वायुमंडलीय दबाव, जिसे बैरोमीटर का दबाव भी कहा जाता है, वह बल है जो वायुमंडल में वायु पृथ्वी की सतह और सभी पिंडों पर लगाता है।
यह दबाव ग्रह पर कहीं भी समान नहीं है, यह मौसम और राहत की स्थिति के अनुसार बदलता रहता है और हवा की एकाग्रता से संबंधित होता है:
- अधिक केंद्रित हवा: उच्च दबाव
- कम केंद्रित हवा: कम दबाव
वायु सांद्रण और दाब को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं ऊंचाई और यह तापमान.
वायुमंडलीय दबाव पहली बार 1643 में भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ इवेंजेलिस्टा टोरिसेली द्वारा निर्धारित किया गया था।
वायुमंडलीय दबाव की गणना कैसे करें?
दबाव की गणना बल (एफ) से क्षेत्र (ए) के अनुपात से की जाती है।
वायुमंडलीय दबाव के मामले में, बल उस भार को संदर्भित करता है जो वायु स्तंभ एक निश्चित सतह क्षेत्र पर लगाता है। वायुमंडलीय दबाव N/m. में मापा जाता है2 (न्यूटन प्रति वर्ग मीटर) या पास्कल (Pa)।
कहा पे,
- एफ = N (न्यूटन) में मापा गया बल
- = एम. में मापा गया क्षेत्रफल2
- पी = N/m. में मापा गया दबाव2 या पास्कल (पा)
वायुमंडलीय दबाव की गणना करने का दूसरा तरीका निम्न सूत्र का उपयोग कर रहा है:
कहा पे,
- घ = घनत्व किलो/एम³ में मापा जाता है
- एच = ऊंचाई मीटर में मापी गई
- जी = गुरुत्वाकर्षण m/s². में मापा जाता है
- पी = दबाव पा (Pa) में मापा जाता है
समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव
वायुमंडलीय दबाव सूत्र को लागू करना और मूल्यों के संदर्भ के रूप में टोरिसेली के प्रयोग का उपयोग करके, हम समुद्र के स्तर पर वायुमंडलीय दबाव की गणना कर सकते हैं। इन शर्तों के तहत, मान हैं:
- पारा का घनत्व: 13,6.103 किमी/मी3
- गुरुत्वाकर्षण का त्वरण: 9.8 मी/से2
- नली में पारे द्वारा प्राप्त ऊँचाई: 76 सेमी = 0.76 वर्ग मीटर
सूत्र (P = d x g x h) को लागू करने पर, हमारे पास है:
पी = 13.6.103 x ९.८ x ०.७६
पी = 1.013.105 कड़ाही
समुद्र तल पर वायुमंडलीय दाब मान को निम्न द्वारा भी व्यक्त किया जा सकता है:
| 760 mmHg (पारा का मिलीमीटर) |
| 1 एटीएम (वायुमंडल) |
| 100,000 एन / एम2 (न्यूटन प्रति वर्ग मीटर) |
| 1,013 बार (बार) |
| 14,696 साई (पाउंड प्रति वर्ग इंच) |
यह भी समझें कि क्या है शक्ति, घनत्व तथा गुरुत्वाकर्षण.
ऊंचाई जितनी अधिक होगी, वायुमंडलीय दबाव उतना ही कम होगा
ऊंचाई वायुमंडलीय दबाव को प्रभावित करने वाले मुख्य कारकों में से एक है। यह संबंध कैसे होता है, इसे समझने के लिए वातावरण की संरचना पर विचार करना आवश्यक है।
वायुमंडल हवा की 800 किमी की परत है, जो विभिन्न गैसों, जैसे ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन से बनी है। इन गैसों का द्रव्यमान और भार होता है और पृथ्वी की सतह पर सभी पिंडों पर बल लगता है।
यदि हम मानते हैं कि दबाव क्षेत्र पर बल है, तो हमें उस बल की गणना करनी चाहिए जो वायु स्तंभ किसी दिए गए क्षेत्र पर लगाता है।
समुद्र तल के जितना करीब होगा, वायुमंडलीय वायु का यह स्तंभ उतना ही बड़ा होगा और जैसे-जैसे हम राहत की ओर बढ़ते जाएंगे, यह स्तंभ कम होता जाएगा।
स्तंभ का वजन जितना अधिक होगा, हवा उतनी ही अधिक केंद्रित होगी, यानी हवा के अणु एक साथ करीब होंगे। दूसरी ओर, जैसे-जैसे हम राहत पर चढ़ेंगे, अणु उतने ही अधिक फैलेंगे और हवा उतनी ही कम केंद्रित होगी।
इसलिए पर्वतारोहियों को पहाड़ों पर चढ़ते समय सांस लेने में दिक्कत होती है। चूंकि हवा की सांद्रता कम होती है, कण दूर होते हैं, जिससे हवा पतली हो जाती है।
दूसरी ओर, समुद्र तल पर, हवा बहुत केंद्रित होती है, जिससे सांस लेना आसान हो जाता है।
यह भी देखें ऊंचाई और मिलो वायुमंडल की परतें.
