Чему равно нормальное атмосферное давление в паскалях


Атмосферное давление. Урок 13

Земля путём силы гравитации притягивает к себе молекулы воздуха. Они имеют вес, а значит создают давление как внутри самой атмосферы, так и на её границе с различными телами на земной поверхности. Атмосферное давление – это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней предметы.

Атмосферное давление изменяется с высотой и зависит от погодных условий: температуры воздуха и перемещения воздушных масс в вертикальном направлении (конвекции). Вблизи земной поверхности оно приблизительно равно 105 Па (в интернациональной системе (СИ) давление измеряется в Паскалях – русское Па, международное – Pa).

За нормальное атмосферное давление принято давление ртутного столба высотой 76 см сечением в 1 см2 на уровне моря на широте 45° при температуре 0°С. Оно равно 760 мм рт. ст.(101325 Па, но реально берётся 100 000 Па) – это 1 атмосфера (атм.).


<!— Реклама —>

Атмосферное давление по-традиции измеряют в миллиметрах ртутного столба, современные аналоги этой меры – миллибары и гектопаскали. Один Паскаль – это давление силой в 1 Ньютон (Н), приходящееся на площадь 1 м2.

Интересно, что среднее давление атмосферы на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли.

Как заметить атмосферное давление?

Хотя молекулы газа не имеют запаха и цвета, они постоянно взаимодействуют с рецепторами нашей кожи, сдавливают со всех сторон все предметы, заполняют пустоты, а их быстрое перемещение в горизонтальном направлении, называемое ветром, может сбить нас с ног. Доказать, что атмосферное давление существует, можно при помощи простых опытов.

Опыт 1 – «Непроливайка»

В стакан налить воды до краёв. Прикрыть его листком плотной бумаги и, придерживая бумагу ладонью, быстро перевернуть стакан кверху дном. Убрать ладонь. Вода из стакана не выльется, так как на бумагу снизу давит атмосфера.

Объяснение: фраза «на нас давит столб атмосферного воздуха», иногда употребляемая, в том числе и в школьных учебниках, некорректна. Она произносится по ассоциации с силой давления, действующей со стороны твёрдого тела. Эта сила действует на тела, расположенные ниже, и не действует на тела сбоку или, тем более, сверху данного тела. Иное дело давление жидкости или газа.

По закону Паскаля давление передаётся не только в точки на дне сосуда, но также и в точки на стенках и крышке. Силы гидростатического и атмосферного давлений действуют перпендикулярно произвольно ориентированной поверхности тела, контактирующей со средой, и могут иметь любое направление.

Воздух, давящий на бумагу снизу наполненного стакана – это доказательство несостоятельности такой ассоциации. Интересно, что если стакан наполнить водой только наполовину, то оставшийся воздух будет давить с такой же силой, как и наружный, и бумага не удержит воду (и воздух) в стакане.

Опыт 2 – «Сухим из воды»

Положить на плоскую тарелку монету или металлическую пуговицу и налить воды. Монета окажется под водой. Наша задача – выловить монету голыми руками, не замочив их.

Зажгите внутри сухого стакана бумагу и, когда воздух нагреется, опрокиньте стакан на тарелку рядом с монетой так, чтобы монета не очутилась под стаканом. Ждать придётся недолго. Бумага в стакане сразу погаснет, и воздух начнёт остывать. По мере его остывания вода будет втягиваться стаканом и вскоре вся соберётся там, обнажив дно тарелки.

Объяснение: когда воздух в стакане нагрелся, он расширился, как и все нагретые тела, избыток его нового объёма вышел из стакана. Когда же оставшийся воздух начал остывать, его стало недостаточно, чтобы в холодном состоянии оказывать прежнее давление, уравновешивать наружное давление атмосферы. Теперь вода под стаканом испытывает на каждый сантиметр своей поверхности меньшее давление, чем в открытой части тарелки. Неудивительно, что она вгоняется под стакан, втискиваемая туда избытком давления наружного воздуха. Вода вдавливается воздухом!

