Kako meriti atmosferski tlak v paskalih? Kakšen je običajni atmosferski tlak v paskalih?

Atmosfera je plinski oblak, ki obkroža Zemljo. Teža zraka, katere višina stebra presega 900 km, močno vpliva na prebivalce našega planeta. To se ne počutimo, seveda pa je življenje na dnu zračnega oceana. Neudobje se počutijo ljudi, plezanje visoko v gorah. Pomanjkanje kisika povzroča hitro utrujenost. Hkrati se atmosferski tlak znatno spremeni.

Fizika upošteva atmosferski tlak, njegove spremembe in njen vpliv na površje Zemlje.

Pri fiziki srednje šole se precej pozornosti nameni študiji delovanja atmosfere. Značilnosti definicije, odvisnost od višine, vpliv na procese, ki se pojavljajo v vsakdanjem življenju ali v naravi, so razloženi na podlagi poznavanja vpliva atmosfere.

Kdaj začnejo študirati atmosferski tlak? 6. razred - čas, da se seznanite z posebnostmi ozračja. Ta postopek se nadaljuje v profilnih razredih višje šole.

Zgodovina študija

Prvi poskusi vzpostavitve atmosferskega zračnega tlaka so bili narejeni leta 1643 po predlogu italijanske Evangelista Torricelli. Steklena cev, varjena z enega konca, je bila napolnjena z živim srebrom. Po drugi strani pa se je zmanjšalo na živo srebro. V zgornjem delu cevi je zaradi delnega pobega živega srebra nastal prazen prostor, imenovan "Torricellian praznina".

Do takrat je v naravoslovju prevladovalo teorijo Aristotela, ki je verjela, da se "narava boji praznine". Po njegovih pogledih ni prostora prazen, ne pa napolnjen s snovjo. Zato je prisotnost praznine v stekleni cevi že dolgo časa poskušala razložiti z drugo zadevo.

Dejstvo, da tega praznega prostora, brez dvoma, ni mogoče napolniti z ničemer, ker je živo srebro na začetku poskusa popolnoma napolnilo valj. In, iztekanje, ni dovolil, da druge snovi napolnijo prazno mesto. Toda zakaj vse živo srebro ni vlilo v posodo, ker nima nobenih ovir? Sklep kaže na to, da živo srebro v cevi, kot pri komunikacijskih posodah, ustvarja enak pritisk na živo srebro v posodi, pa tudi nekaj od zunaj. Na isti ravni je le stik ozračja z živosrebrno površino. Njen pritisk ohranja, da snov izliva pod vpliv gravitacije. Gas, kot je znano, ustvari enako dejanje v vseh smereh. Njegov vpliv je izpostavljen površini živega srebra v posodi.

Višina živosrebrnega valja je približno 76 cm. Opazili smo, da se ta indeks spreminja s časom, zato se spremeni pritisk atmosfere. Merijo ga lahko v cm živega srebra (ali v milimetrih).

Katere enote veljajo?

Mednarodni sistem enot je mednaroden, zato ne vključuje uporabe milimetrov živega srebra. Art. Pri določanju tlaka. Enota atmosferskega tlaka se določi na način, ki je podoben tistemu v trdnih snoveh in tekočinah. Merjenje tlaka v paskalih se vzame v SI.

Za 1 Pa se vzame takšen tlak, ki nastane s silo 1 N na 1 m ^{2 površine} .

Določamo, kako so merske enote povezane . Tlak tekočine kolone nastavimo po naslednji formuli: p = ρgh. Gostota živega srebra je ρ = 13600 kg / m3. Za referenčno točko vzamemo kolono živega srebra dolžine 760 milimetrov. Od tu:

P = 13600 kg / m ³ × 9,83 N / kg × 0,76 m = 101292,8 Pa

Za snemanje atmosferskega tlaka v paskalih upoštevamo: 1 mm Hg. = 133,3 Pa.

Primer reševanja problemov

Določite silo, s katero atmosfera deluje na površini strehe dimenzij 10x20 m. Predpostavlja se atmosferski tlak 740 mm Hg.

P = 740 mm Hg, a = 10 m, b = 20 m.

Analiza

Za določitev moči delovanja je potrebno določiti atmosferski tlak v paskalih. Ob upoštevanju tega 1 milimetrskega živega srebra. Je enak 133,3 Pa, imamo naslednje: p = 98642 Pa.

Rešitev

Uporabljamo formulo za določanje tlaka:

P = F / s,

Ker strešna površina ni podana, predpostavimo, da ima obliko pravokotnika. Področje te številke je opredeljeno s formulo:

S = ab.

Namestite območje v formuli:

P = F / (ab), od tega:

F = pab.

Izračunamo: F = 98642 Pa × 10 m × 20 m = 19728400 H = 1,97 MN.

Odgovor: Tlak atmosfere na strehi hiše je 1,97 MN.