तापमान जितना अधिक होगा, वायुमंडलीय दबाव उतना ही कम होगा
वायुमंडलीय दबाव भी तापमान से प्रभावित होता है। बस याद रखें कि उच्च तापमान पर, शरीर के अणु अलग हो जाते हैं - इसलिए हवा भी।
इसका मतलब है कि गर्म तापमान पर, हवा के अणु अधिक फैलते हैं और इसलिए वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है।
ठंडे स्थानों में, वायु के अणु आपस में टकराते हैं, जिससे गैसों की सांद्रता बढ़ जाती है और फलस्वरूप वायुमंडलीय दबाव अधिक हो जाता है।
के बारे में अधिक जानें तापमान.
वायुमंडलीय दबाव के व्यावहारिक उदाहरण
विमान का दबाव
वाणिज्यिक विमान आमतौर पर पृथ्वी की सतह से लगभग 11,000 मीटर ऊपर उड़ते हैं। इस ऊंचाई पर हवा बहुत केंद्रित नहीं होती है और वायुमंडलीय दबाव बहुत कम हैजो मानव जीवन को असंभव बना देता है।
इस ऊंचाई पर केबिन के अंदर सांस लेने की अनुमति देने के लिए, विमान पर दबाव डाला जाता है। इसका मतलब यह है कि जब तक मनुष्यों के लिए उपयुक्त दबाव नहीं पहुंच जाता, तब तक बड़ी मात्रा में हवा को केबिन में इंजेक्ट किया जाता है।
उड़ान के दौरान, विमान के अंदर का दबाव बाहर के वातावरण में दबाव से बहुत अधिक होता है, और इस दबाव को नहीं बदलने के लिए, विमान के केबिन को पूरी तरह से सील करना चाहिए।
चूंकि हवा उच्च घनत्व वाले क्षेत्र से कम घनत्व वाले क्षेत्र में बहती है, केबिन में किसी भी रिसाव के कारण हवा जल्दी से विमान से बाहर निकल जाएगी, जिससे अवसाद हो जाएगा।
के बारे में अधिक जानें दबाव.
भूसे में तरल
स्ट्रॉ में तरल पीना वायुमंडलीय दबाव की क्रिया के कारण ही संभव है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वायुमंडलीय दबाव कप में तरल पर बल लगा रहा है।
स्ट्रॉ के अंदर हवा होती है और इसलिए दबाव होता है, लेकिन जब हम स्ट्रॉ के अंदर से हवा खींचते हैं, तो हम अंदर के दबाव को कम कर देते हैं।
चूंकि एक वायुमंडलीय दबाव तरल को "धक्का" देता है और जैसे ही तरल उच्चतम से निम्नतम दबाव में बहता है, तरल मुंह तक पहुंचने तक स्ट्रॉ से ऊपर उठेगा।
बैरोमीटर: वायुमंडलीय दबाव मापने के लिए एक उपकरण
वायुमंडलीय दबाव का माप पहली बार 1643 में इवेंजेलिस्टा टोरिसेली, एक इतालवी भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ द्वारा किया गया था।
टोरिसेली ने बनाया पारा बैरोमीटर, एक 1 मीटर लंबी टेस्ट ट्यूब और एक कटोरे के समान एक अन्य निचला कंटेनर से बना एक उपकरण। दोनों कंटेनर पारे से भरे हुए थे।
उनके प्रयोग में, परखनली को खुले सिरे वाले कटोरे में रखा गया था ताकि कोई हवा नली में प्रवेश न कर सके।
तरल ट्यूब से कटोरे में बहने लगा और जब पारा का स्तंभ 76 सेमी तक पहुंच गया तो सिस्टम संतुलन में आ गया। परखनली के शीर्ष पर एक निर्वात बनता है।
सिस्टम स्थिरीकरण का अर्थ है कि वायुमंडलीय दबाव जो पारा का स्तंभ तरल पर डालता है, वह वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है जो बाहर के वातावरण द्वारा लगाया जाता है।
इस प्रकार, टोरिसेली ने निर्धारित किया कि समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव 76 सेमीएचजी या 760 मिमीएचजी के बराबर होगा।
यह भी देखें वायुमंडल.
