Barometrik basınç olarak da adlandırılan atmosferik basınç, atmosferdeki havanın Dünya yüzeyine ve tüm cisimlere uyguladığı kuvvettir.
Bu basınç gezegenin hiçbir yerinde aynı değildir, hava ve rahatlama koşullarına göre değişir ve hava konsantrasyonu ile ilgilidir:
- Daha konsantre hava: daha yüksek basınç
- Daha az konsantre hava: daha düşük basınç
Hava konsantrasyonunu ve basıncını etkileyen ana faktörler şunlardır: yükseklik ve sıcaklık.
Atmosferik basınç ilk olarak 1643'te fizikçi ve matematikçi Evangelista Torricelli tarafından belirlendi.
Atmosferik basınç nasıl hesaplanır?
Basınç, kuvvetin (F) alana (A) oranı ile hesaplanır.
Atmosferik basınç durumunda, kuvvet, hava sütununun belirli bir yüzey alanına uyguladığı ağırlığı ifade eder. Atmosferik basınç N/m cinsinden ölçülür2 (metrekare başına Newton) veya pascal (Pa).
Nerede,
- F = N (Newton) cinsinden ölçülen kuvvet
- bu = m cinsinden ölçülen alan2
- P = N/m cinsinden ölçülen basınç2 veya paskalya (Pa)
Atmosferik basıncı hesaplamanın başka bir yolu da aşağıdaki formülü kullanmaktır:
Nerede,
- d = kg/m³ cinsinden ölçülen yoğunluk
- H = metre cinsinden ölçülen yükseklik
- g = m/s² cinsinden ölçülen yerçekimi
- P = pa (Pa) cinsinden ölçülen basınç
Deniz seviyesinde atmosfer basıncı
Atmosferik basınç formülünü uygulayarak ve değerler için Torricelli'nin deneyini referans alarak, deniz seviyesindeki atmosferik basıncı hesaplayabiliriz. Bu koşullar altında, değerler:
- cıva yoğunluğu: 13,6.103 km/m3
- Yerçekimi ivmesi: 9,8 m/s2
- Tüpte cıvanın ulaştığı yükseklik: 76 cm = 0.76 m
(P = d x g x h) formülünü uygulayarak:
P = 13.6.103 x 9,8 x 0,76
p = 1.013.105 Tava
Deniz seviyesindeki atmosferik basınç değeri şu şekilde de ifade edilebilir:
| 760 mmHg (milimetre cıva) |
| 1 atmosfer (atmosfer) |
| 100.000 N/m2 (metrekare başına Newton) |
| 1.013 bar (bar) |
| 14.696 psi (inç kare başına pound) |
Ayrıca ne olduğunu anla güç, yoğunluk ve Yerçekimi.
Rakım ne kadar yüksek olursa, atmosfer basıncı o kadar düşük olur
Yükseklik, atmosferik basıncı etkileyen ana faktörlerden biridir. Bu ilişkinin nasıl gerçekleştiğini anlamak için atmosferin yapısını düşünmek gerekir.
Atmosfer, oksijen, hidrojen ve azot gibi farklı gazlardan oluşan 800 km'lik bir hava tabakasıdır. Bu gazların kütlesi ve ağırlığı vardır ve dünya yüzeyindeki tüm cisimlere kuvvet uygular.
Basıncın alan üzerindeki kuvvet olduğunu düşünürsek, hava sütununun belirli bir alana uyguladığı kuvveti hesaplamamız gerekir.
Deniz seviyesine ne kadar yakın olursa, bu atmosferik hava sütunu o kadar büyük olur ve kabartma olarak yükseldikçe bu sütun azalır.
Kolonun ağırlığı ne kadar büyük olursa, hava o kadar konsantre olur, yani hava molekülleri birbirine daha yakındır. Öte yandan, kabartmada yukarı çıktıkça moleküller daha fazla dağılacak ve hava daha az yoğunlaşacaktır.
