Atmosférický tlak sa vzťahuje na tlak atmosférický vzduch na povrchu Zeme a predmetoch na ňom umiestnených. Stupeň tlaku zodpovedá hmotnosti atmosférického vzduchu so základňou určitej plochy a konfigurácie.
Základná jednotka merania atmosferický tlak Pascal (Pa) sa používa v sústave SI. Okrem pascalov sa používajú aj iné merné jednotky:
Vyššie uvedené jednotky merania sa používajú na technické účely, s výnimkou milimetrov ortuti, ktoré sa používajú na predpovede počasia.
Barometer je hlavným prístrojom na meranie atmosférického tlaku. Zariadenia sú rozdelené do dvoch typov - kvapalné a mechanické. Konštrukcia prvého je založená na banke naplnenej ortuťou a ponorenej otvoreným koncom do nádoby s vodou. Voda v nádobe prenáša tlak stĺpca atmosférického vzduchu na ortuť. Jeho výška funguje ako indikátor tlaku.
Mechanické barometre sú kompaktnejšie. Princíp ich činnosti spočíva v deformácii kovovej platne pod vplyvom atmosférického tlaku. Deformovateľná doska tlačí na pružinu a tá zase uvádza do pohybu šípku zariadenia.
Atmosférický tlak a jeho vplyv na stav počasia sa mení v závislosti od miesta a času. Líši sa v závislosti od nadmorskej výšky. Okrem toho dochádza k dynamickým zmenám spojeným s pohybom oblastí vysokých (anticyklóny) a nízky tlak(cyklóny).
Zmeny počasia spojené s barometrickým tlakom vznikajú v dôsledku pohybu vzdušných hmôt medzi oblasťami s rôznym tlakom. Pohyb vzdušných hmôt tvorí vietor, ktorého rýchlosť závisí od rozdielu tlaku v miestnych oblastiach, ich mierky a vzdialenosti od seba. Okrem toho pohyb vzdušných hmôt vedie k zmene teploty.
Štandardný atmosférický tlak je 101325 Pa, 760 mm Hg. čl. alebo 1,01325 baru. Človek však ľahko znesie široký rozsah tlaku. Napríklad v meste Mexico City, hlavnom meste Mexika s takmer 9 miliónmi obyvateľov, je priemerný atmosférický tlak 570 mm Hg. čl.
Takto je presne určená hodnota štandardného tlaku. Pohodlný tlak má značný rozsah. Táto hodnota je dosť individuálna a úplne závisí od podmienok, v ktorých sa konkrétny človek narodil a žil. Náhly pohyb z oblasti s relatívne vysokým tlakom do oblasti s nižším tlakom teda môže ovplyvniť prácu obehový systém. Avšak pri dlhšej aklimatizácii Negatívny vplyv príde nazmar.
V oblastiach vysokého tlaku je počasie pokojné, obloha bez mráčika a mierny vietor. Vysoký atmosférický tlak v lete vedie k horúčavám a suchám. V oblastiach nízkeho tlaku vzduchu je prevažne zamračené počasie s vetrom a zrážkami. Vďaka takýmto zónam nastáva v lete chladné zamračené počasie s dažďom a v zime snehové zrážky. Vysoký tlakový rozdiel v oboch oblastiach je jedným z faktorov vedúcich k vzniku hurikánov a búrkových vetrov.
Vplyvom gravitácie tlačia vrchné vrstvy vzduchu v zemskej atmosfére na spodné vrstvy. Tento tlak sa podľa Pascalovho zákona prenáša všetkými smermi. Najvyššou hodnotou je tlak, tzv atmosférický, má blízko povrchu Zeme.
V ortuťovom barometri je hmotnosť stĺpca ortuti na jednotku plochy (hydrostatický tlak ortuti) vyvážená hmotnosťou stĺpca atmosférického vzduchu na jednotku plochy - atmosférický tlak (pozri obrázok).
So zvyšujúcou sa nadmorskou výškou klesá atmosférický tlak (pozri graf).
Na teleso ponorené do kvapaliny alebo plynu pôsobí vztlaková sila smerujúca zvisle nahor a rovná sa hmotnosti kvapaliny (plynu) odobratej v objeme ponoreného telesa.
Formulácia Archimedes: telo stráca v kvapaline na hmotnosti presne toľko, koľko váži hmotnosť vytlačenej kvapaliny.