По этой же теме посмотрите эксперимент программы «Галилео».

Почему мы не чувствуем атмосферное давление?

Зная, что 1 м3 воздуха при температуре 0° на уровне моря весит 1,3 кг, легко подсчитать, что на крышу дома, имеющую площадь, например 100 м², атмосфера давит с силой 107 Н, что соответствует весу тела массой 1000 т. Однако крыша дома не проваливается.

Площадь спины лежащего на пляже человека заведомо больше 0,2 м2; следовательно, атмосфера давит на спину человека с силой, большей чем 20 000 Н, что соответствует камешку массой 2 т. Однако человек вообще не ощущает никакого давления сверху.

Опыт «Сухим из воды» демонстрирует нам ещё и доказательство внутреннего давления, уравновешивающего наружное давление атмосферы.

Мы не чувствуем давления воздуха, потому что давление атмосферы равномерно распределяется со всех сторон и потому что внутри нас есть такое же давление воздуха и жидкости, а адаптационные способности организма постоянно уравновешивают внутреннее давление, подстраивая его под изменение атмосферного. Но адаптации проходят только в небольшом интервале. 

Если люди живут длительное время на большой высоте, то их организм приспосабливается как к меньшему количеству кислорода, так и к более низкому давлению. Самые высокогорные поселения мира:

  • Ла-Ринконада (Перу) – 5100 м;
  • Эль-Альто (Боливия) – 4150 м;
  • Потоси (Боливия) – 4090 м;
  • Лхаса (Т ибет) – 3650 м;
  • Намче-базар (Непал) – 3450 м;
  • в России это Куруш (Дагестан) – 2600 м.
Посёлок золотоискателей Ла Ринконада-Ананея, 5100 м.
Автор: IJISCAY

А вот рыбы, живущие на глубине океана, привыкли к более высокому давлению, и быстро перестроиться их организм не способен. Их тело адаптировалось к нему, и внутреннее давление его намного выше 1 атм. Поэтому когда их достают из глубины, они взрываются из-за высокого внутреннего давления. То же произошло бы и с человеком в безвоздушном пространстве (в космосе).

Фильм по теме «Атмосферное давление и самочувствие человека».

Из истории открытия знаний о весе, давлении воздуха и изобретении барометра

О том, как измерить атмосферное давление, догадался итальянский математик и физик, выпускник иезуитского колледжа Э. Торричелли. Вместе с В. Вивиани – юным учеником Галилея – он провёл опыты по его измерению. Торричелли тоже был одним из последних учеников Галилея, и основываясь на его догадках доказал, что воздух имеет вес и оказывает давление.

Эванжелиста Торричелли и его барометр.
Автор: Saperaud~commonswiki

Торричелли впервые открыто выступил против догм Аристотеля. Рассуждая о насосе, он заявил, что

«прежде всего вода поднимается вслед за поршнем вовсе не потому, что «природа боится пустоты», просто воду гонит в насос давление, которое оказывает воздух на поверхность реки. В трубе же насоса, под поршнем, воздуха нет, поэтому вода входит в неё до тех пор, пока вес водяного столба в трубе насоса не уравновесит наружное давление воздуха».

Но доказал он это немного позже. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 г. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Её наполняли ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не выливалась раньше времени), перевернув, опускали в широкую чашку со ртутью.

Часть ртути из трубки выливалась, и в её верхней части образовывался вакуум (первая настоящая пустота, обнаруженная на Земле – Торричеллиева пустота). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать её от уровня ртути в чашке). Воздух давил на ртуть чашки и не давал вылиться из трубки.

