Tekanan atmosfera ialah daya yang kita dipengaruhi oleh udara sekeliling, iaitu atmosfera. Artikel itu akan membentangkan eksperimen di mana kami akan memastikan bahawa tekanan udara benar-benar wujud. Kami akan mengetahui siapa yang mengukurnya buat kali pertama, apa yang berlaku apabila tekanan atmosfera diagihkan secara tidak sekata, dan banyak lagi.
Manifestasi tekanan atmosfera
Jika udara menekan semua benda di sekeliling, maka ia menimbang sesuatu. Adakah ini benar, mengapa ia kelihatan tidak bertimbangan kepada kita? Mari kita jalankan eksperimen yang menunjukkan bahawa tekanan atmosfera sebenarnya wujud.
Isi picagari dengan air ke tengah, dan kemudian tarik omboh ke atas. Air akan mengikut omboh. Sebabnya adalah tekanan atmosfera, tetapi apabila orang belum mengetahui tentang kewujudannya, mereka mengatakan bahawa alam semula jadi tidak bertolak ansur dengan kekosongan. Sekarang kita tahu bahawa apabila omboh naik, kawasan diciptatekanan berkurangan, dan atmosfera memerah air ke dalam picagari.
Pengalaman dengan kad plastik dan balang
Isi balang kaca ke bahagian atas dengan air, tutup bahagian atas dengan sekeping plastik, contohnya, kad. Mari kita terbalikkan balang dan lihat bahawa kad itu dipegang dan tidak jatuh. Daya tekanan air dikompensasikan oleh daya tekanan atmosfera. Tiada apa-apa yang menekan air dari atas, tetapi suasana menekan dari bawah, akibatnya, kad itu dipegang. Jika udara masuk antara plastik dan balang, kad akan jatuh dan air akan keluar.
Peranti Torricelli
Saintis Itali Torricelli mengukur tekanan atmosfera buat kali pertama. Dia melakukan ini dengan apa yang dipanggil barometer merkuri. Mula-mula, Torricelli mengisi tiub kaca dengan merkuri ke bahagian atas, mengambil mangkuk besar merkuri, membalikkan tiub itu, menjunamnya ke dalam mangkuk dan membuka bahagian bawahnya. Mercury mula turun, tetapi tidak keluar sepenuhnya, tetapi turun ke ketinggian tertentu.
Ternyata paras ini ialah 760 mm. Oleh itu, tekanan atmosfera mampu menahan tiang merkuri 760 mm. Jika tekanan meningkat, maka ia boleh menahan lajur yang lebih tinggi, jika ia berkurangan, kurang. Jika ya, maka saiznya boleh dinilai dengan ketinggian tiang. Oleh itu, dalam amalan, tekanan atmosfera dan gas sering diukur dengan tepat dalam milimeter merkuri. Mari kita wujudkan hubungan antara milimeter merkuri dan unit biasa pascal.
Bagaimana milimeter merkuri dan pascal berkaitan
Tekanan atmosfera menaikkan merkuri sebanyak 760 mm. Maksudnya begitulajur tekanan tinggi merkuri 760 mm dengan daya yang sama dengan paras normal tekanan atmosfera. 1 mm Hg ialah tekanan yang dihasilkan oleh tiang merkuri setinggi 1 mm. Bayangkan ketinggian tiang merkuri ialah 1 mm. Kira tekanan hidrostatik yang sepadan dengan ketinggian ini.
P=1 mmHg Tekanan hidrostatik dikira dengan formula: ρgh. ρ ialah ketumpatan merkuri, g ialah pecutan akibat graviti, h ialah ketinggian lajur cecair. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Gantikan data ini ke dalam formula. Selepas penukaran, 13.69.8=133.3 N/m2 akan kekal. N/m2 - ini ialah Pascal (Pa). Jika kita menukar tekanan atmosfera kepada hektopascal, maka 1 mm Hg. Seni. sepadan dengan 1.333 hPa.
Hg dan cuaca
Torricelli memerhatikan bacaan barometer merkuri untuk masa yang lama. Dia perasan satu perkara yang menarik. Apabila lajur merkuri jatuh, iaitu, apabila tekanan atmosfera menjadi rendah, selepas beberapa ketika cuaca buruk berlaku. Apabila tiang merkuri meningkat, selepas beberapa lama cuaca buruk digantikan dengan cuaca baik. Iaitu, pengukuran tekanan atmosfera membolehkan anda membuat ramalan cuaca.
