Atmosfera: una nuvola di gas che circonda la Terra.Il peso dell'aria, la cui altezza della colonna supera i 900 km, ha un forte effetto sugli abitanti del nostro pianeta. Non lo sentiamo, naturalmente percepire la vita sul fondo dell'oceano aereo. Una persona sente disagio, si alza in montagna. La mancanza di ossigeno provoca stanchezza. Allo stesso tempo, la pressione atmosferica cambia in modo significativo.
La fisica considera la pressione atmosferica, i suoi cambiamenti e i suoi effetti sulla superficie terrestre.
Quando iniziano a studiare la pressione atmosferica? Grado 6 - tempo per conoscere l'atmosfera. Questo processo continua nelle classi specializzate del liceo.
I primi tentativi di stabilire la pressione atmosferical'aria fu intrapresa nel 1643 su suggerimento dell'evangelista italiano Torricelli. Un tubo di vetro sigillato a un'estremità era pieno di mercurio. Dopo aver chiuso, invece, è stato abbassato in mercurio. Nella parte superiore del tubo a causa della perdita parziale di mercurio, si formò uno spazio vuoto, che ricevette il seguente nome: "Vuoto torricelliano".
Ormai dominato nelle scienze naturalila teoria di Aristotele, che credeva che "la natura ha paura del vuoto". Secondo le sue opinioni, non può esserci spazio vuoto non pieno di materia. Pertanto, per lungo tempo hanno cercato di spiegare la presenza di un vuoto in un tubo di vetro con altri materiali.
Non c'è dubbio che questo è uno spazio vuoto,non può essere riempito con nulla, perché all'inizio dell'esperimento, il mercurio ha riempito completamente il cilindro. E, emergendo, non ha permesso ad altre sostanze di riempire il posto vacante. Ma perché tutto il mercurio non si è riversato nella nave, perché non ci sono ostacoli nemmeno a questo? La conclusione suggerisce se stessa: il mercurio nel tubo, come nelle navi comunicanti, crea la stessa pressione sul mercurio nella nave di qualcosa proveniente dall'esterno. Allo stesso livello, solo l'atmosfera è in contatto con la superficie del mercurio. È la sua pressione che impedisce alla sostanza di fuoriuscire sotto l'azione della gravità. Il gas, come sapete, crea lo stesso effetto in tutte le direzioni. Colpisce la superficie del mercurio nella nave.
L'altezza del cilindro di mercurio è di circa 76 cm.Si noti che questo indicatore varia nel tempo, pertanto la pressione atmosferica cambia. Può essere misurato in cm di mercurio (o in millimetri).
Il sistema internazionale di unità èinternazionale, quindi, non comporta l'uso di millimetri di mercurio. Art. nel determinare la pressione. L'unità di pressione atmosferica è impostata come nei solidi e nei liquidi. La misurazione della pressione in pascal è accettata in SI.
Per 1 Pa, viene presa una pressione creata da una forza di 1 N per 1 m2.
Determiniamo come sono collegate le unità. La pressione della colonna di liquido viene impostata secondo la seguente formula: p = ρgh. Densità del mercurio ρ = 13600 kg / m3. Per il punto di riferimento, prendere una colonna di mercurio con una lunghezza di 760 millimetri. Da qui:
p = 13600 kg / m3× 9,83 N / kg × 0,76 m = 101292,8 Pa
Per registrare la pressione atmosferica in pascal, prendiamo in considerazione: 1 mm Hg = 133,3 Pa.
Determinare la forza con cui l'atmosfera agisce sulla superficie del tetto con dimensioni di 10x20 m. Considerare la pressione atmosferica pari a 740 mm Hg.
p = 740 mmHg, a = 10 m, b = 20 m.
Per determinare la forza di azione, è necessario stabilire la pressione atmosferica in pascal. Dato che 1 mmHg pari a 133,3 Pa, abbiamo quanto segue: p = 98642 Pa.
Usiamo la formula di determinazione della pressione:
p = F / s,
Poiché l'area del tetto non è indicata, supponiamo che abbia la forma di un rettangolo. L'area di questa figura è determinata dalla formula:
s = ab.
Sostituisci il valore dell'area nella formula di calcolo:
p = F / (ab), da cui:
F = pab.