Výtlačná sila pôsobí v geometrickom strede telesa (u homogénnych telies - v ťažisku).
Na teleso v kvapaline alebo plyne za normálnych pozemských podmienok pôsobia dve sily: gravitácia a Archimedova sila. Ak je modul gravitácie väčší ako Archimedova sila, teleso klesá.
Ak sa modul gravitácie rovná modulu Archimedovej sily, potom môže byť teleso v rovnováhe v akejkoľvek hĺbke.
Ak je Archimedova sila väčšia ako gravitačná sila, potom sa teleso vznáša. Plávajúce teleso čiastočne vyčnieva nad hladinu kvapaliny; objem ponorenej časti telesa je taký, že hmotnosť vytlačenej tekutiny sa rovná hmotnosti plávajúceho telesa.
Archimedova sila je väčšia ako sila gravitácie, ak je hustota kvapaliny väčšia ako hustota ponoreného telesa a naopak.
Hmotnosť vzduchu. Definícia pojmu
Vzduch, ako každé iné teleso, má váhu, čo znamená, že tlačí na povrch pod ním. Stĺpec vzduchu tlačí na 1 cu. cm povrchu rovnakou silou ako závažie 1 kg 33 g.
Atmosférický tlak - sila, ktorou vzduch tlačí na zemský povrch a predmety na ňom.
Človek necíti vysoký tlak, ktorým na neho vzduch tlačí, pretože. je vyvážený tlakom vzduchu, ktorý je vo vnútri tela.
Hmotnosť vzduchu v rôznych výškach nie je rovnaká. Čím vyšší, tým nižší je atmosférický tlak.
Ryža. 1. Tabuľka zmien atmosférického tlaku a teploty vzduchu s výškou
Na meranie atmosférického tlaku existujú rôzne prístroje:
1. Merkúrové barometre
2. Aneroidy
3. Hypsotermometre
Ryža. 2. Ortuťový barometer
Atmosférický tlak na barometri sa meria v milimetroch ortuti (mm Hg).
Normálny atmosférický tlak - tlak 760 mm Hg. čl. v zemepisnej šírke 45 stupňov pri hladine mora pri teplote 0 stupňov.Ak výška ortuti vystúpi nad 760 mm Hg. Art., potom sa takýto tlak nazýva zvýšený a naopak. Každé územie Zeme má svoje vlastné ukazovatele normálneho atmosférického tlaku, pretože nie všetky body ležia vo výške 0 metrov a na 45. zemepisnej šírke. Napríklad pre Moskvu je normálny atmosférický tlak 747-748 mm Hg. čl. Pre Petrohrad je normálny atmosférický tlak 753 mm Hg. Art., pretože leží pod Moskvou.
Ryža. 3. Aneroidný barometer
Ryža. 4. Hypsothermometer (1 - hypsothermometer (spolu s teplomerom); 2 - sklenená trubica; 3 - kovová nádoba)
Hypsometer, termobarometer, prístroj na meranie atmosferického tlaku teplotou vriacej kvapaliny. K varu kvapaliny dochádza vtedy, keď elasticita pary v nej vytvorenej dosiahne hodnotu vonkajší tlak. Meraním teploty pár vriacej kvapaliny sa podľa špeciálnych tabuliek zistí hodnota atmosférického tlaku.
Vzorce zmien atmosférického tlaku:
1. Pri zdvíhaní každých 10,5 metra klesá atmosférický tlak o 1 mm Hg. čl.
2. Tlak teplého vzduchu na zemský povrch je menší ako tlaku studeného vzduchu (pretože studený vzduch je ťažší).
Okrem toho sa hodnoty atmosférického tlaku menia počas dňa, ročných období.
Bibliografia
Hlavný
1. Počiatočný kurz zemepis: učebnica. pre 6 buniek. všeobecné vzdelanie inštitúcie / T.P. Gerasimová, N.P. Nekľukov. – 10. vyd., stereotyp. – M.: Drop, 2010. – 176 s.