Bu nedenle dağcılar dağlara tırmanırken nefes almakta güçlük çekerler. Hava konsantrasyonu daha düşük olduğundan, partiküller birbirinden uzaklaşarak havayı inceler.
Deniz seviyesinde ise hava çok yoğundur ve bu da nefes almayı kolaylaştırır.
Şuna da bakın: anlamı yükseklik ve tanışmak atmosfer katmanları.
Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, atmosfer basıncı o kadar düşük olur
Atmosfer basıncı da sıcaklıktan etkilenir. Sadece yüksek sıcaklıklarda vücut moleküllerinin birbirinden ayrıldığını unutmayın - hava da öyle.
Bu, daha yüksek sıcaklıklarda hava moleküllerinin daha fazla dağıldığı ve dolayısıyla atmosfer basıncının daha düşük olma eğiliminde olduğu anlamına gelir.
Soğuk yerlerde, hava molekülleri bir araya toplanır, gazların konsantrasyonunu arttırır ve sonuç olarak atmosfer basıncını yükseltir.
hakkında daha fazla bilgi sıcaklık.
Atmosferik basıncın pratik örnekleri
Uçak basınçlandırma
Ticari uçaklar genellikle Dünya yüzeyinin yaklaşık 11.000 metre üzerinde uçar. Bu yükseklikte hava çok yoğun değildir ve atmosfer basıncı çok düşükbu da insan hayatını imkansız hale getiriyor.
Bu irtifada kabin içinde nefes alabilmek için uçağa basınç uygulanır. Bu, insanlar için uygun bir basınca ulaşılana kadar büyük miktarda havanın kabine enjekte edilmesi anlamına gelir.
Uçuş sırasında uçağın içindeki basınç, dışarıdaki atmosferdeki basınçtan çok daha fazladır ve bu basıncın değişmemesi için uçağın kabininin tamamen sızdırmaz olması gerekir.
Hava, yüksek yoğunluklu alandan daha düşük yoğunluklu alana akarken, kabindeki herhangi bir sızıntı, havanın uçaktan hızla kaçmasına ve basınçsızlaşmaya neden olur.
hakkında daha fazla bilgi basınç.
saman içinde sıvı
Kamışta sıvı içmek ancak atmosfer basıncının etkisi sayesinde mümkündür. Bunun nedeni, atmosferik basıncın kaptaki sıvıya bir kuvvet uygulamasıdır.
Pipetin içinde hava ve dolayısıyla basınç vardır ancak pipetin içinden havayı çektiğimizde içindeki basıncı azaltırız.
Sıvıyı aşağı "ittiren" bir atmosfer basıncı olduğu ve sıvı en yüksek basınçtan en düşük basınca doğru aktığı için sıvı ağza ulaşana kadar pipetten yükselecektir.
Barometre: Atmosfer basıncını ölçen alet
Atmosfer basıncının ölçümü ilk olarak 1643 yılında İtalyan fizikçi ve matematikçi Evangelista Torricelli tarafından yapılmıştır.
Torricelli'nin yarattığı cıva barometresi, 1 metre uzunluğunda bir test tüpü ve bir kaseye benzer başka bir alt kaptan oluşan bir alet. Her iki kap da cıva ile dolduruldu.
Deneyinde, test tüpü, tüpe hava girmesin diye açık ucu aşağı gelecek şekilde kaseye yerleştirildi.
Sıvı, tüpten kaseye akmaya başladı ve cıva kolonu 76 cm'ye ulaştığında sistem dengeye geldi. Test tüpünün tepesinde bir vakum oluştu.
Sistem stabilizasyonu, cıva sütununun sıvı üzerine uyguladığı atmosfer basıncının, dışarıdaki atmosfer tarafından uygulanan atmosfer basıncına eşit olduğu anlamına gelir.
Böylece Torricelli, deniz seviyesindeki atmosferik basıncın 76 cmHg veya 760 mmHg'ye eşit olacağını belirledi.
Şuna da bakın: anlamı atmosfer.