Metode merjenja

Eksperimentalno določanje atmosferskega tlaka je mogoče opraviti z uporabo živosrebrnega kolone. Če je z njo pritrjena lestvica, se lahko snemanje spremeni. To je najpreprostejši živosrebrni barometer.

Bil je presenečen, da je opazil spremembe v atmosferi Evangelista Torricelli, ki je povezal ta proces s toploto in mrazom.

Optimalno je bil tlak atmosfere na nivoju morja pri 0 stopinjah Celzija. Ta vrednost je 760 mm Hg. Normalni atmosferski tlak v paskalih je enak 10 ⁵ Pa.

Znano je, da je živo srebro škodljivo za zdravje ljudi. Zato ni mogoče uporabiti odprtih barometrov z živim srebrom. Druge tekočine imajo gostoto veliko manj, zato mora biti cev, napolnjena s tekočino, dovolj dolga.

Na primer, vodni stolpec, ki ga je ustvaril Blaise Pascal, mora biti višine 10 m. Nevšečnost je očitna.

Brezbarvni barometer

Izreden korak naprej je zamisel, da se pri ustvarjanju barometrov odmika od tekočine. Možnost izdelave instrumenta za določanje tlaka ozračja se izvaja v barometrih-aneroidih.

Glavni del tega merilnika je ravna škatlica, iz katere se črpal zrak. Zaradi zagotovitve, da je atmosfera ne zdrobljena, je površina valovita. Vzmetni sistem škatle je povezan s puščico, ki označuje vrednost tlaka na lestvici. Slednje lahko gradimo v vseh enotah. Atmosferski tlak v pascalih se lahko meri z ustrezno merilno lestvico.

Nadmorska višina in atmosferski tlak

Sprememba gostote ozračja, ko se dvigne navzgor, povzroči zmanjšanje tlaka. Nehomogenost plinske lupine nam ne dopušča uvajanja linearnega zakona variacije, saj s povečanjem višine zmanjšujemo stopnjo zmanjšanja tlaka. Na površju Zemlje kot vzpon na vsakih 12 metrov se učinek vzdušja zmanjša za 1 mm Hg. Art. V troposferi se podobna sprememba pojavlja pri vsakih 10,5 m.

V bližini površine Zemlje, na nadmorski višini letala, lahko aneroid, opremljen s posebno lestvico, določi višino z atmosferskim tlakom. Ta naprava se imenuje višinomer.

Posebna naprava na površini Zemlje omogoča nastavitev branja višinomerov na nič, da jo lahko kasneje uporabite za določitev višine dviga.

Primer rešitve problema

Ob vznožju gorskega barometra je bil atmosferski tlak 756 mm živega srebra. Kakšna je vrednost na 2500 metrih nadmorske višine? Zapisati mora atmosferski tlak v paskalih.

P ₁ = 756 mm Hg, H = 2500 m, p ₂ -?

Rešitev

Za določitev odčitkov barometra na višini H upoštevamo, da se tlak zmanjša za 1 milimetrsko živo srebro. Vsakih 12 metrov. Zato:

(P ₁ - p ₂ ) × 12 m = H × 1 mm Hg, od tega:

P ₂ = p ₁ - H x 1 mm Hg / 12 m = 756 mm Hg. - 2500 m × 1 mm Hg / 12 m = 546 mm Hg.

Za snemanje atmosferskega tlaka, dobljenega v paskalih, izvajamo naslednja dejanja:

P ₂ = 546 × 133,3 Pa = 72619 Pa

Odgovor: 72619 Pa.

Atmosferski pritisk in vreme

Gibanje zračnih atmosferskih slojev blizu površine Zemlje in nehomogenega segrevanja zraka na različnih območjih povzročata spremembo vremenskih razmer na vseh delih planeta.

Tlak se lahko spreminja za 20-35 mm Hg. V daljšem časovnem obdobju in 2-4 milimetrov živega srebra. Čez dan. Zdrava oseba ne zaznava sprememb v tem indikatorju.

Atmosferski tlak, katerega vrednost je nižja od običajne in se pogosto spreminja, označuje ciklon, ki pokriva določeno. Pogosto ta pojav spremljajo oblačnost in padavine.

Nizek tlak ni vedno znak deževnega vremena. Sovražnost je bolj odvisna od postopnega zmanjševanja zadevnega kazalnika.

Ostri padec pritiska na 74 centimetrov živega srebra. In spodaj grozi z nevihto, curki, ki se bodo nadaljevali tudi, ko se kazalnik že začne dvigniti.

Sprememba vremena za boljše je mogoče določiti z naslednjimi funkcijami:

• Po dolgem obdobju slabega vremena opazimo postopno in enakomerno zvišanje atmosferskega tlaka;
• V megleno tanko vreme se tlak dvigne;
• V obdobju južnih vetrov se zadevni kazalnik dviga več dni zapored;
• Povečanje atmosferskega tlaka v vetrovnem vremenu je znak vzpostavitve udobnega vremena.