Atmosferski tlak, koji se naziva i barometarski, sila je koju zrak u atmosferi vrši na Zemljinu površinu i na sva tijela.
Ovaj tlak nije jednak nigdje na planeti, on se razlikuje ovisno o vremenskim i reljefnim uvjetima i povezan je s koncentracijom zraka:
- Koncentriraniji zrak: viši tlak
- Manje koncentrirani zrak: niži tlak
Glavni čimbenici koji utječu na koncentraciju i pritisak zraka su visina i temperatura.
Atmosferski tlak prvi je put utvrdio 1643. godine fizičar i matematičar Evangelista Torricelli.
Kako izračunati atmosferski tlak?
Tlak se izračunava omjerom sile (F) prema površini (A).
U slučaju atmosferskog tlaka, sila se odnosi na težinu koju zračni stup vrši na određenu površinu. Atmosferski tlak mjeri se u N / m2 (Newton po kvadratnom metru) ili pascal (Pa).
Gdje,
- F = sila izmjerena u N (Newton)
- THE = površina izmjerena u m2
- Str = tlak izmjeren u N / m2 ili pashalno (Pa)
Drugi način izračunavanja atmosferskog tlaka je pomoću sljedeće formule:
Gdje,
- d = gustoća izmjerena u kg / m³
- H = visina izmjerena u metrima
- g = gravitacija izmjerena u m / s²
- Str = tlak izmjeren u pa (Pa)
Atmosferski tlak na razini mora
Primjenjujući formulu atmosferskog tlaka i koristeći Torricellijev eksperiment kao referencu za vrijednosti, možemo izračunati atmosferski tlak na razini mora. U tim uvjetima vrijednosti su:
- Gustoća žive: 13,6.103 km / m3
- Ubrzanje gravitacije: 9,8 m / s2
- Visina postignuta živom u cijevi: 76 cm = 0,76 m
Primjenjujući formulu (P = d x g x h), imamo:
P = 13.6.103 x 9,8 x 0,76
p = 1,013,105 Pan
Vrijednost atmosferskog tlaka na razini mora također se može izraziti:
| 760 mmHg (milimetri žive) |
| 1 atm (atmosfera) |
| 100 000 N / m2 (Njutna po kvadratnom metru) |
| 1.013 bara (barovi) |
| 14.696 psi (funta po kvadratnom inču) |
Također shvatite što je to snaga, gustoća i gravitacija.
Što je nadmorska visina veća, atmosferski tlak je niži
Nadmorska visina je jedan od glavnih čimbenika koji utječe na atmosferski tlak. Da bismo razumjeli kako se taj odnos odvija, potrebno je razmisliti o strukturi atmosfere.
Atmosfera je sloj zraka od 800 km, sastavljen od različitih plinova, poput kisika, vodika i dušika. Ti plinovi imaju masu i težinu i vrše silu na sva tijela na zemaljskoj površini.
Ako uzmemo u obzir da je pritisak sila na površinu, moramo izračunati silu koju stupac zraka vrši na određeno područje.
Što je bliže razini mora, veći će biti ovaj stupac atmosferskog zraka, a kako se rastežemo, taj se stupac smanjuje.
Što je veća težina stupa, to je zrak koncentriraniji, odnosno molekule zraka su bliže jedna drugoj. S druge strane, kako se penjemo prema reljefu, molekule će biti raširenije, a zrak će biti manje koncentriran.
Zbog toga penjači teško dišu prilikom penjanja na planine. Kako je koncentracija zraka niža, čestice su međusobno udaljenije, što zrak čini tankim.
S druge strane, na razini mora zrak je vrlo koncentriran, što olakšava disanje.
Vidi također značenje visina i upoznati slojevi atmosfere.
Što je temperatura viša, atmosferski tlak je niži
Na atmosferski tlak utječe i temperatura. Sjetite se samo da se pri visokim temperaturama molekule tijela razdvajaju - pa tako i zrak.
To znači da su pri toplijim temperaturama molekule zraka više raširene i stoga je atmosferski tlak obično niži.
Na hladnim mjestima molekule zraka skupljaju se, povećavajući koncentraciju plinova i posljedično čineći atmosferski tlak višim.
znati više o temperatura.
Praktični primjeri atmosferskog tlaka
Pritisak zrakoplova
Komercijalni avioni obično lete oko 11 000 metara iznad Zemljine površine. Na ovoj nadmorskoj visini zrak nije jako koncentriran i atmosferski tlak je prenizak, što onemogućava ljudski život.
Kako bi se omogućilo disanje unutar kabine na ovoj visini, zrakoplov je pod tlakom. To znači da se u kabinu ubrizgava velika količina zraka dok se ne postigne tlak pogodan za ljude.
Tijekom leta, tlak u zrakoplovu mnogo je veći od tlaka u atmosferi izvana, a da se taj tlak ne bi promijenio, kabina zrakoplova mora biti potpuno zatvorena.
Kako zrak teče iz područja veće gustoće u područje niže gustoće, svako curenje u kabini uzrokovat će da zrak brzo izađe iz zrakoplova, što dovodi do smanjenja tlaka.
znati više o pritisak.
Tekućina u slami
Pijenje tekućine u slamčici moguće je samo zahvaljujući djelovanju atmosferskog tlaka. To je zato što atmosferski tlak vrši silu na tekućinu u čaši.
Unutar slame ima zraka, a time i pritiska, ali kada izvlačimo zrak iznutra, smanjimo tlak iznutra.
Kako postoji atmosferski tlak koji "gura" tekućinu prema dolje i kako tekućina teče od najvišeg do najnižeg tlaka, tekućina će se dizati kroz slamu dok ne dođe do usta.
Barometar: instrument za mjerenje atmosferskog tlaka
Mjerenje atmosferskog tlaka prvi je put izvršio 1643. godine Evangelista Torricelli, talijanski fizičar i matematičar.
Torricelli je stvorio živin barometar, instrument sastavljen od 1 metra duge epruvete i manje posude, slične zdjeli. Oba spremnika bila su napunjena živom.
U njegovom eksperimentu epruveta je stavljena u posudu s otvorenim krajem prema dolje, tako da zrak nije mogao ući u cijev.
Tekućina je počela istjecati iz cijevi u posudu i sustav je došao u ravnotežu kada je stupac žive dosegao 76 cm. Na vrhu epruvete stvorio se vakuum.
Stabilizacija sustava znači da je atmosferski tlak koji stupac žive vrši na tekućinu jednak atmosferskom tlaku koji vrši atmosfera izvana.
Tako je Torricelli utvrdio da će atmosferski tlak na razini mora biti jednak 76 cmHg ili 760 mmHg.
Vidi također značenje atmosfera.