2. Geografia. 6. ročník: atlas. – 3. vyd., stereotyp. – M.: Drop; DIK, 2011. - 32 s.
3. Geografia. 6. ročník: atlas. - 4. vyd., stereotyp. – M.: Drop, DIK, 2013. – 32 s.
4. Geografia. 6 buniek: pokr. mapy: M.: DIK, Drofa, 2012. - 16 s.
Encyklopédie, slovníky, príručky a štatistické zbierky
1. Geografia. Moderná ilustrovaná encyklopédia / A.P. Gorkin. – M.: Rosmen-Press, 2006. – 624 s.
1. Federálny inštitút pedagogických meraní ().
2. ruský geografická spoločnosť ().
3. Geografia.ru ().
4. Veľký Sovietska encyklopédia ().
Pri hlásení v rádiu o počasí hlásatelia zvyčajne hlásia na konci: atmosférický tlak 760 mm Hg (alebo 749, alebo 754 atď.). Koľko ľudí však chápe, čo to znamená, a odkiaľ tieto údaje berú meteorológovia? O tom, ako sa meria atmosférický tlak, ako sa mení a ovplyvňuje človeka, sa dozviete z tohto článku.
Taliansky vedec Evangelista Torricelli ako prvý zmeral v roku 1643 atmosférický tlak. Torricelli, rozvíjajúc učenie Galilea, po mnohých experimentoch dokázal, že vzduch má váhu a tlak atmosféry je vyvážený stĺpcom vody 32 stôp alebo 10,3 m. Vo svojom výskume zašiel ešte ďalej a neskôr vynašiel prístroj na meranie atmosférického tlaku - barometer.
Atmosférický tlak - tlak atmosférického vzduchu na predmety v ňom a na zemský povrch. V každom bode atmosféry sa atmosférický tlak rovná hmotnosti nad ním ležiaceho stĺpca vzduchu so základňou rovnajúcou sa jednotke plochy. Atmosférický tlak klesá s výškou. V súlade s medzinárodný systém jednotky (systém SI) hlavnou jednotkou na meranie atmosférického tlaku je hektopascal (hPa), avšak v službách mnohých organizácií je povolené používať staré jednotky: milibar (mb) a milimeter ortuti (mm Hg) . Normálny atmosférický tlak (na hladine mora) je 760 mm Hg (mm Hg) pri 0 °C.
Atmosférický tlak sa meria, aby bolo možné s väčšou pravdepodobnosťou predpovedať možnú zmenu počasia. Medzi zmenami tlaku a zmenami počasia existuje priamy vzťah. Zvýšenie alebo zníženie atmosférického tlaku môže byť s určitou pravdepodobnosťou príznakom zmeny počasia.
Plyny sú vysoko stlačiteľné a čím je plyn stlačenejší, tým väčšia je jeho hustota a tým väčší tlak vytvára. Spodné vrstvy vzduchu sú stlačené všetkými nadložnými vrstvami. Čím vyššie od zemského povrchu, tým je vzduch slabší, tým je jeho hustota nižšia a tým aj menší tlak vytvára. Tak napríklad kedy Balón vystúpi nad Zem, potom sa tlak vzduchu na loptičku zníži nielen preto, že sa zmenšuje výška vzduchového stĺpca nad ňou, ale aj preto, že hustota vzduchu hore je menšia ako dole. Keďže všetky meteorologické stanice, ktoré merajú atmosférický tlak, sú umiestnené v rôznych výškach a ukazovatele z nich získané najčastejšie vedú k hladine mora. Robia to preto, lebo atmosférický tlak s výškou pomerne výrazne klesá. Takže v nadmorskej výške 5000 m je už asi dvakrát nižšia. Preto, aby sme získali predstavu o skutočnom priestorovom rozložení atmosférického tlaku a pre porovnateľnosť jeho veľkosti v rôznych oblastiach a v rôznych výškach, pri zostavovaní synoptických máp sa tlak znižuje na jedinú úroveň - na hladinu mora.
Počas dňa sa tlak tiež mení, ale len mierne; má denný priebeh. Stúpa v noci a cez deň počas periódy maximálne teploty ide dole. Má obzvlášť správny denný priebeh v tropických krajinách, kde denné kolísanie dosahuje 2,4 mm Hg. Art., a noc - 1,6 mm Hg. čl. So zväčšujúcou sa zemepisnou šírkou sa amplitúda zmien BP zmenšuje, no zároveň sa zosilňujú neperiodické zmeny atmosférického tlaku.
