Атмосферное давление, также называемое барометрическим давлением, - это сила, которую воздух в атмосфере оказывает на поверхность Земли и на все тела.
Это давление неодинаково на всей планете, оно варьируется в зависимости от погодных и рельефных условий и связано с концентрацией воздуха:
- Более концентрированный воздух: более высокое давление
- Менее концентрированный воздух: более низкое давление
Основными факторами, влияющими на концентрацию и давление воздуха, являются: высота и температура.
Атмосферное давление было впервые определено в 1643 году физиком и математиком Евангелистой Торричелли.
Как рассчитать атмосферное давление?
Давление рассчитывается как отношение силы (F) к площади (A).
В случае атмосферного давления сила относится к весу, который столб воздуха оказывает на определенную площадь поверхности. Атмосферное давление измеряется в Н / м.2 (Ньютон на квадратный метр) или паскаль (Па).
Где,
- F = сила, измеряемая в Н (Ньютон)
- THE = площадь, измеренная в м2
- п = давление измеряется в Н / м2 или пасхальный (Па)
Другой способ рассчитать атмосферное давление - использовать следующую формулу:
Где,
- d = плотность, измеренная в кг / м³
- ЧАС = высота в метрах
- грамм = сила тяжести измеряется в м / с²
- п = давление, измеренное в Па (Па)
Атмосферное давление на уровне моря
Применяя формулу атмосферного давления и используя эксперимент Торричелли в качестве эталона для значений, мы можем вычислить атмосферное давление на уровне моря. В этих условиях значения следующие:
- Плотность ртути: 13,6.103 км / м3
- Ускорение свободного падения: 9,8 м / с2
- Высота, достигнутая ртутью в трубке: 76 см = 0,76 м
Применяя формулу (P = d x g x h), имеем:
Р = 13,6,103 х 9,8 х 0,76
р = 1,013,105 Кастрюля
Значение атмосферного давления на уровне моря также может быть выражено следующим образом:
| 760 мм рт. Ст. (Миллиметры ртутного столба) |
| 1 атм (атмосфера) |
| 100000 Н / м2 (Ньютон на квадратный метр) |
| 1,013 бар (бар) |
| 14,696 фунтов на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм) |
Также поймите, что это такое сила, плотность а также сила тяжести.
Чем выше высота, тем ниже атмосферное давление.
Высота - один из основных факторов, влияющих на атмосферное давление. Чтобы понять, как происходят эти отношения, необходимо подумать о структуре атмосферы.
Атмосфера - это 800-километровый слой воздуха, состоящий из различных газов, таких как кислород, водород и азот. Эти газы обладают массой и весом и действуют на все тела на поверхности земли.
Если мы считаем, что давление - это сила, действующая на область, мы должны рассчитать силу, которую столб воздуха оказывает на данную область.
Чем ближе к уровню моря, тем больше будет этот столб атмосферного воздуха, и по мере подъема рельефа этот столб уменьшается.
Чем больше вес колонны, тем более концентрированный воздух, то есть молекулы воздуха расположены ближе друг к другу. С другой стороны, по мере того, как мы поднимаемся по рельефу, молекулы будут более рассредоточены, а воздух будет менее концентрированным.
Вот почему альпинистам трудно дышать при восхождении в горы. Чем ниже концентрация воздуха, тем дальше частицы отдаляются друг от друга, что делает воздух разреженным.
Напротив, на уровне моря воздух очень концентрированный, что облегчает дыхание.
См. Также значение высота и встретить слои атмосферы.
Чем выше температура, тем ниже атмосферное давление.
На атмосферное давление также влияет температура. Просто помните, что при высоких температурах молекулы тел расходятся, как и воздух.
Это означает, что при более высоких температурах молекулы воздуха более разбросаны, и поэтому атмосферное давление имеет тенденцию к снижению.
В холодных местах молекулы воздуха слипаются, увеличивая концентрацию газов и, как следствие, повышая атмосферное давление.
узнать больше о температура.
Практические примеры атмосферного давления
Герметизация самолета
Коммерческие самолеты обычно летают на высоте около 11000 метров над поверхностью Земли. На этой высоте воздух не очень концентрированный, и атмосферное давление слишком низкое, что делает человеческую жизнь невозможной.
Чтобы позволить дышать внутри кабины на этой высоте, в самолете создается избыточное давление. Это означает, что в кабину нагнетается большое количество воздуха, пока не будет достигнуто давление, подходящее для людей.
Во время полета давление внутри самолета намного превышает давление в атмосфере снаружи, и чтобы это давление не изменилось, кабина самолета должна быть полностью герметичной.
Поскольку воздух течет из зоны с более высокой плотностью в зону с более низкой плотностью, любая утечка в салоне приведет к быстрому выходу воздуха из самолета, вызывая разгерметизацию.
узнать больше о давление.
Жидкость в соломинке
Пить жидкость через соломинку можно только под действием атмосферного давления. Это потому, что атмосферное давление оказывает давление на жидкость в чашке.
Внутри соломинки есть воздух и, следовательно, давление, но когда мы втягиваем воздух изнутри соломинки, мы уменьшаем давление внутри.
Поскольку существует атмосферное давление, «толкающее» жидкость вниз, и когда жидкость течет от самого высокого до самого низкого давления, жидкость будет подниматься через соломинку, пока не достигнет рта.
Барометр: прибор для измерения атмосферного давления
Впервые измерение атмосферного давления было выполнено в 1643 году итальянским физиком и математиком Евангелистой Торричелли.
Торричелли создал ртутный барометр, инструмент, состоящий из пробирки длиной 1 метр и контейнера меньшего размера, похожего на чашу. Оба контейнера были заполнены ртутью.
В его эксперименте пробирка была помещена в чашу открытым концом вниз, чтобы воздух не мог попасть в пробирку.
Жидкость начала перетекать из трубки в чашу, и система приходила в равновесие, когда столб ртути достигал 76 см. В верхней части пробирки образовывался вакуум.
Стабилизация системы означает, что атмосферное давление, которое столб ртути оказывает на жидкость, равно атмосферному давлению внешней атмосферы.
Таким образом, Торричелли определил, что атмосферное давление на уровне моря будет равно 76 см рт. Ст. Или 760 мм рт. Ст.
См. Также значение атмосфера.