Учёный также догадался, что давление атмосферы связано с изменением погоды. Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли заметил, что атмосферное давление непостоянно и зависит от «теплоты или холода». Столбик в трубке то опускался, то поднимался, указывая на нужное деление шкалы. Вот почему в качестве одной из единиц давления взят миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Тяжесть по-гречески «барос», и прибор Торричелли стали называть барометром.

Принцип действия барометра Торричелли

О давлении и весе воздуха почти одновременно с Торричелли догадался и другой известный учёный того времени – Декарт. Он объяснил, почему из продырявленного на дне флакона при закрытой крышке духи не вытекают, а при открытой вытекают, именно разностью в давлении воздуха на разные площади поверхности. Когда крышка флакона закрыта, поверхностное натяжение воды на небольшом отверстии способно удерживать жидкость во флаконе. При открытой крышке оно преодолевается силой давления воздуха и духи начинают вытекать. Декарт выдвинул гипотезу, что с высотой воздух становится реже, а значит, должно уменьшаться и его давление.

Уже после опытов Торричелли Декарт поручил талантливому французскому математику и физику Блезу Паскалю проверить его догадку – верно ли, что давление с высотой убывает. Для этого он должен был подняться в горы с трубкой Торричелли. Опустившийся вниз столбик ртути на высоте горы Пюи де Дом подтвердили гипотезы Торричелли и Декарта.

Паскаль сделал вывод:

«законы давления жидкостей, известные ещё со времён славного Архимеда и развитые голландцем Симеоном Стевином, во многом справедливы и для воздуха». 

Давление воздуха не замечается человеком, потому что по законам давления в жидкостях и газах оно направлено и в стороны, и вниз.

Как измеряют атмосферное давление?

Барометр Торричелли используют до сих пор. Этот простой прибор помогает определить примерную высоту над уровнем моря. Альпинисты берут его с собой высоко в горы. Барометр – обязательный прибор кабины каждого летательного аппарата, будь то самолёт или спутник Земли. В наши дни его «братья» спускаются и на дно морей. Из высотомеров они превратились в глубиномеры.

За три с лишним века барометры изменились: стали автоматическими, самозаписывающими, научились управлять другими механизмами.

Ртутный барометр измеряет атмосферное давление с наибольшей точностью

Старые ртутные барометры.
Автор: GianniG46

На метеорологических станциях давление атмосферного воздуха измеряют всё те же ртутные барометры, так как они обладают наибольшей точностью. Они работают по тому же принципу, что и изобретение Торричелли.

При измерении величины давления вводят поправки на температуру, так как при повышении температур, ртуть и шкала барометра расширяются. На практике пользуются готовой таблицей поправок, которая сразу же даёт нужную величину.

Мембранные барометры

Для измерения атмосферного давления применяют также мембранные манометры. Простейший мембранный манометр показан схематически на рис 1.

Рис. 1. Мембранный барометр

Тонкая упругая пластинка-мембрана 1 герметически закрывает коробку 2, из которой откачана часть воздуха. С мембраной соединён указатель 3, поворачивающийся около О на угол, зависящий от степени прогиба мембраны, которая в свою очередь зависит от разности измеряемой силы давления воздуха вне коробки и внутри коробки.

Такие манометры называют барометрами-анероидами. Их градуируют и выверяют по ртутному барометру. Они менее точны, зато более удобны в обращении, поскольку не содержат ртути. При определении давления анероидом вносятся три поправки (на шкалу, на температуру и дополнительная на прибор), указанные в сертификате прибора. Анероид может давать надежные показания только в том случае, если он время от времени подвергается тщательной проверке.

Барометр-анероид.
Изображение Wolfgang Eckert с сайта Pixabay

Анероид может быть градуирован непосредственно на высоту атмосферы. Такие анероиды называют альтиметрами; или высотомерами, они используются в авиалайнерах и позволяют пилоту контролировать высоту полёта.

Высотомер Булова Б-11, с самолёта-истребителя.
Автор: Дозиметр

Для непрерывной регистрации изменения атмосферного давления применяется самопишущий прибор — барограф . Приёмной частью барографа является несколько соединённых между собой малых анероидных коробок.

