presiune atmosferică Este cauzată de greutatea gazelor care alcătuiesc atmosfera de pe suprafața pământului. Se estimează că masa atmosferei este de aproximativ 5 x 1018 kg și toate ființele vii sunt supuse presiunii pe care o exercită această masă.
Primul care a măsurat-o a fost savantul italian Evangelista Torricelli (1608-1647). A efectuat un experiment simplu, dar foarte ingenios, în 1644: a umplut complet un tub de sticlă închis la un capăt cu mercur, l-a inversat și l-a turnat într-un recipient care conținea și mercur..
Torricelli a observat că tubul nu s-a golit complet, ci a fost umplut cu mercur la o înălțime de 76 cm. Surprins, a făcut multe teste cu tuburi de formă diferită, obținând întotdeauna același rezultat..
În acest fel, Torricelli a realizat că presiunea atmosferică crește și menține coloana de mercur în interiorul tubului la o înălțime de 760 mm. În acest fel, se stabilește valoarea medie a presiunii atmosferice..
Deoarece presiunea este definită ca forță pe unitate de suprafață, unitățile de presiune atmosferică din sistemul internațional sunt newton / metru sau pascal, care este abreviat Pa. Deci, în acest sistem, presiunea atmosferică PATM are o valoare de:
PATM = 101.354,8 Pa
Aceasta este valoarea normală a presiunii atmosferice la 0 ° C și la nivelul mării.
Indice articol
În teorie, valoarea maximă a presiunii atmosferice este doar la nivelul mării. Deși există o variabilitate atât de mare la acest nivel, experții trebuie să stabilească un sistem de referință care să îi ajute să determine valoarea acestuia..
Iată principalii factori care afectează valoarea presiunii atmosferice într-un anumit loc de pe Pământ:
-Altitudine: pentru fiecare 10 metri înălțime, presiunea scade cu 1 mm de Hg. Dar se întâmplă, de asemenea, ca densitatea gazului care alcătuiește atmosfera să nu fie constantă. În principiu, pe măsură ce altitudinea crește, densitatea aerului scade.
-Temperatura: evident cu cât temperatura scade densitatea scade și aerul cântărește mai puțin, prin urmare, valoarea presiunii scade.
-Latitudine: presiunea atmosferică este mai mică la latitudinile ecuatoriale, deoarece Pământul nu este o sferă perfectă. Coasta de la ecuator este mai departe de centrul Pământului decât polii și acolo densitatea aerului este, de asemenea, mai mică..
-Continentalitate: cu cât vă deplasați mai mult către interiorul continentelor, cu atât este mai mare presiunea atmosferică, în timp ce în zonele de coastă, presiunea este mai mică.
ecuație altimetrică care raportează presiunea atmosferică P a unui loc cu înălțimea sa z deasupra nivelului mării, are această formă:
Aici Psau este presiunea existentă la înălțimea inițială sau de referință, care este luată în mod normal la nivelul mării, ρsau densitatea aerului la nivelul mării și g valoarea accelerației gravitației. Mai târziu, în secțiunea de exerciții rezolvate este deducerea pas cu pas.
Presiunea atmosferică este măsurată cu barometru. Cel mai simplu este ca cel construit de Torricelli, bazat pe mercur. Înclinarea tubului sau diametrul nu modifică înălțimea coloanei de mercur, cu excepția cazului în care factorii climatici sunt responsabili pentru acest lucru..
De exemplu, norii se formează în regiuni cu presiune scăzută. Deci, atunci când citirea barometrului scade, este un indiciu că vine vremea rea..
De fapt, ar putea fi folosite și alte lichide în loc de mercur, de exemplu puteți face un barometru de apă. Problema este că dimensiunea coloanei este de 10,33 m, foarte imposibil de transportat.
Există, de asemenea, instrumente care măsoară presiunea mecanic - prin deformări în tuburi sau spirale -: barometrele aneroide și manometre. Pot măsura diferența de presiune între două puncte sau pot măsura, de asemenea, o presiune luând presiunea atmosferică ca referință.
Valoarea presiunii normale este utilizată pentru a defini o nouă unitate de presiune: atmosfera, prescurtată ATM. Presiunea atmosferică este de 1 atm; astfel, alte presiuni pot fi exprimate în termeni de presiune atmosferică, care este o valoare foarte familiară pentru toți:
1 atm = 101.293 Pa
Tabelul următor arată unitățile cele mai utilizate în știință și inginerie pentru a măsura presiunea și echivalența corespunzătoare în pascale:
| Unitate | Echivalența în pascal |
| N / mDouă | 1 |
| ATM | 101.355 |
| mm Hg | 133.3 |
| lb / inDouă | 6894,76 |
| Pub | 1x 105 |
Pe suprafața liberă a unui lichid în echilibru static și deschis către atmosferă, acționează presiunea atmosferică. Dar în punctele interioare ale lichidului, desigur, acționează greutatea coloanei de fluid.
