Miten mitataan ilmakehän paine Pascaleissa? Mikä on normaali ilmakehän paine paskaleissa?

Tunnelma on maapalloa ympäröivä kaasupilvi.Ilman painolla, jonka korkeus on yli 900 km, on voimakas vaikutus planeettamme asukkaisiin. Emme tunne tätä, ottamalla elämää itsestäänselvästi antialla. Henkilö tuntee epämukavuutta, joka kiipeää korkealla vuoristossa. Hapen puute aiheuttaa väsymystä. Samalla ilmakehän paine muuttuu merkittävästi.

Fysiikka ottaa huomioon ilmakehän paineen, sen muutokset ja vaikutukset maan pintaan.

Lukion fysiikan kurssin oppimistoiminnassailmapiiriin kiinnitetään huomattavaa huomiota. Määritelmän piirteitä, riippuvuutta korkeudesta, vaikutuksista jokapäiväisessä elämässä tai luonnossa esiintyviin prosesseihin selitetään ilmakehän toiminnasta saatujen tietojen perusteella.

Milloin he alkavat oppia ilmakehän painetta? Arvosana 6 - tuntinen tunnelma tunnelmasta. Tämä prosessi jatkuu lukion erikoistuneissa luokissa.

Opintohistoria

Ensin pyritään luomaan ilmakehän paineAir sitoutui vuonna 1643 Italian Evangelista Torricellin ehdotukseen. Toisessa päässä suljettu lasiputki täytettiin elohopealla. Toinen puoli suljettiin elohopeaan. Putken yläosassa elohopean osittaisen vuotamisen seurauksena muodostui tyhjä tila, joka sai seuraavan nimen: "Torricellian tyhjyys".

Tähän mennessä hallitsi luonnontieteitäAristoteleen teoria, joka uskoi, että "luonto pelkää tyhjyyttä". Hänen näkemyksensä mukaan tyhjää, tyhjää tilaa ei voi olla. Siksi tyhjiöiden esiintyminen lasiputkessa jo pitkään yritti selittää muiden asioiden kanssa.

Ei ole epäilystäkään siitä, että tämä on tyhjä tila,sitä ei voi täyttää millään, koska kokeilun alussa elohopea täytti kokonaan sylinterin. Ja virtaamatta, ei sallinut muiden aineiden täyttää tyhjää tilaa. Mutta miksi kaikki elohopea ei ole kaadettu alukseen, koska siihen ei ole mitään esteitä? Johtopäätös viittaa siihen, että elohopea putkessa, kuten viestivissä aluksissa, saa aikaan saman paineen elohopealle aluksessa, samoin kuin jotain ulkopuolelta. Samalla tasolla vain ilmakehä on kosketuksissa elohopean pinnan kanssa. Sen paine pitää aineen kaatumisen painovoiman vaikutuksesta. Kuten tiedämme, kaasu luo saman vaikutuksen kaikkiin suuntiin. Aluksen elohopean pinta vaikuttaa siihen.

Elohopeapullon korkeus on noin 76 cm.On havaittu, että tämä indikaattori vaihtelee ajan myötä, joten ilmakehän paine vaihtelee. Se voidaan mitata cmHg (tai millimetreinä).

Mitä yksiköitä käytetään?

Kansainvälinen yksikköjärjestelmä onkansainvälinen ei siis sisällä millimetrien elohopeaa. Art. kun määritetään paine. Ilmakehän paineen yksikkö määritetään samalla tavalla kuin kiintoaineissa ja nesteissä. Paineen mittaus pascaleissa, jotka on otettu SI: lla.

1 Pa: n kohdalla otetaan tällainen paine, joka luodaan 1 N: n voimalla 1 m: n juoksua kohti.².

Määritä, miten yksiköt liittyvät. Nestesarakkeen paine säädetään seuraavalla kaavalla: p = ρgh. Elohopean tiheys ρ = 13 600 kg / m³. Vertailupisteelle otetaan elohopeapylväs, jonka pituus on 760 millimetriä. Täältä:

p = 13600 kg / m³× 9,83 N / kg × 0,76 m = 101292,8 Pa

Ilmakehän paineen tallentamiseksi pascaleihin on otettava huomioon: 1 mm Hg. = 133,3 Pa.

Esimerkki ongelmien ratkaisemisesta

Määritä ilmakehän vaikutus kattopintaan, jonka mitat ovat 10 x 20 m. Ilmakehän paineen oletetaan olevan 740 mmHg.

p = 740 mmHg, a = 10 m, b = 20 m

analyysi

Toiminnan voimakkuuden määrittämiseksi on tarpeen määrittää ilmakehän paine pascaleissa. Ottaen huomioon, että 1 millimetri elohopeaa 133,3 Pa, meillä on seuraava: p = 98642 Pa.

Ratkaisu

Käytämme kaavaa paineen määrittämiseksi:

p = f / s

Koska kattoaluetta ei anneta, oletetaan, että sillä on suorakulmainen muoto. Tämän kuvan pinta-ala määräytyy seuraavan kaavan mukaan:

s = ab.

Korvaa alueen arvo laskentakaavassa:

p = F / (ab), mistä:

F = pab.

Laskemme: F = 98642 Pa × 10 m × 20 m = 19728400 N = 1,97 MN.

Vastaus: talon katon ilmakehän painevoima on 1,97 MN.

Mittausmenetelmät

Ilmakehän paineen kokeellinen määrittäminenvoidaan suorittaa käyttämällä elohopeapilaria. Jos hänen vieressään korjaa mittakaava, muutokset voidaan korjata. Tämä on yksinkertaisin elohopeaparometri.

Olin yllättynyt huomatessani Evangelista Torricellin ilmapiirin muutoksen, joka yhdistää tämän prosessin lämpöön ja kylmyyteen.

Optimaalia kutsuttiin ilmakehän paineeksimerenpinta 0 astetta. Tämä arvo on 760 mm Hg. Normaalia ilmakehän paineita pascaleissa pidetään 10: llä⁵ Pa.

Tiedetään, että elohopea on tarpeeksi haitallistaihmisten terveydelle. Tämän seurauksena avoimia elohopeaparometreja ei voida käyttää. Muiden nesteiden tiheys on huomattavasti pienempi, joten nesteellä täytetyn putken on oltava riittävän pitkä.

Esimerkiksi Blaise Pascalin luoman vesipatsaan tulisi olla noin 10 metriä korkea. Haitat ovat ilmeisiä.

Nestemäinen barometri

Merkittävä askel eteenpäin voidaan kutsua ajatukseksi siirtyä nesteestä barometreja luotaessa. Aneroidiparometreissa toteutetaan kyky valmistaa laite ilmakehän paineen määrittämiseksi.

Suurin osa tästä mittarista on tasainen.laatikko, josta ilma pumpataan. Jotta se ei purista ilmakehää, pinta tehdään aallotetuksi. Jousijärjestelmälaatikko on liitetty nuolella, joka osoittaa asteikon painearvon. Jälkimmäinen voidaan luokitella mihin tahansa yksikköön. Mittaa pascals-ilmakehän paine sopivassa mittakaavassa.

Korkeus ja ilmakehän paine

Ilmakehän tiheyden muutos sen noustessaylöspäin johtaa paineen laskuun. Kaasukuoren heterogeenisyys ei salli lineaarisen muutoslain käyttöönottoa, koska paineen alenemisaste alenee kasvavalla korkeudella. Maapallon pinnalla 12 metrin välein ilmakehän vaikutus laskee 1 mm Hg. Art. Troposfäärissä tapahtuu samanlainen muutos 10,5 m: n välein.

Lähellä maan pintaa ilma-aluksen lentokoneen lennon korkeudella, aneroidi, joka on varustettu erityisellä mittakaavalla, voi määrittää korkeuden ilmakehän paineella. Tätä laitetta kutsutaan korkeusmittariksi.

Maapallon pinnalla oleva erikoislaite mahdollistaa korkeusmittarin lukemisen nollaan, jotta sitä voidaan käyttää nousun korkeuden määrittämiseen.

Esimerkki ongelman ratkaisemisesta

Vuoren juuressa barometri osoitti ilmakehän paineen, joka oli 756 mm elohopeaa. Mikä arvo on 2500 metrin korkeudessa merenpinnan yläpuolella? Ilmakehän paine on kirjattava pascaleihin.

R₁ = 756 mmHg, H = 2500 m, p₂ -?

Ratkaisu

Barometrin lukemien määrittämiseksi korkeudessa H otamme huomioon, että paine laskee 1 millimetrin elohopeaa. 12 metrin välein. siksi:

(p₁ - p₂) × 12 m = N × 1 mm Hg, mistä:

R₂ = p₁ - N × 1 mmHg / 12 m = 756 mmHg - 2500 m × 1 mmHg / 12 m = 546 mm Hg

Voit tallentaa saadun ilmakehän paineen pascaleissa seuraavasti:

R₂ = 546 x 133,3 Pa = 72619 Pa

Vastaus: 72619 Pa.

Ilmakehän paine ja sää

Ilmakehän kerrosten liikkuminen maapallon lähellä ja ilman epäyhtenäinen lämmitys eri alueilla johtavat sääolosuhteiden muuttumiseen planeetan kaikilla alueilla.

Paine voi vaihdella 20-35 mm Hg. pitkällä aikavälillä ja 2-4 millimetriä elohopeaa. päivän aikana. Terve ihminen ei havaitse muutoksia tässä indikaattorissa.

Ilmakehän paine, jonka arvo on alle normaalin ja usein muuttuu, ilmaisee syklonin, joka kattaa tietyn. Usein tämä ilmiö liittyy pilviin ja sademäärään.

Alhainen paine ei aina ole merkki sateisesta säästä. Huono sää riippuu enemmän tarkasteltavan indikaattorin asteittaisesta vähenemisestä.

Jyrkkä paineen lasku 74 senttimetriin Hg. ja sen alapuolella uhkaa myrsky, jossa suihkut jatkuvat, vaikka indikaattori on jo alkamassa nousta.

Sääolosuhteet muuttuvat paremmin seuraavien ominaisuuksien perusteella:

• Pitkän huonon sään jälkeen ilmakehän paine kasvaa asteittain ja tasaisesti;
• sumuisessa säässä paine nousee;
• eteläisen tuulen aikana tämä indikaattori nousee useita päiviä peräkkäin;
• Ilmakehän paineen nousu tuulisessa säässä on merkki mukavasta säästä.