Atmosférický tlak, nazývaný tiež barometrický tlak, je sila, ktorú vzduch v atmosfére vyvíja na zemský povrch a na všetky telesá.
Tento tlak nie je nikde na planéte rovnaký, líši sa podľa poveternostných a reliéfnych podmienok a súvisí s koncentráciou vzduchu:
- Koncentrovanejší vzduch: vyšší tlak
- Menej koncentrovaný vzduch: nižší tlak
Hlavné faktory ovplyvňujúce koncentráciu a tlak vzduchu sú: nadmorská výška a teplota.
Atmosférický tlak prvýkrát určil v roku 1643 fyzik a matematik Evangelista Torricelli.
Ako vypočítať atmosférický tlak?
Tlak sa počíta z pomeru sily (F) k ploche (A).
V prípade atmosférického tlaku sa silou rozumie váha, ktorou vzduchový stĺpec pôsobí na určitú plochu. Atmosférický tlak sa meria v N / m2 (Newton na meter štvorcový) alebo pascal (Pa).
Kde,
- F = sila nameraná v N (Newton)
- THE = plocha meraná v m2
- P = tlak meraný v N / m2 alebo veľkonočné (Pa)
Ďalším spôsobom, ako vypočítať atmosférický tlak, je použitie nasledujúceho vzorca:
Kde,
- d = hustota meraná v kg / m³
- H = výška meraná v metroch
- g = gravitácia meraná v m / s²
- P = tlak nameraný v pa (Pa)
Atmosférický tlak na úrovni mora
Použitím vzorca pre atmosférický tlak a použitím Torricelliho experimentu ako referencie pre hodnoty môžeme vypočítať atmosférický tlak na úrovni mora. Za týchto podmienok sú to tieto hodnoty:
- Hustota ortuti: 13,6.103 km / m3
- Gravitačné zrýchlenie: 9,8 m / s2
- Výška dosiahnutá ortuťou v trubici: 76 cm = 0,76 m
Použitím vzorca (P = d x g x h) máme:
P = 13,6.103 x 9,8 x 0,76
p = 1,013,105 Pan
Hodnota atmosférického tlaku na hladine mora môže byť tiež vyjadrená:
| 760 mmHg (milimetre ortuťového stĺpca) |
| 1 atm (atmosféra) |
| 100 000 N / m2 (Newton na meter štvorcový) |
| 1 013 barov (pruhov) |
| 14 696 psi (libra na štvorcový palec) |
Pochopte tiež, o čo ide sila, hustota a gravitácia.
Čím vyššia je nadmorská výška, tým nižší je atmosférický tlak
Nadmorská výška je jedným z hlavných faktorov ovplyvňujúcich atmosférický tlak. Aby sme pochopili, ako tento vzťah prebieha, je potrebné zamyslieť sa nad štruktúrou atmosféry.
Atmosféra je 800 km vrstva vzduchu, zložená z rôznych plynov, ako je kyslík, vodík a dusík. Tieto plyny majú hmotnosť a hmotnosť a pôsobia silou na všetky telesá na zemskom povrchu.
Ak vezmeme do úvahy, že tlak je sila na plochu, musíme vypočítať silu, ktorú stĺpec vzduchu vyvíja na danú oblasť.
Čím bližšie k hladine mora, tým väčší bude tento stĺpec atmosférického vzduchu, a keď budeme mať úľavu, bude sa tento stĺpec zmenšovať.
Čím väčšia je hmotnosť kolóny, tým je vzduch koncentrovanejší, to znamená, že molekuly vzduchu sú bližšie pri sebe. Na druhej strane, keď pôjdeme v reliéfe hore, molekuly sa viac rozšíria a vzduch bude menej koncentrovaný.
Preto majú horolezci pri výstupe na hory ťažkosti s dýchaním. Pretože je koncentrácia vzduchu nižšia, častice sú od seba vzdialenejšie, čím je vzduch redší.
Na úrovni mora je naopak vzduch veľmi koncentrovaný, čo uľahčuje dýchanie.
Pozri tiež význam slova nadmorská výška a stretnúť sa s vrstvy atmosféry.
Čím vyššia je teplota, tým nižší je atmosférický tlak
Atmosférický tlak ovplyvňuje aj teplota. Pamätajte, že pri vysokých teplotách sa molekuly tiel pohybujú od seba - rovnako tak aj vzduch.
To znamená, že pri teplejších teplotách sú molekuly vzduchu viac rozptýlené, a preto býva atmosférický tlak nižší.
Na chladných miestach sa molekuly vzduchu zhlukujú, čím sa zvyšuje koncentrácia plynov a následne sa zvyšuje atmosférický tlak.
vedieť viac o teplota.
Praktické príklady atmosférického tlaku
Tlakovanie lietadiel
Obchodné lietadlá zvyčajne lietajú asi 11 000 metrov nad zemským povrchom. V tejto nadmorskej výške nie je príliš koncentrovaný vzduch a atmosférický tlak je príliš nízky, ktorý znemožňuje ľudský život.
Na umožnenie dýchania dovnútra kabíny v tejto nadmorskej výške sú lietadlá pod tlakom. To znamená, že do kabíny sa vstrekuje veľké množstvo vzduchu, kým sa nedosiahne tlak vhodný pre človeka.
Počas letu je tlak vo vnútri lietadla oveľa väčší ako tlak vo vonkajšej atmosfére a aby sa tento tlak nezmenil, musí byť kabína lietadla úplne utesnená.
Keď vzduch prúdi z oblasti s vyššou hustotou do oblasti s nižšou hustotou, akýkoľvek únik v kabíne spôsobí, že vzduch rýchlo unikne z lietadla a spôsobí odtlakovanie.
vedieť viac o tlak.
Kvapalina v slame
Piť tekutinu v slame je možné iba vďaka pôsobeniu atmosférického tlaku. Je to preto, že atmosférický tlak vyvíja silu na kvapalinu v pohári.
Vo vnútri slamy je vzduch a teda tlak, ale keď ťaháme vzduch zvnútra slamy, tlak vo vnútri znižujeme.
Pretože je tu atmosférický tlak, ktorý „tlačí“ kvapalinu nadol a keď kvapalina prúdi z najvyššieho po najnižší tlak, bude kvapalina stúpať cez slamku až k ústam.
Barometer: prístroj na meranie atmosférického tlaku
Meranie atmosférického tlaku prvýkrát uskutočnil v roku 1643 taliansky fyzik a matematik Evangelista Torricelli.
Torricelli vytvoril ortuťový barometer, prístroj zložený z 1 metra dlhej skúmavky a inej spodnej nádoby podobnej miske. Oba kontajnery boli naplnené ortuťou.
Pri jeho experimente bola skúmavka umiestnená do misky otvoreným koncom nadol, aby do nej nemohol preniknúť žiadny vzduch.
Kvapalina začala tiecť z trubice do misky a systém sa dostal do rovnováhy, keď stĺpec ortuti dosiahol 76 cm. V hornej časti skúmavky sa vytvoril podtlak.
Stabilizácia systému znamená, že atmosférický tlak, ktorým kolóna ortuti pôsobí na kvapalinu, sa rovná atmosférickému tlaku vyvíjanému vonkajšou atmosférou.
Torricelli teda určil, že atmosférický tlak na hladine mora bude rovný 76 cmHg alebo 760 mmHg.
Pozri tiež význam slova atmosféra.
