Атмосферний тиск, який також називають барометричним, - це сила, яку повітря в атмосфері чинить на поверхню Землі та на всі тіла.
Цей тиск не однаковий ніде на планеті, він змінюється залежно від погодних умов та рельєфу та пов’язаний із концентрацією повітря:
- Більш концентроване повітря: вищий тиск
- Менш концентроване повітря: нижчий тиск
Основними факторами, що впливають на концентрацію та тиск повітря, є висота та температури.
Вперше атмосферний тиск був визначений в 1643 році фізиком та математиком Евангелістою Торрічеллі.
Як розрахувати атмосферний тиск?
Тиск обчислюється відношенням сили (F) до площі (A).
У випадку атмосферного тиску, сила відноситься до ваги, яку стовп повітря надає на певну поверхню. Атмосферний тиск вимірюється в Н / м2 (Ньютон на квадратний метр) або паскаль (Па).
Де,
- F = сила, виміряна в Н (Ньютон)
- THE = площа, виміряна в м2
- P = тиск, виміряний в Н / м2 або пасхальний (Па)
Іншим способом розрахунку атмосферного тиску є використання наступної формули:
Де,
- d = щільність, виміряна в кг / м³
- H = висота, виміряна в метрах
- g = сила тяжіння, виміряна в м / с²
- P = тиск, виміряний в па (Па)
Атмосферний тиск на рівні моря
Застосовуючи формулу атмосферного тиску та використовуючи експеримент Торрічеллі як еталон для значень, ми можемо розрахувати атмосферний тиск на рівні моря. За цих умов значеннями є:
- Щільність ртуті: 13,6.103 км / м3
- Прискорення сили тяжіння: 9,8 м / с2
- Висота, досягнута ртуттю в трубці: 76 см = 0,76 м
Застосовуючи формулу (P = d x g x h), маємо:
Р = 13.6.103 х 9,8 х 0,76
р = 1,013,105 Пан
Значення атмосферного тиску на рівні моря також можна виразити:
| 760 мм рт. Ст. (Міліметри ртутного стовпа) |
| 1 атм (атмосфера) |
| 100000 Н / м2 (Ньютон на квадратний метр) |
| 1013 бар (бари) |
| 14696 фунтів на квадратний дюйм |
Також зрозумійте, що це таке міцність, щільність і сила тяжіння.
Чим вище висота, тим нижче атмосферний тиск
Висота над рівнем моря є одним з основних факторів, що впливають на атмосферний тиск. Щоб зрозуміти, як відбуваються ці відносини, необхідно подумати про структуру атмосфери.
Атмосфера являє собою 800-кілометровий шар повітря, що складається з різних газів, таких як кисень, водень та азот. Ці гази мають масу і вагу і чинять силу на всі тіла на земній поверхні.
Якщо ми вважаємо, що тиск є силою на місцевість, ми повинні розрахувати силу, яку стовп повітря чинить на дану область.
Чим ближче до рівня моря, тим більшим буде цей стовп атмосферного повітря, і коли ми піднімаємося з рельєфом, цей стовп зменшується.
Чим більше вага колони, тим більше концентрованим є повітря, тобто молекули повітря знаходяться ближче. З іншого боку, по мірі того, як ми піднімаємось у рельєфі, молекули будуть більш розподілятися, а повітря буде менш концентрованим.
Тому альпіністам важко дихати під час сходження на гори. Оскільки концентрація повітря нижча, частинки віддаляються один від одного, роблячи повітря рідким.
Натомість на рівні моря повітря дуже концентроване, що полегшує дихання.
Див. Також значення висота і зустріти шари атмосфери.
Чим вище температура, тим нижче атмосферний тиск
На атмосферний тиск також впливає температура. Тільки пам’ятайте, що при високій температурі молекули тіл роз’їжджаються - повітря також.
Це означає, що при більш високій температурі молекули повітря більш розподіляються, і тому атмосферний тиск має тенденцію бути нижчим.
У холодних місцях молекули повітря злипаються, збільшуючи концентрацію газів і, отже, підвищуючи атмосферний тиск.
знати більше про температури.
Практичні приклади атмосферного тиску
Герметизація літаків
Комерційні літаки зазвичай літають приблизно на 11000 метрів над поверхнею Землі. На цій висоті повітря не дуже концентрований атмосферний тиск занадто низький, що робить життя людини неможливим.
Щоб забезпечити дихання всередині салону на цій висоті, на літаку надається тиск. Це означає, що у салон вводиться велика кількість повітря, поки не буде досягнуто тиску, придатного для людей.
Під час польоту тиск усередині літака набагато більший, ніж тиск у атмосфері зовні, і щоб цей тиск не змінювався, кабіна літака повинна бути повністю герметичною.
У міру течії повітря з області більш високої щільності в область меншої щільності, будь-яке витікання в салоні повітря призведе до швидкого виходу повітря з літака, що спричинить розгерметизацію.
знати більше про тиску.
Рідина в соломі
Пити рідину в соломинці можливо лише завдяки дії атмосферного тиску. Це пов’язано з тим, що атмосферний тиск чинить силу на рідину в чашці.
Усередині соломи є повітря і, отже, тиск, але коли ми витягуємо повітря зсередини соломи, ми зменшуємо тиск всередині.
Оскільки атмосферний тиск «штовхає» рідину вниз і коли рідина перетікає від найвищого до найнижчого тиску, рідина буде підніматися через соломинку до досягнення гирла.
Барометр: прилад для вимірювання атмосферного тиску
Вперше вимірювання атмосферного тиску було здійснено в 1643 році Евангелістою Торрічеллі, італійським фізиком і математиком.
Торрічеллі створив ртутний барометр, прилад, що складається з пробірки довжиною 1 метр та іншого нижнього контейнера, подібного до чаші. Обидва контейнери були заповнені ртуттю.
В його експерименті пробірку поміщали в чашу відкритим кінцем вниз, щоб повітря не могло потрапити в пробірку.
Рідина почала надходити з трубки в чашу, і система прийшла в рівновагу, коли стовпчик ртуті досяг 76 см. У верхній частині пробірки утворився вакуум.
Стабілізація системи означає, що атмосферний тиск, який колонка ртуті чинить на рідину, дорівнює атмосферному тиску, який чинить атмосфера зовні.
Таким чином, Торрічеллі визначив, що атмосферний тиск на рівні моря буде дорівнює 76 см рт. Ст. Або 760 мм рт. Ст.
Див. Також значення атмосфера.