Другие приборы

Гипсотермометр (гипсометртермобарометрбаротермометр) — прибор для измерения атмосферного давления по температуре кипящей жидкости (обычно воды). Он более точен, чем анероид.

Состоит из кипятильника и термометра со шкалой, разделённой на 0°,01. Этот прибор обычно применяется в экспедиционных условиях для барометрического нивелирования.

Штормгласс – это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.
<!— Реклама —>

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–1836 гг. Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Весной и осенью резкое падение показателей барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предупреждает о грозе. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождём. Напротив, повышение ртутного столба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.

Закономерности в изменении атмосферного давления и способ использования этих знаний

Почти вся масса атмосферы Земли сосредоточена в слое высотой примерно до 50 км. По достижении высоты 50 км ускорение свободного падения уменьшается всего лишь на 1,5% по сравнению с ускорением на уровне моря; поэтому можно принять, что в пределах всего 50-километрового слоя атмосферы ускорение свободного падения остается равным g = 9,8 м/с2.

Представляя атмосферный воздух в виде сплошной среды, мы, конечно, не должны забывать, что в действительности это газ. Давление — статистическая величина, выражаемая через усреднённый по многим молекулам квадрат скорости их хаотического движения. Сила давления на любую реальную или мысленно выделенную площадку в газе обусловлена хаотической бомбардировкой этой площадки множеством молекул.

Давление понижается с высотой и повышается при спуске в глубокие шахты. Причина – в разрежении  воздуха (уменьшении плотности) с подъёмом и уплотнении со спуском, ведь он притягивается землёй и около неё сосредоточена основная его масса. В нижней тропосфере давление с высотой уменьшается примерно на 1 мм на каждые 10,5 м. Это позволяет с помощью барометра-высотомера определять высоту места.

Как изменяется атмосферное давление с высотой?

На самом деле эта закономерность соблюдается только до высоты  в 1 км. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называется барической ступенью. Барическая ступень на высоте от 0 до 1 км составляет 10,5 м, от 1 до 2 км – 11,9 м, на высоте 2-3 км барическая ступень равна 13,5 км. Величина барической ступени зависит от температуры. В тёплом воздухе она больше. Более точно барометрическая формула описана тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/

На практике же часто пользуются особыми таблицами, которые позволяют более или менее приблизительно получать данные о высотах. Но для решения задач, не требующих высокой точности, можно пользоваться и средним значением. Можно оценить давление по разности высот, высчитать высоту по разности давления.

Задача 1

Альпинисты поднимаются на гору, высота которой 5100 м. У подножия горы давление составляет 720 мм рт. ст. Какое давление будет на вершине?

Решение:

При подъёме на 10,5 м давление снижается на 1 мм рт. ст.

1) Узнаем, на сколько мм. рт. ст. снизится давление при подъёме на эту гору. 5100:10,5=486 (на 486 мм рт. ст.)

2) Узнаем, каким будет давление на вершине. 720-486=234 (мм рт. ст.)

Ответ: На вершине будет давление в 234 мм рт. ст.

Задача 2

Определите, на какой высоте летит самолёт, если за бортом давление 450 мм рт. ст., а у поверхности Земли 750 мм рт. ст.

1) Определяем разность в давлении. 750-450=300 мм рт. ст. – столько раз по 10,5 метров поднялся самолёт.

2) Узнаем, на сколько метров поднялся самолёт. 10,5  Х  300 = 3150 (м)

Ответ: самолёт на высоте 3150 м.

Задача 3

У подножия холма барометр показывает давление – 761 мм рт. ст., а на вершине – 761 мм рт. ст. Чему равна высота холма?

Задача решается по тому же принципу, что и предыдущая.

1) 761-750=11 (мм рт. ст.)