Rozloženie atmosférického tlaku cez zemského povrchu spôsobuje pohyb vzdušných hmôt a atmosférické fronty určuje smer a rýchlosť vetra.
Na blaho človeka, ktorý dlhodobo žije v určitej oblasti, je bežné, t.j. charakteristický tlak by nemal spôsobiť zvláštne zhoršenie pohody.
Pobyt v podmienkach vysokého atmosférického tlaku sa takmer nelíši od bežných podmienok. Len s veľmi vysoký tlak dochádza k miernemu poklesu srdcovej frekvencie a poklesu minimálneho krvného tlaku. Dýchanie sa stáva vzácnejším, ale hlbokým. Mierne sa znižuje sluch a čuch, hlas sa tlmí, objavuje sa pocit miernej necitlivosti pokožky, suchosti slizníc a pod. Všetky tieto javy sú však pomerne ľahko tolerované.
Pri zmenách atmosférického tlaku sa pozorujú nepriaznivejšie javy - zvýšenie (stlačenie) a najmä jeho zníženie (dekompresia) na normál. Čím pomalšie k zmene tlaku dochádza, tým lepšie a bez nepriaznivých následkov sa na ňu ľudský organizmus adaptuje.
Pri zníženom atmosférickom tlaku dochádza k zvýšeniu a prehĺbeniu dýchania, zvýšeniu srdcovej frekvencie (ich sila je slabšia), miernemu poklesu krvného tlaku a zmeny v krvi sú tiež pozorované vo forme zvýšenia počtu červených krviniek. Základom nepriaznivého vplyvu nízkeho atmosférického tlaku na organizmus je kyslíkové hladovanie. Je to spôsobené tým, že s poklesom atmosférického tlaku klesá aj parciálny tlak kyslíka, preto pri normálnej činnosti dýchacích a obehových orgánov vstupuje do tela menšie množstvo kyslíka.
Počasie nemáme pod kontrolou. Ale pomôcť vášmu telu prežiť to ťažké obdobie celkom ľahké. V prípade výrazného zhoršenia poveternostné podmienky, a teda náhlych zmien atmosférického tlaku, v prvom rade netreba panikáriť, upokojiť sa, čo najviac obmedziť fyzickú aktivitu a pre tých, ktorí majú dosť ťažkú adaptáciu, je potrebné poradiť sa s lekárom o predpisovaní vhodných liekov. .
Tlak vzduchu v tom istom bode zemského povrchu nezostáva konštantný, ale mení sa v závislosti od rôznych procesov prebiehajúcich v atmosfére. Za „normálny“ atmosférický tlak sa podmienečne považuje tlak rovný 760 mmHg, t.j. jedna (fyzikálna) atmosféra (§154).
Tlak vzduchu na úrovni mora vo všetkých bodoch glóbus v priemere blízko jednej atmosféry. Keď stúpame nad hladinu mora, všimneme si, že tlak vzduchu klesá; jeho hustota sa zodpovedajúcim spôsobom znižuje: vzduch sa stáva čoraz redším. Ak otvoríte nádobu na vrchole hory, ktorá bola tesne uzavretá v údolí, časť vzduchu z nej vyjde. Naopak, nádoba utesnená na vrchole prepustí vzduch, ak sa otvorí na úpätí hory. Vo výške asi 6 km je tlak a hustota vzduchu približne polovičná.
Každá výška zodpovedá určitému tlaku vzduchu; preto meraním (napríklad aneroidom) tlaku v danom bode na vrchole hory alebo v koši balóna a vedomím toho, ako sa atmosférický tlak mení s výškou, je možné určiť výšku hory, resp. výška stúpania balóna. Citlivosť bežného aneroidu je taká veľká, že šípka ukazovateľa sa zreteľne pohne, ak aneroid zdvihnete o 2-3 m. Keď stúpate alebo klesáte po schodoch s aneroidom v ruke, je ľahké si všimnúť postupnú zmenu tlaku. Takýto zážitok je vhodné urobiť na eskalátore stanice metra. Často je aneroid odstupňovaný priamo do výšky. Potom poloha šípky označuje výšku, v ktorej sa zariadenie nachádza. Takéto aneroidy sa nazývajú výškomery (obr. 295). Sú dodávané lietadlom; umožňujú pilotovi určiť výšku svojho letu.
