Presiunea atmosferică este forța cu care suntem afectați de aerul din jur, adică de atmosfera. Articolul va prezenta experimente în timpul cărora ne vom asigura că presiunea aerului există cu adevărat. Vom afla cine a măsurat-o pentru prima dată, ce se întâmplă atunci când presiunea atmosferică este distribuită neuniform și multe altele.
Manifestări ale presiunii atmosferice
Dacă aerul apasă pe tot ce este în jur, atunci cântărește ceva. Este cu adevărat adevărat, de ce atunci ni se pare lipsit de greutate? Să realizăm experimente care să arate că presiunea atmosferică există de fapt.
Umpleți seringa cu apă până la mijloc, apoi trageți pistonul în sus. Apa va urma pistonul. Motivul pentru aceasta este presiunea atmosferică, dar când oamenii nu știau încă despre existența ei, ei au spus că natura pur și simplu nu tolerează golul. Acum știm că atunci când pistonul se ridică, se creează o zonăpresiune redusă, iar atmosfera stoarce apă în seringă.
Experiență cu un card de plastic și un borcan
Umpleți un borcan de sticlă până la capăt cu apă, acoperiți partea de sus cu o bucată de plastic, de exemplu, un card. Să întoarcem borcanul și să vedem că cardul ține și nu cade. Forța presiunii apei este compensată de forța de presiune a atmosferei. Nimic nu apasă pe apa de sus, dar atmosfera apasă de jos, drept urmare, cardul este ținut. Dacă intră aer între plastic și borcan, cardul va cădea și apa se va revărsa.
Dispozitiv Torricelli
Omul de știință italian Torricelli a măsurat pentru prima dată presiunea atmosferică. A făcut asta cu așa-numitul barometru cu mercur. Mai întâi, Torricelli a umplut un tub de sticlă cu mercur până la vârf, a luat un castron mare de mercur, a întors tubul, l-a înfipt în bol și a deschis capătul inferior. Mercur a început să coboare, dar nu a ieșit complet, ci a coborât la o anumită înălțime.
S-a dovedit că acest nivel este de 760 mm. Prin urmare, presiunea atmosferei este capabilă să mențină o coloană de mercur de 760 mm. Dacă presiunea crește, atunci poate susține o coloană de înălțime mai mare, dacă scade, mai puțin. Dacă da, atunci dimensiunea sa poate fi judecată după înălțimea stâlpului. Prin urmare, în practică, presiunea atmosferei și a gazelor este adesea măsurată cu precizie în milimetri de mercur. Să stabilim o relație între milimetrii de mercur și unitățile obișnuite de pascal.
Cum sunt legați milimetrii de mercur și pascali
Presiunea atmosferică crește mercurul cu 760 mm. Înseamnă căo coloană de mercur de 760 mm înălțime presă cu o forță egală cu nivelul normal al presiunii atmosferice. 1 mm Hg este presiunea produsă de o coloană de mercur în altă de 1 mm. Imaginează-ți că înălțimea coloanei de mercur este de 1 mm. Calculați presiunea hidrostatică corespunzătoare acestei altitudini.
P=1 mmHg Presiunea hidrostatică se calculează prin formula: ρgh. ρ este densitatea mercurului, g este accelerația datorată gravitației, h este înălțimea coloanei de lichid. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Înlocuiți aceste date în formulă. După conversie, 13,69,8=133,3 N/m2 va rămâne. N/m2 - acesta este Pascal (Pa). Dacă convertim presiunea atmosferică în hectopascali, atunci 1 mm Hg. Artă. corespunde cu 1,333 hPa.
Hg și vremea
Torricelli a urmărit mult timp citirile barometrului cu mercur. A observat un lucru interesant. Când coloana de mercur scade, adică când presiunea atmosferică scade, după un timp se instalează vremea rea. Când coloana de mercur se ridică, după un timp vremea rea este înlocuită cu vremea bună. Adică, măsurarea presiunii atmosferice vă permite să faceți o prognoză meteo.