2) 11 Х 10,5 = 115,5 (м)

Ответ: высота холма равна 115,5 м.

Атмосферное давление постоянно изменяется

Плотность воздуха зависит от температуры, температура же и является главной причиной изменения давления воздуха. Давление тёплого воздуха меньше, чем холодного. Это объясняется тем, что при нагревании воздух, как и все предметы, расширяется, его объём увеличивается и он перетекает в верхние слои на место менее нагретого воздуха, что приводит к уменьшению давления около земной поверхности.

На климатических и синоптических картах точки с одинаковыми показателями давления, приведённые к уровню моря, соединяют изолиниями, называемыми изобарами. Изобары бывают замкнутыми и незамкнутыми. Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре (Н) называется барическим минимумом, или циклоном. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре (В) называется барическим максимумом, или антициклоном. Незамкнутые системы изобар – барический гребень, ложбина и седловина.

Все барические области делят на две группы: постоянные и сезонные (сохраняют характерные особенности давлений в течение определенного периода года).

Пояса давления на Земле

Давление на Земле распределяется зонально. В обобщённом виде эту зональность представляют в виде поясов:

  • на экваторе расположен пояс низкого давления – экваториальная депрессия;
  • к югу и северу от экватора до 30-40° широты – пояс повышенного давления;
  • на 60-70° с. и ю. ш. – пояса пониженного давления;
  • приполярные районы – пониженное давление.
Пояса атмосферного давления на Земле

На самом деле реальная картина распределения давления на поверхности земли гораздо сложнее.

Постоянные барические области

Постоянным остаётся экваториальный пояс пониженного давления, только смещая ось вслед за Солнцем. В июле она перемещается в Северное полушарие на 15-20° с. ш., в декабре – в Южное, на 5° ю. ш. Зимой над океаном и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления. Летом повышенное давление сохраняется над океанами, а над сушей образуется термическая депрессия и понижение давления. Постоянны и барические максимумы Антарктиды и Гренландии.

Над незамерзающими океанами и тёплыми течениями умеренной зоны и зимой и летом ярко выражены барические минимумы:

  • Исландский;
  • Алеутский.
Сезонные барические области

30-40° широты

Только зимой тут действительно наблюдается пояс высокого давления. Летом над материком оно становится низким, а над океанами, прогревающимися медленно, давление остаётся высоким и даже повышается. Другими словами барические максимумы в течение всего года здесь сохраняются только над океанами:

  • Северо-Атлантический;
  • Северо-Тихоокеанский;
  • Южно-Атлантический;
  • Южно-тихоокеанский;
  • Южно-Индийский.

Умеренные и субполярные

В умеренных и субполярных широтах северного полушария, где чередуются океаны и материки, давление над сушей и водой различное, особенно зимой. Над сушей летом – минимум, а зимой – максимум. Летом же во всём поясе давление пониженное. Зимой над охлаждёнными материками давление высокое, здесь возникают сезонные барические максимумы:

  • Азиатский, с центром над Монголией;
  • Северо-Американский (Канадский).

Суточное колебание давления атмосферы

Наблюдается и суточное колебание давления. Ночью наблюдается один максимум, а днём – один минимум. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня.

Изменение давления в течение суток связано с температурой воздуха и зависит от её изменений. Годовые изменения зависят от нагревания материков и океанов в летний период и их охлаждения в зимнее время. Летом область пониженного давления создается на суше, а область повышенного давления над океаном.

Минимальная величина атмосферного давления – 641,3 мм рт.ст или 854 мб  – была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане «Ненси», а максимальная – 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб – в Туруханске зимой. Максимальное давление в России зарегистрировано в Красноярском крае в 1968 г – 870 мм рт. ст.

Все барические системы оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат на значительных территориях. О вызываемых ими ветрах мы поговорим в следующий раз.

