι να φτάσει στο στόμα.
Βαρόμετρο: ένα όργανο για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης
Η μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης έγινε για πρώτη φορά το 1643 από την Evangelista Torricelli, έναν Ιταλό φυσικό και μαθηματικό.
Ο Torricelli δημιούργησε το βαρόμετρο υδραργύρου, ένα όργανο αποτελούμενο από δοκιμαστικό σωλήνα μήκους 1 μέτρου και άλλο κάτω δοχείο, παρόμοιο με ένα μπολ. Και τα δύο δοχεία ήταν γεμάτα με υδράργυρο.
Στο πείραμά του, ο δοκιμαστικός σωλήνας τοποθετήθηκε στο μπολ με το ανοιχτό άκρο προς τα κάτω έτσι ώστε να μην μπορούσε να εισέλθει αέρας στο σωλήνα.
Το υγρό άρχισε να ρέει από το σωλήνα στο μπολ και το σύστημα έφτασε σε ισορροπία όταν η στήλη υδραργύρου έφτασε τα 76 cm. Στην κορυφή του δοκιμαστικού σωλήνα, σχηματίστηκε κενό.
Η σταθεροποίηση συστήματος σημαίνει ότι η ατμοσφαιρική πίεση που ασκεί η στήλη υδραργύρου στο υγρό είναι ίση με την ατμοσφαιρική πίεση που ασκείται από την ατμόσφαιρα έξω.
Έτσι, ο Torricelli διαπίστωσε ότι η ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας θα ήταν ίση με 76 cmHg ή 760 mmHg.
Δείτε επίσης την έννοια του ατμόσφαιρα.
