La pressió atmosfèrica és la força amb la qual ens afecta l'aire circumdant, és a dir, l'atmosfera. L'article presentarà experiments durant els quals ens assegurarem que la pressió de l'aire realment existeix. Descobrirem qui ho va mesurar per primera vegada, què passa quan la pressió atmosfèrica es distribueix de manera desigual i molt més.
Manifestacions de pressió atmosfèrica
Si l'aire pressiona tot el que hi ha al voltant, llavors pesa alguna cosa. És realment cert, per què doncs ens sembla ingràvida? Fem experiments que demostrin que la pressió atmosfèrica realment existeix.
Ompliu la xeringa amb aigua fins al centre i, a continuació, estireu el pistó cap amunt. L'aigua seguirà el pistó. La raó d'això és la pressió atmosfèrica, però quan la gent encara no sabia de la seva existència, va dir que la natura simplement no tolera el buit. Ara sabem que quan el pistó puja, es crea una àreapressió reduïda i l'atmosfera comprimeix aigua a la xeringa.
Experiència amb una targeta de plàstic i un pot
Ompliu un pot de vidre fins a la part superior amb aigua, cobreixi la part superior amb un tros de plàstic, per exemple, una targeta. Donem la volta al pot i veiem que la targeta aguanta i no cau. La força de pressió de l'aigua es compensa amb la força de pressió de l'atmosfera. Res no pressiona l'aigua des de d alt, però l'atmosfera pressiona des de baix, com a resultat, la targeta es manté. Si entra aire entre el plàstic i el pot, la targeta caurà i l'aigua s'abocarà.
Dispositiu Torricelli
El científic italià Torricelli va mesurar la pressió atmosfèrica per primera vegada. Ho va fer amb l'anomenat baròmetre de mercuri. Primer, Torricelli va omplir un tub de vidre amb mercuri fins a la part superior, va agafar un bol gran de mercuri, va donar la volta al tub, el va submergir al bol i va obrir l'extrem inferior. Mercuri va començar a baixar, però no va sortir del tot, sinó que va baixar a una certa alçada.
Va resultar que aquest nivell és de 760 mm. Per tant, la pressió de l'atmosfera és capaç de contenir una columna de mercuri de 760 mm. Si la pressió augmenta, llavors pot aguantar una columna de major alçada, si disminueix, menys. Si és així, la seva mida es pot jutjar per l'alçada del pilar. Per tant, a la pràctica, la pressió de l'atmosfera i dels gasos sovint es mesura amb precisió en mil·límetres de mercuri. Establim una relació entre els mil·límetres de mercuri i les unitats habituals de pascal.
Com es relacionen els mil·límetres de mercuri i pascals
La pressió atmosfèrica augmenta el mercuri en 760 mm. Vol dir aixòuna columna de mercuri premses de 760 mm d'alçada amb una força igual al nivell normal de pressió atmosfèrica. 1 mm Hg és la pressió produïda per una columna de mercuri d'1 mm d'alçada. Imagineu que l'alçada de la columna de mercuri és d'1 mm. Calcula la pressió hidrostàtica corresponent a aquesta altitud.
P=1 mmHg La pressió hidrostàtica es calcula amb la fórmula: ρgh. ρ és la densitat del mercuri, g és l'acceleració deguda a la gravetat, h és l'alçada de la columna líquida. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Substitueix aquestes dades a la fórmula. Després de la conversió, es mantindrà 13,69,8=133,3 N/m2. N/m2: això és Pascal (Pa). Si convertim la pressió atmosfèrica a hectopascals, llavors 1 mm Hg. Art. correspon a 1.333 hPa.
Hg i temps
Torricelli va observar durant molt de temps les lectures del baròmetre de mercuri. Va notar una cosa interessant. Quan la columna de mercuri baixa, és a dir, quan la pressió atmosfèrica es torna baixa, al cap d'un temps s'instal·la el mal temps. Quan la columna de mercuri puja, al cap d'un temps el mal temps és substituït pel bon temps. És a dir, la mesura de la pressió atmosfèrica et permet fer una previsió meteorològica.