Acum serviciile meteorologice nonstop, la fiecare 3 ore, măsoară presiunea atmosferică. Cartea lui Jules Verne Căpitanul de cincisprezece ani descrie observarea barometrului și a vremii. Protagonistul cărții a descoperit că, dacă coloana de mercur cade rapid, atunci vremea se deteriorează brusc, dar nu pentru mult timp, dacă nivelul de mercur scade lent, în mai multe zile, atuncivremea se va deteriora treptat, dar va dura mult timp.
Ce se întâmplă când presiunea atmosferică este distribuită neuniform
Să luăm în considerare o hartă sinoptică. Conține valorile presiunii atmosferice în diferite zone, orașe, țări, continente. Direcția de mișcare a maselor de aer este indicată prin săgeți. De ce bate vantul? Presiunea atmosferică este mai mare în unele locuri și mai mică în altele. De unde este mai mare, vântul bate unde este mai mic. Îl vedem în direcția săgeților de pe hartă.
Dacă te uiți la întreaga planetă, poți vedea că este diferită în diferite părți. Zonele de în altă presiune sunt marcate cu violet, unde săgețile vântului se rotesc și se mișcă în sensul acelor de ceasornic. Această zonă de în altă presiune se numește anticiclon. De obicei, vremea este senină.
Dar Spania și Portugalia. Aici observăm doi cei mai puternici anticicloni. Răsucirea curenților de aer este legată de rotația globului.
Și aici sunt două zone puternice de presiune atmosferică scăzută - doar 965 de hectopascali. Acesta este un ciclon, aerul din el se rotește în sens invers acelor de ceasornic.
Astfel, puteți observa distribuția presiunii atmosferice în diferite locuri de pe planeta noastră. În zilele noastre, meteorologii prezic cu exactitate schimbările meteorologice care apar atunci când presiunea atmosferică este distribuită neuniform.
Presiunea la și deasupra nivelului mării
Să presupunem că barometrul arată o presiune de 1006 hPa. Dar dacăUită-te la harta sinoptică a unei anumite zone, oraș, se poate dovedi că presiunea atmosferică este diferită acolo. De ce se întâmplă asta? Cert este că hărțile sinoptice arată valorile presiunii atmosferice la nivelul mării. Ne putem afla la o anumită înălțime deasupra nivelului mării, așa că presiunea pe care o arată barometrul în cameră este mai mică decât la nivelul mării.
Altimetru
Cum se măsoară înălțimea locației dvs.? Există instrumente speciale similare cu un barometru, dar scara lor este gradată nu în unități de presiune, ci în unități de înălțime. Turiștii și piloții au astfel de dispozitive. Se numesc altimetre sau altimetre parametrice. Când pilotul este la sol, pune altimetrul la zero, deoarece înălțimea lui deasupra solului este zero. Dacă este necesar, el setează săgeata la înălțimea deasupra nivelului mării, în funcție de dacă este important pentru el să știe la ce înălțime se află aerodromul deasupra nivelului mării, sau nu. În cazul zborurilor pe distanțe lungi, acest lucru poate fi util, mai ales dacă aerodromul este la munte. Apoi, uitându-se la acul altimetrului, pilotul determină altitudinea.
De ce crește presiunea atmosferică odată cu altitudinea
După ce am aflat că atunci când presiunea atmosferică este distribuită neuniform, apare vântul, să ne dăm seama de ce presiunea scade odată cu creșterea altitudinii. Aerul are greutate, deci este atras de pământ, exercită presiune asupra acestuia. Dacă plasăm un barometru într-un anumit strat al atmosferei, atunci acesta va fi presat de acel strat al atmosferei,care este deasupra. Trebuie remarcat faptul că atmosfera nu are limite clare.
Dacă plasăm un barometru la nivelul mării, presiunea va fi egală cu suma presiunii din acest strat de aer și a presiunilor din straturile de deasupra atmosferei. Adică pe măsură ce altitudinea crește, presiunea scade. Se pune întrebarea: este posibil să se calculeze presiunea atmosferică după formula Р=ρgh? Nu, deoarece valoarea densității aerului nu este constantă în diferite straturi ale atmosferei. În partea de jos, aerul este sub mai multă presiune, deci este mai dens, iar în partea de sus, este mai puțin dens.
