Atmosferos slėgis, dar vadinamas barometriniu slėgiu, yra jėga, kurią oras atmosferoje veikia Žemės paviršiuje ir ant visų kūnų.
Šis slėgis nėra vienodas bet kurioje planetos vietoje, jis skiriasi priklausomai nuo oro ir reljefo sąlygų ir yra susijęs su oro koncentracija:
- Koncentruotesnis oras: didesnis slėgis
- Mažiau koncentruotas oras: mažesnis slėgis
Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką oro koncentracijai ir slėgiui, yra aukštis ir temperatūra.
Atmosferos slėgį pirmą kartą 1643 m. Nustatė fizikė ir matematikė Evangelista Torricelli.
Kaip apskaičiuoti atmosferos slėgį?
Slėgis apskaičiuojamas pagal jėgos (F) ir ploto (A) santykį.
Atmosferos slėgio atveju jėga reiškia svorį, kurį oro kolonėlė daro tam tikrame paviršiaus plote. Atmosferos slėgis matuojamas N / m2 (Niutonas kvadratiniam metrui) arba paskalas (Pa).
Kur,
- F = jėga, išmatuota N (Niutonas)
- = plotas, išmatuotas m2
- P = slėgis, išmatuotas N / m2 arba paschal (Pa)
Kitas būdas apskaičiuoti atmosferos slėgį yra tokia formulė:
Kur,
- d = tankis, išmatuotas kg / m³
- H = aukštis, išmatuotas metrais
- g = gravitacija, išmatuota m / s²
- P = slėgis, išmatuotas pa (Pa)
Atmosferos slėgis jūros lygyje
Taikydami atmosferos slėgio formulę ir naudodami Torricelli eksperimentą kaip atskaitos vertes, galime apskaičiuoti atmosferos slėgį jūros lygyje. Šiomis sąlygomis vertės yra:
- Gyvsidabrio tankis: 13,6.103 km / m3
- Sunkio pagreitis: 9,8 m / s2
- Gyvsidabrio vamzdyje pasiektas aukštis: 76 cm = 0,76 m
Taikydami formulę (P = d x g x h), turime:
P = 13.6.103 x 9,8 x 0,76
p = 1.013.105 Pan
Atmosferos slėgio vertę jūros lygyje taip pat galima išreikšti:
| 760 mmHg (gyvsidabrio milimetrai) |
| 1 atm (atmosfera) |
| 100 000 N / m2 (Niutonas kvadratiniam metrui) |
| 1013 barai (barai) |
| 14 696 psi (svaras už kvadratinį colį) |
Taip pat suprask, kas tai yra jėga, tankis ir gravitacija.
Kuo didesnis aukštis, tuo mažesnis atmosferos slėgis
Aukštis yra vienas iš pagrindinių veiksnių, darančių įtaką atmosferos slėgiui. Norint suprasti, kaip vyksta šie santykiai, reikia galvoti apie atmosferos struktūrą.
Atmosfera yra 800 km oro sluoksnis, susidedantis iš skirtingų dujų, tokių kaip deguonis, vandenilis ir azotas. Šios dujos turi masę ir svorį ir veikia jėgą visiems žemės paviršiaus kūnams.
Jei manysime, kad slėgis yra jėga vietovei, turime apskaičiuoti jėgą, kurią oro kolonėlė daro tam tikroje srityje.
Kuo arčiau jūros lygio, tuo didesnė bus ši atmosferos oro kolona, o kai mes palengvėjame, ši kolona mažėja.
Kuo didesnis kolonos svoris, tuo oras yra labiau koncentruotas, tai yra, oro molekulės yra arčiau viena kitos. Kita vertus, kylant reljefu, molekulės bus labiau paskleistos, o oras bus mažiau koncentruotas.
Štai kodėl alpinistams sunku lipti lipant į kalnus. Kadangi oro koncentracija yra mažesnė, dalelės yra toliau viena nuo kitos, todėl oras tampa plonas.
Kita vertus, jūros lygyje oras yra labai koncentruotas, todėl kvėpavimas tampa lengvesnis.
Taip pat žr aukštis ir susitikti su atmosferos sluoksniai.
Kuo aukštesnė temperatūra, tuo žemesnis atmosferos slėgis
Atmosferos slėgiui įtakos turi ir temperatūra. Tiesiog nepamirškite, kad esant aukštai temperatūrai kūnų molekulės juda atskirai - taip pat ir oras.
Tai reiškia, kad esant aukštesnei temperatūrai oro molekulės yra labiau išsisklaidžiusios, todėl atmosferos slėgis būna mažesnis.
Šaltose vietose oro molekulės susikaupia, padidindamos dujų koncentraciją ir padidindamos atmosferos slėgį.
žinoti daugiau apie temperatūra.
Praktiniai atmosferos slėgio pavyzdžiai
Orlaivio slėgis
Komerciniai lėktuvai paprastai skraido apie 11 000 metrų virš Žemės paviršiaus. Šiame aukštyje oras nėra labai koncentruotas ir atmosferos slėgis per žemas, dėl kurio žmogaus gyvenimas tampa neįmanomas.
Kad tokiu aukščiu būtų galima kvėpuoti salono viduje, orlaiviui daromas slėgis. Tai reiškia, kad į saloną įpurškiamas didelis oro kiekis, kol pasiekiamas žmonėms tinkamas slėgis.
Skrydžio metu slėgis lėktuvo viduje yra daug didesnis nei slėgis lauke esančioje atmosferoje, o kad šis slėgis nepakistų, lėktuvo kabina turi būti visiškai uždaryta.
Kai oras teka iš didesnio tankio zonos į mažesnio tankio zoną, dėl bet kokio nuotėkio salone oras greitai išbėgs iš orlaivio ir sukels slėgį.
žinoti daugiau apie spaudimas.
Skystis šiauduose
Skystį šiauduose gerti galima tik veikiant atmosferos slėgiui. Taip yra todėl, kad atmosferos slėgis daro jėgą puodelyje esančiam skysčiui.
Šiaudų viduje yra oras, taigi ir slėgis, tačiau traukdami orą iš šiaudų vidaus, sumažiname slėgį viduje.
Kadangi atmosferos slėgis „stumia“ skystį žemyn ir kai skystis teka nuo didžiausio iki žemiausio slėgio, skystis pakils per šiaudelį, kol pasieks burną.
Barometras: prietaisas atmosferos slėgiui matuoti
Pirmą kartą atmosferos slėgį matavo italų fizikė ir matematikė Evangelista Torricelli.
Torricelli sukūrė gyvsidabrio barometras, instrumentas, sudarytas iš 1 metro ilgio mėgintuvėlio ir kito apatinio indo, panašaus į dubenį. Abi talpyklos buvo pripildytos gyvsidabrio.
Jo eksperimento metu mėgintuvėlis buvo įdėtas į dubenį atviru galu žemyn, kad į vamzdelį nepatektų oro.
Skystis iš vamzdžio pradėjo tekėti į dubenį, o sistema pasiekė pusiausvyrą, kai gyvsidabrio kolonėlė pasiekė 76 cm. Mėgintuvėlio viršuje susidarė vakuumas.
Sistemos stabilizavimas reiškia, kad gyvsidabrio stulpelio skystyje veikiamas atmosferos slėgis yra lygus atmosferos slėgiui, kurį daro lauke esanti atmosfera.
Taigi Torricelli nustatė, kad atmosferos slėgis jūros lygyje bus lygus 76 cmHg arba 760 mmHg.
Taip pat žr atmosfera.