Тест для закрепления изученного материала

Источники:

  1. Томилин А. Н., Теребинская Н. В. Для чего ничего? Очерки. /Л., «Дет. лит.», 1975.
  2. Я. И. Перельман. Занимательные задачи и опыты. — М.: «Детская литература», 1972.
  3. Физическая география: Справ. пособие для подгот. отд. вузов/Г. В. Володина, И. В. Душина, С. Г. Любушкина и др.; Под ред. К. В. Пашканга — М.: Высш. шк., 1991.
  4. Тарасов Л. В. Атмосфера нашей планеты. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012.
  5. Савцов Т. М. Общее землеведение: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений — М.: Издательский центр «Академия», 2003
  6. Дронов В. П. Землеведение. 5-6 кл.: Учебник/В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. 5-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2015.
  7. География 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. И. Алексеев, Е. К. Липкина, В. В. Николина и др.; Под ред А. И. Алексеева. — М.: Просвещение, 2012.

Вам будет интересно

Атмосферное давление, его виды и единицы измерения

Определение атмосферного давления весьма просто - это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление - это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный.

Измерение атмосферного давления

Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.

Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике - паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба.

Ну а последняя единица измерения - бары. 1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.

Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному - 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.

Нормальное атмосферное давление

760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C - это нормальное давление. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.

Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.

Влияние атмосферного давления на погоду

Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.

Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?

Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.

Нормальное атмосферное давление

Давление воздуха3 комментария к записи Какое атмосферное давление считается нормальным?


Атмосферным давлением называют силу давления воздушного столба на определенную единицу площади поверхности (количество кг на 1 кв. см).

Известно, что нормальное давление действует на квадратный сантиметр нашего тела как вес в 1,033 кг. Однако людей давление атмосферного воздуха не беспокоит, так как в тканевых жидкостях растворенные газы воздуха все уравновешивают.

Нормальным, то есть идеальным во всех условиях, атмосферным давлением принято считать 760 мм рт. ст. Идеальными условиями — это параллель 45° (ее называют еще единым уровнем, используемом для формирования синоптических карт) и температура 0°С.

Содержание статьи

Однако на территории России такое атмосферное давление встречается редко. Дело в рельефе. Например, на высоте 1000 м над уровнем моря давление уже пониженное и равно примерно 734 мм ртутного столба. Именно из-за перепадов давления люди, быстро поднимающиеся в гору, могут упасть в обморок.

В течение суток в одной и той же точке земного шара атмосферное давление гарантированно изменяется (правда, не всегда существенно). В ночные часы температура воздуха обычно ниже, чем днем, поэтому ночью атмосферное давление выше.

Это абсолютно нормально — колебания практически не заметны, так как они фиксируются на уровне 1-2 мм рт. столба.

Стандартным явлением можно назвать и то, что ближе к полюсам земли амплитуда колебания атмосферного давления сильнее, то есть перепады становятся более заметными.

А вот в районе экватора на равнине — тишь и благодать. Хотя людям, выросшим в такой среде, будет непросто привыкнуть, к примеру, к изменениям давления во время восхождения на вершину горы.

Если вы задумались над тем, увлажнитель воздуха какой лучше купить, эта статья — для Вас!

Какая должна быть норма влажности воздуха в квартире? Данная информация доступна по этой ссылке

Человек приспосабливается ко всему. Поэтому не стоит расстраиваться, если вы вдруг узнали, что живете в зоне пониженного давления (в России и странах СНГ таких зон очень много).

Вполне возможно, что до сегодняшнего сей факт вы не замечали.

Например, жители небоскребов понижения тоже не фиксируют, хотя любое резкое повышение на 100 метров — это хорошая встряска для организма. Но только для неприспособленного, а жители городов привыкли.

Человеческий организм — штука очень живучая и приспосабливается к жизни выше или ниже уровня моря. По словам врачей, если атмосферное давление не оказывает губительного воздействия на организм, его можно считать нормальным.

