Мы объясним, что такое атмосферное давление, почему оно меняется и как оно было обнаружено. Кроме того, как она измеряется и какие единицы измерения используются
Атмосферное давление эквивалентно весу столба воздуха
Что такое атмосферное давление?
Атмосферное давление или барометрическое давление – это сила , оказываемая смешанными газами, составляющими атмосферу , на поверхность Земли и элементы над ней. Эта сила приходится на единицу площади, т.е. она эквивалентна весу столба воздуха , простирающегося от точки на поверхности Земли до верхних границ атмосферы
Атмосферное давление и его изменения в течение определенного периода времени – это общая точка данных при изучении атмосферного климата. Однако воздух изменяется по плотности по мере удаления от земли, а также зависит от температуры , поэтому обычно нелегко оценить атмосферное давление в данной точке с высокой степенью достоверности
В древности сама идея атмосферного давления была неизвестна, а его повседневные эффекты, такие как практическое ограничение подъема некоторых материалов, понимались как свидетельство horror vacuis, то есть ужаса перед вакуумом, проявляемого природой , поскольку считалось, что воздух не имеет веса и поднимается сам по себе
Так было до тех пор, пока в 1643 году вес воздуха не был открыт итальянским физиком Эванджелистой Торричелли (1608-1647), благодаря первым экспериментам , которые привели к созданию барометра. Его самый известный эксперимент включал сравнение поведения ртути и воды при введении их в изогнутую на конце трубку, известную сегодня как трубка Торричелли
Его эксперименты помогли французскому эрудиту Блезу Паскалю (1623-1662) измерить вес атмосферного воздуха в разных географических точках и на разных высотах , например, на вершине вулкана Пюи-де-Дом на юге Франции. Но только в 1654 году, благодаря экспериментам с Магбургскими полушариями немецкого физика Отто фон Герике (1602-1686), было публично продемонстрировано существование атмосферного давления
Единицы измерения атмосферного давления
Атмосферное давление является, прежде всего, формой давления и поэтому измеряется в Международной системе единиц (СИ) в паскалях (Па) – единице, отдающей дань французскому физику и понимаемой как давление, оказываемое силой в 1 ньютон (Н) на поверхность площадью 1 квадратный метр (м2), нормальную к ней, то есть: Па = кг/м.с2
Однако для измерения атмосферного давления принято использовать другие виды единиц, такие как атмосфера (атм), бар (b), миллибар (mb) или миллиметры ртутного столба (mmHg). Каждый из них заслуживает отдельного объяснения:
- 1 атмосфера – это давление, оказываемое воздухом для уравновешивания 760 мм ртутного столба при нормальных условиях на поверхности Земли, и эквивалентно 101300 Па.
- 1 бар (от греческого слова, обозначающего вес: báros) эквивалентен 0,986923 атм и, следовательно, 100 000 Па.
- 1 миллибар эквивалентен 1000 бар, а значит, 100 Па и 0,0010197 атм.
- 1 миллиметр ртути эквивалентно давлению, необходимому для увеличения высоты одного миллиметра ртути в трубке Торричелли. Он эквивалентен 133,3 Па и является единицей, широко используемой в медицине.
Как измеряется атмосферное давление?
Барометр измеряет в баронах давление, которое оказывает воздух на содержащуюся в нем жидкость.
Чтобы измерить атмосферное давление в данном месте, нам нужен прибор, называемый барометром. Его фундаментальный принцип, воспроизводящий эксперименты Торричелли в XVII веке, состоит в том, что столб жидкости (обычно ртути) вводится в трубку, верхняя часть которой закрыта
Таким образом, вес воздуха в атмосфере оказывает на жидкость большую или меньшую силу , заставляя ее оставаться внутри трубки до определенного момента, эквивалентного полученной силе
Добавить комментарий