Kini perkhidmatan meteorologi sepanjang masa, setiap 3 jam, mengukur tekanan atmosfera. Buku Jules Verne The Fifteen-Year-Old Captain menerangkan pemerhatian barometer dan cuaca. Protagonis buku itu mendapati bahawa jika lajur merkuri jatuh dengan cepat, maka cuaca merosot secara mendadak, tetapi tidak lama, jika paras merkuri menurun secara perlahan, selama beberapa hari, makacuaca akan merosot secara beransur-ansur, tetapi bertahan lama.
Apa yang berlaku apabila tekanan atmosfera diagihkan secara tidak sekata
Mari kita pertimbangkan peta sinoptik. Ia mengandungi nilai tekanan atmosfera di kawasan, bandar, negara, benua yang berbeza. Arah pergerakan jisim udara ditunjukkan oleh anak panah. Mengapa angin bertiup? Tekanan atmosfera lebih besar di beberapa tempat dan kurang di tempat lain. Dari tempat yang lebih besar, angin bertiup ke tempat yang lebih kecil. Kami melihatnya mengikut arah anak panah pada peta.
Jika anda melihat seluruh planet, anda dapat melihat bahawa ia berbeza di bahagian yang berbeza. Kawasan tekanan tinggi ditandakan dengan warna ungu, di mana anak panah angin berpusing dan bergerak mengikut arah jam. Kawasan tekanan tinggi ini dipanggil antisiklon. Biasanya cuaca cerah.
Tetapi Sepanyol dan Portugal. Di sini kita melihat dua antisiklon yang paling berkuasa. Pusingan arus udara disambungkan dengan putaran glob.
Dan berikut ialah dua kawasan berkuasa tekanan atmosfera rendah - hanya 965 hektar. Ini ialah siklon, udara di dalamnya berputar mengikut lawan jam.
Oleh itu, anda boleh melihat taburan tekanan atmosfera di tempat yang berbeza di planet kita. Pada masa kini, pakar meteorologi meramalkan dengan tepat perubahan cuaca yang berlaku apabila tekanan atmosfera diagihkan secara tidak sekata.
Tekanan pada dan di atas paras laut
Andaikan barometer menunjukkan tekanan 1006 hPa. Tetapi kalaulihat peta sinoptik kawasan tertentu, bandar, mungkin ternyata tekanan atmosfera berbeza di sana. Kenapa ini terjadi? Hakikatnya ialah peta sinoptik menunjukkan nilai tekanan atmosfera di paras laut. Kita boleh berada pada ketinggian tertentu di atas paras laut, jadi tekanan yang ditunjukkan oleh barometer di dalam bilik adalah kurang daripada di paras laut.
Altimeter
Bagaimana untuk mengukur ketinggian lokasi anda? Terdapat instrumen khas yang serupa dengan barometer, tetapi skalanya tidak diijazahkan dalam unit tekanan, tetapi dalam unit ketinggian. Pelancong dan juruterbang mempunyai peranti sedemikian. Ia dipanggil altimeter atau altimeter parametrik. Apabila juruterbang berada di atas tanah, dia menetapkan altimeter kepada sifar, kerana ketinggiannya di atas tanah adalah sifar. Jika perlu, dia menetapkan anak panah ke ketinggian di atas paras laut, bergantung pada sama ada penting baginya untuk mengetahui ketinggian lapangan terbang di atas paras laut, atau tidak. Dalam kes penerbangan jarak jauh, ini boleh berguna, terutamanya jika lapangan terbang berada di pergunungan. Kemudian, melihat jarum altimeter, juruterbang menentukan ketinggian.
Mengapa tekanan atmosfera meningkat dengan ketinggian
Setelah kita mengetahui bahawa apabila tekanan atmosfera diagihkan tidak sekata, angin berlaku, mari kita fikirkan mengapa tekanan berkurangan dengan peningkatan ketinggian. Udara mempunyai berat, jadi ia tertarik ke bumi, memberikan tekanan ke atasnya. Jika kita meletakkan barometer pada lapisan atmosfera tertentu, maka ia akan ditekan oleh lapisan atmosfera itu,yang di atas. Perlu diingat bahawa atmosfera tidak mempunyai sempadan yang jelas.
Jika kita meletakkan barometer pada paras laut, tekanan akan sama dengan jumlah tekanan dalam lapisan udara ini dan tekanan dalam lapisan atas atmosfera. Iaitu, apabila ketinggian meningkat, tekanan berkurangan. Timbul persoalan: adakah mungkin untuk mengira tekanan atmosfera mengikut formula Р=ρgh? Tidak, kerana nilai ketumpatan udara tidak tetap dalam lapisan atmosfera yang berbeza. Di bahagian bawah, udara berada di bawah lebih banyak tekanan, jadi ia lebih tumpat, dan di bahagian atas, ia kurang tumpat.