Greutatea coloanei depinde de înălțimea acesteia și de densitatea lichidului, pe care o vom presupune constantă, la fel ca și temperatura. În acest caz, presiunea P este:
P = ρ. g. z
Acesta este presiune hidrostatica în orice punct din interiorul unui fluid cu densitate constantă și este direct proporțional cu adâncimea z fluid.
Referindu-se la presiune absolută Pabs într-un fluid în repaus, este definit ca suma presiunii atmosferice PATM și presiunea hidrostatică P:
Pabs = PATM + P
În cele din urmă, presiunea manometrului Pom într-un fluid în repaus este diferența dintre presiunea absolută și cea atmosferică și în acest caz este echivalentă cu măsurarea presiunii hidrostatice:
Pom = Pabs - PATM
Poate fi estimată magnitudinea forței totale exercitate de atmosferă asupra corpului uman. Să presupunem că corpul are o suprafață de aproximativ 2 mDouă, Deoarece presiunea este definită ca forță pe unitate de suprafață, putem rezolva și calcula forța:
P = F / A → F = P. A
Pentru acest calcul vom folosi valoarea normală a presiunii atmosferice care a fost stabilită la început:
F = 101.354,8 Pa x 2 mDouă = 202.710 N
Acest rezultat este echivalent cu mai mult sau mai puțin de 20 de tone de forță, dar nu reprezintă o problemă pentru ființele vii care locuiesc pe suprafața Pământului, care sunt adaptate la acest lucru, la fel ca peștii din mare..
Deși este o forță destul de mare. Cum de nu ne prăbușim în fața ei?
Ei bine, presiunea din interiorul corpului este egală cu presiunea din exterior. Nu ne prăbușim, deoarece forța interioară este echilibrată de o altă forță exterioară. Dar unii oameni sunt afectați de altitudine și pot sângera din nas când urcă pe munți foarte înalți. Acest lucru se datorează faptului că echilibrul dintre tensiunea arterială și presiunea atmosferică a fost modificat.
Presiunea atmosferică face posibilă băutura de sifon cu paie sau paie. Sumerienii și alte culturi antice descoperiseră că pot bea bere folosind tulpini de plante goale sau stuf ca paie.
Mult mai târziu, la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, diferite modele de paie au fost brevetate în Statele Unite, inclusiv cele cu un cot în formă de acordeon, utilizate pe scară largă astăzi..
Așa funcționează: pe măsură ce lichidul este absorbit prin paie, presiunea de deasupra lichidului din paie este redusă și acest lucru determină presiunea de mai jos, care este mai mare, să împingă lichidul în sus pentru a fi ușor băut..
Din acest motiv, după o extracție sau o intervenție chirurgicală dentară, nu este recomandabil să beți lichide în acest mod, deoarece scăderea presiunii poate provoca deschiderea plăgii și începe să sângereze..
Derivați ecuația altimetrică P (z):
-Po este presiunea la nivelul de referință (nivelul mării)
-z este înălțimea
-ρsau este densitatea fluidului la nivelul mării
-g este valoarea accelerației gravitației
În primul rând, să dp o presiune diferențială, care, conform ecuației fundamentale a hidrostaticelor, este exprimată ca:
dp = - ρ.g.dz
Semnul minus ia în considerare faptul că presiunea scade odată cu creșterea z. Aerul va fi, de asemenea, presupus a fi un gaz ideal, astfel încât presiunea și densitatea sunt legate de:
p = ρ.R.T / M
ρ = (M / RT). p
Densitatea este imediat substituită pentru a obține:
dp = - (M / RT) .p.g.dz
Acum, scrierea presiunii în acest mod presupune că atmosfera este împărțită în straturi de înălțime dz, ceva de genul unui teanc de clătite, fiecare cu presiune dp. În acest fel, se obține o ecuație diferențială care se rezolvă prin separarea variabilelor p Da z:
dp / p = -(M / RT) .g.dz
Apoi este integrat pe ambele părți, ceea ce echivalează cu adăugarea contribuțiilor de presiune aduse de fiecare strat. În integrala stângă se face dintr-o presiune Psau inițială, până la o presiune P final. În mod similar, integralul din dreapta este evaluat din zsau pana cand z:
ln (P / Psau) = - (M / RT) .g. (Z-zsau)
Următorul este pentru a rezolva pentru P folosind exponențialul:
În cele din urmă, dacă ambele T Ce g rămân constante, ρsau= (M / RT)Psau, apoi M / RT = ρsau / Psau, și se poate face și zsau = 0. Unind toate acestea împreună:
Care este valoarea presiunii atmosferice din La Paz, Bolivia situată la 3640 m deasupra nivelului mării? Luați ca densitate medie a aerului valoarea de 1.225 kg / m3 la nivelul mării.
Pur și simplu înlocuiți valorile numerice date în ecuația altimetrică:
În concluzie, este de aproximativ 66% din presiunea normală.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.