Calcola: F = 98642 Pa × 10 m × 20 m = 19728400 N = 1.97 MN.
Risposta: la forza di pressione dell'atmosfera sul tetto della casa è di 1,97 MN.
Determinazione sperimentale della pressione atmosfericapuò essere eseguito utilizzando una colonna di mercurio. Se una scala viene fissata accanto ad essa, diventa possibile registrare le modifiche. Questo è il barometro a mercurio più semplice.
Con sorpresa, fu Evangelista Torricelli che notò i cambiamenti nell'azione atmosferica, collegando questo processo con il caldo e il freddo.
Il mercurio è noto per essere abbastanza dannoso.salute umana. Di conseguenza, i barometri a mercurio aperti non possono essere utilizzati. Altri liquidi hanno una densità molto più bassa, quindi il tubo riempito con il liquido dovrebbe essere abbastanza lungo.
Ad esempio, la colonna d'acqua creata da Blaise Pascal dovrebbe avere un'altezza di circa 10 m. L'inconveniente è ovvio.
Un notevole passo avanti è l'idea di allontanarsi dal liquido durante la creazione di barometri. La capacità di fabbricare un dispositivo per determinare la pressione atmosferica è implementata in barometri aneroidi.
La parte principale di questo metro è piattascatola da cui viene espulsa l'aria. Per evitare che venga spremuto dall'atmosfera, la superficie viene resa ondulata. Il sistema box è collegato da un sistema a molla a una freccia che indica il valore della pressione sulla bilancia. Quest'ultimo può essere laureato in qualsiasi unità. È possibile misurare la pressione atmosferica in pascal con la scala di misurazione appropriata.
La densità atmosferica cambia mentre si alzanosu porta a una diminuzione della pressione. La disomogeneità del guscio di gas non ci consente di introdurre una legge lineare di cambiamento, poiché il grado di diminuzione della pressione diminuisce con l'aumentare dell'altezza. Alla superficie della Terra, mentre si alza per ogni 12 metri, l'effetto dell'atmosfera diminuisce di 1 mm Hg. Art. Nella troposfera, un cambiamento simile si verifica ogni 10,5 m.
Vicino alla superficie della Terra, all'altitudine di volo del velivolo, un aneroide dotato di una scala speciale può determinare l'altezza dalla pressione atmosferica. Questo dispositivo si chiama altimetro.
Un dispositivo speciale sulla superficie della Terra consente di impostare le letture dell'altimetro a zero, al fine di utilizzarlo ulteriormente per determinare l'altezza di elevazione.
Ai piedi della montagna, il barometro mostrava una pressione atmosferica di 756 millimetri di mercurio. Quale sarà il valore ad un'altitudine di 2500 metri sul livello del mare? È necessario registrare la pressione atmosferica in pascal.
r1 = 756 mm Hg, N = 2500 m, p2 -?
Per determinare le letture del barometro ad un'altezza di H, prendiamo in considerazione che la pressione scende di 1 mmHg. ogni 12 metri. quindi:
(p1 - p2) × 12 m = N × 1 mmHg, dove:
r2 = p1 - N × 1 mm Hg / 12 m = 756 mm Hg - 2500 m × 1 mm Hg / 12 m = 546 mm Hg
Per registrare la pressione atmosferica ricevuta in pascal, eseguiamo i seguenti passaggi:
r2 = 546 × 133,3 Pa = 72.619 Pa
Risposta: 72619 Pa.
Il movimento degli strati atmosferici atmosferici vicino alla superficie terrestre e il riscaldamento disomogeneo dell'aria in diverse aree portano a cambiamenti delle condizioni meteorologiche in tutte le parti del pianeta.
La pressione può variare di 20-35 mmHg. a lungo termine e per 2-4 millimetri di mercurio. durante il giorno. Una persona in buona salute non percepisce cambiamenti in questo indicatore.
La pressione atmosferica, il cui valore è inferiore al normale e spesso cambia, indica un ciclone che ne ha coperto un determinato. Spesso questo fenomeno è accompagnato da nuvolosità e precipitazioni.
La bassa pressione non è sempre un segno del tempo piovoso. Il maltempo dipende più da una graduale diminuzione dell'indicatore in questione.
Il cambiamento del tempo in meglio può essere determinato dai seguenti criteri:
