Главная > Характеристики атмосферы > Сила атмосферного давления

Сила атмосферного давления

Общие сведения

Воздух имеет массу. Хоть она и в множество раз меньше массы Земли, но она есть. Вся масса атмосферы составляет 5,2 × 1021 г., а 1 м3 на поверхности земли весит 1033 кг. Масса атмосферы давит на все объекты которые расположены на Земле. Силу, с которой атмосфера давит на поверхности Земли называют атмосферным давлением. На каждого человека давит столб воздуха примерно в 15т. Если бы мы не имели внутреннего давления равного внешнему, нас бы раздавило сразу же. Все живые организмы эволюционировали в таких атмосферных условиях. Мы привыкли к такому давлению и не сможем существовать при значительно другом давлении.

Прибор измерения давления

В наше время атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст.). Для такого определения используется специальное устройство — Барометр. Они бывают :

  • жидкостный — имеет стеклянную трубку размером не менее 80 см в длину. Трубка заполнена ртутью и опущена в чашу с ртутью
  • гипсотермометр — прибор для измерения высоты над уровнем моря на основе зависимости точки кипения воды от атмосферного давления
  • газовый — давление измеряется по величине объема постоянного количества газа, изолированного от внешнего воздуха подвижным столбиком жидкости
  • барометр-анероид — имеет металлическую коробку с эластичными стенками, где удален воздух. При изменении атмосферного давления стенки коробки изменяются

Нормальное атмосферное давление

Нормальным атмосферным давлением считают условия давления воздуха при температуре 0°С над уровнем моря на широте 45°. В таких условиях воздух давит на каждый 1 см2 поверхности Земли с силой 1,033 кг. При этом ртутный столбик показывает 760 мм.рт.ст.

Опыт Торричелли

Впервые цифра 760 мм была получена учениками Галилео галилея в 1644г., а именно Винченцо Вивиани (1622 — 1703) и Эванджелистом Торричелли (1608 — 1647). Первый ртутный барометр был создан Торричелли. Он запаял стеклянную трубку с одного конца, наполнил ее ртутью и опустил в чашку с ртутью. Уровень ртути в трубке понизился из-за выливании части ртути в чашку. Над столбиком ртути внутри трубы образовалась пустота, которая получила название Торричелливая пустота (рис.1). 760 мм.рт.ст. принято считать за одну атмосферу. 1 атм = 101325 ПА = 1,01325 Бар.

Опыт ТорричеллиРисунок — 1

Пониженное и повышенное атмосферное давление

На Земле давление воздуха в разных уголках Земли разное. Также оно изменяется из-за изменении температуры или ветров или высоты над уровнем моря. Чем выше находится массы воздуха от Земли, те он более разреженный. В тропосфере атмосферное давление понижается в среднем 1мм.рт.ст. на каждые 10,5 м подъема.

Также атмосферное давление в течении одних суток повышается дважды (вечером и утром) и понижается дважды (после полуночи и полудня). Распределения атмосферное давление имеет выраженный характер. В экваториальных широтах поверхность Земли сильно греется. Горячий воздух при нагревании расширяется и становится легче из-за чего он поднимается вверх. В итоге имеем то, что возле экватора в основном низкое давление. При быстром понижении атмосферного давления на определенной местности можно заметить туман.

У полюсов при низких температурах воздух опускается из-за своей тяжести. Общая схема распределения давление видна на рис.2. На рисунку видно линии, которые разделяют пояса разного давления. Чем Эти линии называют изобарами. Чем ближе эти линии друг к другу, тем быстрее может изменяются давление на расстоянии. Барический градиент — величина изменения атмосферного давление на единицу расстояния (100 км).

зависимость атмосферного давления по поясамРисунок — 2

Таблица 1 — единицы давления

Паскаль (Па) Бар (бар) Техническая атмосфера (ат) Физическая атмосфера (атм) Миллиметр ртутного столба (мм.рт.ст) Метр водяного столба (м вод.ст.) Фунт-сила на кв. дюйм (psi)
1 Па 1 Н/м2 10-5 10,197 × 10-6 7,5006 × 10-3 1,0197 × 10-4 145,04 × 10-6
1 бар 105 1 × 106 дин/см2 1,0197 0,98692 750,06 10,197 14504
1 ат 98066,5 0,980665 1 кгс/см2 0,96784 735,56 10 14,223
1 атм 101325 1,01325 1,01325 1 атм 760 10,33 14,696
1 мм.рт.ст. 133,322 1,3332 × 10-3 1,3595 × 10-3 1,3158 × 10-3 1 мм.рт.ст. 13,595 × 10-3 19,337 × 10-3
1 м вод.ст. 9806,65 9,80665 × 10-2 0,1 0,096784 73,556 1 м вод.ст. 1,4223
1 psi 6894,76 68,948 × 10-3 70,307 × 10-3 68,046 × 10-3 51,715 0,70307 1 lbf/in2
Добавить комментарий