Ilmanpaine, jota kutsutaan myös ilmanpaineeksi, on voima, jonka ilmakehässä oleva ilma kohdistuu maapallon pintaan ja kaikkiin elimiin.
Tämä paine ei ole sama missään planeetalla, se vaihtelee sää- ja helpotusolosuhteiden mukaan ja liittyy ilman pitoisuuteen:
- Tiiviimpi ilma: korkeampi paine
- Vähemmän väkevöityä ilmaa: matalampi paine
Tärkeimmät ilmanpitoisuuteen ja paineeseen vaikuttavat tekijät ovat korkeus ja lämpötila.
Ilmakehän paine määritettiin ensimmäisen kerran vuonna 1643 fyysikko ja matemaatikko Evangelista Torricelli.
Kuinka laskea ilmanpaine?
Paine lasketaan voiman (F) ja alueen (A) välisellä suhteella.
Ilmakehän paineen tapauksessa voima viittaa painoon, jonka ilmapylväs kohdistaa tietylle pinta-alalle. Ilmanpaine mitataan N / m2 (Newton / neliömetri) tai pascal (Pa).
Missä,
- F = voima mitattu N: ssä (Newton)
- THE = pinta-ala mitattuna metreinä2
- P = paine mitattuna N / m2 tai paschal (Pa)
Toinen tapa laskea ilmanpaine on käyttää seuraavaa kaavaa:
Missä,
- d = tiheys mitattuna kg / m³
- H = korkeus mitattuna metreinä
- g = painovoima mitattuna m / s²
- P = paine mitattuna pa (Pa)
Ilmanpaine merenpinnalla
Ilmakehän paineen kaavaa soveltamalla ja käyttämällä Torricellin kokeita arvojen viitteenä voimme laskea ilmanpaineen merenpinnalla. Näissä olosuhteissa arvot ovat:
- Elohopean tiheys: 13,6.103 km / m3
- Painovoiman kiihtyvyys: 9,8 m / s2
- Elohopean saavuttama korkeus putkessa: 76 cm = 0,76 m
Kaavaa (P = d x g x h) käytettäessä meillä on:
P = 13,6,103 x 9,8 x 0,76
p = 1,013,105 Panoroida
Ilmanpaineen arvo merenpinnalla voidaan ilmaista myös seuraavasti:
| 760 mmHg (millimetriä elohopeaa) |
| 1 atm (ilmakehä) |
| 100 000 N / m2 (Newton / neliömetri) |
| 1013 baaria (baareja) |
| 14696 psi (punta / neliötuuma) |
Ymmärrä myös mikä se on vahvuus, tiheys ja painovoima.
Mitä korkeampi korkeus, sitä alhaisempi ilmanpaine
Korkeus on yksi tärkeimmistä ilmakehän paineeseen vaikuttavista tekijöistä. Tämän suhteen ymmärtämiseksi on tarpeen miettiä ilmakehän rakennetta.
Ilmakehä on 800 km ilmakerros, joka koostuu erilaisista kaasuista, kuten hapesta, vedystä ja typestä. Näillä kaasuilla on massa ja paino ja ne kohdistavat voimaa kaikkiin maan pinnalla oleviin kappaleisiin.
Jos katsomme, että paine on voimaa alueelle, meidän on laskettava voima, jonka ilmapylväs kohdistaa tietylle alueelle.
Mitä lähempänä merenpintaa, sitä suurempi tämä ilmakehän sarake on, ja kun nousemme helpotukseksi, tämä sarake pienenee.
Mitä suurempi pylvään paino on, sitä väkevämpi ilma on, toisin sanoen ilmamolekyylit ovat lähempänä toisiaan. Toisaalta, kun nousemme reliefiin, molekyylit levittyvät enemmän ja ilma on vähemmän keskittynyt.
Siksi kiipeilijöillä on hengitysvaikeuksia kiipeessään vuorille. Koska ilman pitoisuus on alhaisempi, hiukkaset ovat kauempana toisistaan, jolloin ilma on ohut.
Merenpinnalla ilma on sitä vastoin hyvin keskittynyt, mikä helpottaa hengittämistä.
Katso myös merkitys korkeus ja tavata ilmakehän kerrokset.
Mitä korkeampi lämpötila, sitä alhaisempi ilmanpaine
Ilmanpaineeseen vaikuttaa myös lämpötila. Muista vain, että korkeissa lämpötiloissa ruumiin molekyylit liikkuvat toisistaan - niin myös ilma.
Tämä tarkoittaa, että lämpimämmissä lämpötiloissa ilmamolekyylit ovat levinneet enemmän ja siksi ilmanpaine on yleensä alhaisempi.
Kylmissä paikoissa ilmamolekyylit sulautuvat yhteen, mikä lisää kaasujen pitoisuutta ja siten nostaa ilmakehän painetta.
tietää enemmän lämpötila.
Käytännön esimerkkejä ilmanpaineesta
Lentokoneiden paineistus
Kaupalliset lentokoneet lentävät yleensä noin 11 000 metriä maanpinnan yläpuolella. Tällä korkeudella ilma ei ole kovin keskittynyt ja ilmanpaine on liian matala, mikä tekee ihmisen elämän mahdottomaksi.
Hengityksen sallimiseksi matkustamossa tällä korkeudella lentokone on paineistettu. Tämä tarkoittaa, että hyttiin ruiskutetaan suuri määrä ilmaa, kunnes saavutetaan ihmisille sopiva paine.
Lennon aikana paine koneen sisällä on paljon suurempi kuin ulkoilman paine, ja jotta tämä paine ei muutu, koneen ohjaamo on suljettava kokonaan.
Kun ilma virtaa tiheämmältä alueelta pienemmän tiheyden alueelle, mahdollinen vuoto ohjaamossa saa ilman poistumaan nopeasti lentokoneesta aiheuttaen paineistusta.
tietää enemmän paine.
Nestettä olkessa
Nesteen juominen olkessa on mahdollista vain ilmakehän paineen vaikutuksesta. Tämä johtuu siitä, että ilmakehän paine vaikuttaa voimaan kupin nesteeseen.
Oljen sisällä on ilmaa ja siten paine, mutta kun vedämme ilmaa oljen sisältä, pienennämme sisäistä painetta.
Koska ilmakehän paine "työntää" nestettä alaspäin ja kun neste virtaa suurimmasta alimpaan paineeseen, neste nousee oljen läpi suuhun asti.
Barometri: laite ilmanpaineen mittaamiseksi
Ilmanpaineen mittauksen teki ensimmäisen kerran vuonna 1643 italialainen fyysikko ja matemaatikko Evangelista Torricelli.
Torricelli loi elohopeaparometri, instrumentti, joka koostuu 1 metrin pituisesta koeputkesta ja toisesta alemmasta astiasta, samanlainen kuin kulho. Molemmat astiat täytettiin elohopealla.
Hänen kokeessaan koeputki asetettiin kulhoon avoimen pään ollessa alaspäin niin, ettei ilma pääty putkeen.
Neste alkoi virrata putkesta kulhoon ja järjestelmä saavutti tasapainon, kun elohopeapylväs oli 76 cm. Koeputken yläosaan muodostui tyhjiö.
Järjestelmän vakauttaminen tarkoittaa, että elohopeapylvään nesteelle aiheuttama ilmanpaine on yhtä suuri kuin ulkona olevan ilmakehän paine.
Siten Torricelli päätti, että ilmanpaine merenpinnalla olisi yhtä suuri kuin 76 cmHg tai 760 mmHg.
Katso myös merkitys ilmapiiri.