Ryža. 295. Výškomer lietadla. Dlhá ručička počíta stovky metrov, krátka kilometre. Hlavica umožňuje priviesť nulu číselníka pod šípku na povrchu Zeme pred začiatkom letu
Pokles tlaku vzduchu pri výstupe sa vysvetľuje rovnako ako pokles tlaku v hlbinách mora pri stúpaní z dna na hladinu. Vzduch na hladine mora je stlačený váhou celej atmosféry Zeme, pričom vyššie vrstvy atmosféry sú stlačené iba váhou vzduchu, ktorý leží nad týmito vrstvami. Vo všeobecnosti platí, že zmena tlaku z bodu do bodu v atmosfére alebo v akomkoľvek inom plyne pod vplyvom gravitácie sa riadi rovnakými zákonmi ako tlak v kvapaline: tlak je rovnaký vo všetkých bodoch horizontálnej roviny; pri prechode zdola nahor sa tlak zníži o hmotnosť vzduchového stĺpca, ktorého výška sa rovná výške prechodu a plocha prierezu sa rovná jednej.
Ryža. 296. Vynesenie grafu klesajúceho tlaku s výškou. Na pravej strane sú zobrazené vzduchové stĺpce rovnakej hrúbky rôzna výška. Stĺpce sú hustejšie zatienené stlačený vzduch s vysokou hustotou
Avšak vzhľadom na vysokú stlačiteľnosť plynov sa všeobecný obraz rozloženia tlaku vzhľadom na výšku v atmosfére ukazuje byť celkom odlišný od obrazu kvapalín. V skutočnosti si nakreslite pokles tlaku vzduchu s výškou. Na osi y vynesieme výšky atď. nad nejakou úrovňou (napríklad nad hladinou mora) a na osi x tlak (obr. 296). Poďme hore schodmi. Ak chcete zistiť tlak v ďalšom kroku, musíte odpočítať hmotnosť vzduchového stĺpca výšky od tlaku v predchádzajúcom kroku, ktorý sa rovná . Ale ako sa zvyšuje nadmorská výška, hustota vzduchu klesá. Preto pokles tlaku, ku ktorému dochádza pri stúpaní na ďalší schod, bude tým menší, čím vyššie bude schod umiestnený. Pri stúpaní teda bude tlak klesať nerovnomerne: v malej výške, kde je hustota vzduchu väčšia, tlak rýchlo klesá; čím vyššia, tým nižšia je hustota vzduchu a tým pomalšie klesá tlak.
V našej úvahe sme vychádzali z toho, že tlak v celej hrúbkovej vrstve je rovnaký; tak sme dostali na grafe stupňovitú (prerušovanú) čiaru. Ale k poklesu hustoty pri stúpaní do určitej výšky samozrejme nedochádza v skokoch, ale kontinuálne; v skutočnosti teda graf vyzerá ako hladká čiara (plná čiara na grafe). Na rozdiel od priamočiareho grafu tlaku pre kvapaliny je teda zákon klesajúceho tlaku v atmosfére znázornený zakrivenou čiarou.
Pre malé objemy vzduchu (miestnosť, balón) stačí použiť malú časť grafu; v tomto prípade môže byť krivočiary úsek bez veľkej chyby nahradený rovným segmentom, ako v prípade kvapaliny. V skutočnosti sa pri malej zmene nadmorskej výšky mierne mení hustota vzduchu.
Ryža. 297. Grafy zmien tlaku s výškou pre rôzne plyny
Ak existuje určitý objem akéhokoľvek plynu okrem vzduchu, tlak v ňom tiež klesá zdola nahor. Pre každý plyn môžete zostaviť zodpovedajúci graf. Je zrejmé, že pri rovnakej tlakovej níže bude tlak ťažkých plynov klesať s výškou rýchlejšie ako tlak ľahkých plynov, pretože stĺpec ťažkého plynu váži viac ako stĺpec ľahkého plynu rovnakej výšky.
Na obr. Pre viaceré plyny je zostrojených 297 takýchto grafov. Grafy sú zostavené pre malý interval výšok, preto vyzerajú ako rovné čiary.
175. 1. Rúrka v tvare L, ktorej dlhé koleno je otvorené, je naplnené vodíkom (obr. 298). Kde bude zakrivená gumová fólia pokrývajúca krátke koleno trubice?
Ryža. 298. K výkonu 175,1