Ara els serveis meteorològics les 24 hores, cada 3 hores, mesuren la pressió atmosfèrica. El llibre de Jules Verne El capità de quinze anys descriu l'observació del baròmetre i el temps. El protagonista del llibre va descobrir que si la columna de mercuri cau ràpidament, el temps es deteriora bruscament, però no durant molt de temps, si el nivell de mercuri disminueix lentament, durant diversos dies, llavorsel temps es deteriorarà gradualment, però durarà molt de temps.
Què passa quan la pressió atmosfèrica es distribueix de manera desigual
Considerem un mapa sinòptic. Conté els valors de pressió atmosfèrica en diferents zones, ciutats, països, continents. La direcció del moviment de les masses d'aire s'indica amb fletxes. Per què bufa el vent? La pressió atmosfèrica és més gran en alguns llocs i menor en altres. Des d'on és més gran, el vent bufa cap a on és més petit. El veiem en la direcció de les fletxes del mapa.
Si mireu el planeta sencer, podeu veure que és diferent en diferents parts. Les zones d' alta pressió estan marcades en color violeta, on les fletxes del vent giren i es mouen en el sentit de les agulles del rellotge. Aquesta zona d' alta pressió s'anomena anticicló. Normalment fa temps clar.
Però Espanya i Portugal. Aquí observem dos anticiclons més potents. La torsió dels corrents d'aire està relacionada amb la rotació del globus.
I aquí hi ha dues zones potents de baixa pressió atmosfèrica: només 965 hectopascals. Aquest és un cicló, l'aire que hi ha gira en sentit contrari a les agulles del rellotge.
Així, es pot observar la distribució de la pressió atmosfèrica en diferents llocs del nostre planeta. Avui en dia, els meteoròlegs prediuen amb precisió els canvis meteorològics que es produeixen quan la pressió atmosfèrica es distribueix de manera desigual.
Pressió al nivell del mar i per sobre
Suposem que el baròmetre mostra una pressió de 1006 hPa. Però simireu el mapa sinòptic d'una zona determinada, ciutat, pot resultar que la pressió atmosfèrica és diferent allà. Per què passa això? El cas és que els mapes sinòptics mostren els valors de la pressió atmosfèrica al nivell del mar. Podem estar a una certa alçada sobre el nivell del mar, de manera que la pressió que mostra el baròmetre a l'habitació és menor que al nivell del mar.
Altímetre
Com mesurar l'alçada de la vostra ubicació? Hi ha instruments especials semblants a un baròmetre, però la seva escala no es gradua en unitats de pressió, sinó en unitats d'alçada. Els turistes i els pilots tenen aquests dispositius. S'anomenen altímetres o altímetres paramètrics. Quan el pilot està a terra, posa l' altímetre a zero, perquè la seva alçada sobre el terra és zero. Si cal, posa la fletxa a l'alçada sobre el nivell del mar, segons si és important per a ell saber a quina alçada es troba l'aeròdrom sobre el nivell del mar, o no. En el cas dels vols de llarg recorregut, això pot ser útil, sobretot si l'aeròdrom és a la muntanya. Aleshores, mirant l'agulla de l' altímetre, el pilot determina l' altitud.
Per què augmenta la pressió atmosfèrica amb l' altitud
Després de saber que quan la pressió atmosfèrica es distribueix de manera desigual, es produeix vent, anem a esbrinar per què la pressió disminueix a mesura que augmenta l' altitud. L'aire té pes, de manera que s'atreu a la terra, exerceix pressió sobre ella. Si col·loquem un baròmetre en una determinada capa de l'atmosfera, llavors serà pressionat per aquesta capa de l'atmosfera,que està a d alt. Cal tenir en compte que l'atmosfera no té límits clars.
Si col·loquem un baròmetre al nivell del mar, la pressió serà igual a la suma de la pressió en aquesta capa d'aire i les pressions a les capes superiors de l'atmosfera. És a dir, a mesura que augmenta l' altitud, la pressió disminueix. Sorgeix la pregunta: és possible calcular la pressió atmosfèrica segons la fórmula Р=ρgh? No, perquè el valor de la densitat de l'aire no és constant en diferents capes de l'atmosfera. A la part inferior, l'aire està sota més pressió, de manera que és més dens, i a la part superior, és menys dens.