Все зависит от нашей адаптации. Нередко медики называют нормальным атмосферное давление от 750 до 765 мм рт. столба, и такое допущение в бытовых условиях можно считать правильным.

Плохо воздействует на организм только быстрая смена давления. Если оно падает или поднимается на несколько часов на несколько миллиметров, у людей бывают проблемы с сердцем.

Обычно при пониженном атмосферном давлении люди отмечают, что им хочется дышать часто и глубоко, а сердце бьется учащенно.

Особенно это важно для людей, страдающих артериальной гипертензией. В этом случае вы можете ощущать слабость, головную боль, тошноту вследствие повышения артериального давления.

Поэтому людям с метеозависимостью рекомендуется использовать тонометры (механические либо электронные) для контроля артериального давления.

Наиболее популярные и качественные тонометры производятся такими фирмами, как Омрон, Beurer, Microlife. Подробная статья про то, как выбрать тонометр, находится вот тут.

В том случае, если у вас хронические головные боли, боли за грудиной, систематическое повышение артериального давления, общее ухудшение самочувствия вследствие смены атмосферного давления, рекомендуем ознакомиться с нашей статьей «Виды медицинских обследований для метеозависимых», берегите здоровье!

В каждом регионе России нормальным считается разное атмосферное давление. Поэтому в метеосводках, когда объявляют количество миллиметров ртутного столба, синоптики всегда говорят, какое это давление для этой области, выше или ниже нормы.

Помимо атмосферного давления на наше самочувствие влияет множество факторов. О том, что делать, если возникли проблемы с дыханием, стало тяжело дышать кашель появился? Берегите здоровье, это единственная вещь, которую не купишь ни за какие деньги!

О том, насколько зависит плотность воздуха от температуры можно узнать вот здесь, это очень интересно!


Москва — город, расположенный на Среднерусской возвышенности. Как мы уже знаем, атмосферное давление зависит именно от рельефа и высоты. Если люди находятся выше уровня моря, атмосферный столб давит меньше.

Поэтому нормальное атмосферное давление в Москве на берегу Москвы-реки будет гарантированно выше, чем у истока Москвы-реки в Московской области. На берегу мы фиксируем точку 168 метров над уровнем моря. А на возвышенности в районе истока Москвы-реки — 310. Кстати, самая высокая точка в самом городе находится в районе Теплого Стана — это 255 метров.

Метеорологи называют конкретную цифру нормального атмосферного давления для Москвы — 747-748 мм рт. столба. Это, конечно, как средняя температура по больнице. Люди, постоянно живущие в Москве, нормально себя чувствуют в диапазоне 745-755 мм рт. столба. Главное, чтобы перепады давления не были серьезными.

Медики считают, что опасность для жителей мегаполиса таит, например, работа на верхних этажах. Если в высотке нарушена система герметичности здания и вентиляции, то работники таких офисов могут чувствовать постоянную головную боль и проблемы с работоспособностью. Все дело в ненормальном для них давлении.

У питерцев — ситуация другая. Из-за того, что Санкт-Петербург находится ниже над уровнем моря, чем Москва, нормой является более высокое давление. В среднем, нормальное атмосферное давление для СПб — 753-755 мм рт. столба. Однако в некоторых источниках можно увидеть и другую цифру — 760 мм рт. столба. Однако она справедлива только для районов Санкт-Петербурга, расположенных низко.

Из-за своего расположения Ленинградская область имеет нестабильные климатические показатели, а атмосферное давление может значительно колебаться. Например, нередки случаи, когда во время антициклона оно поднимается до 780 мм рт. столба. А в 1907 году зафиксировали рекордное атмосферное давление — 798 мм рт. столба. Это на 30 мм больше нормы.

Если вас волнует проблема как выбрать ионизатор воздуха, то эта статья для Вас!

О том, где можно купить кислородный коктейль, вы можете узнать вот тут.

Нужна ли лампа Чижевского для дома? Ответ на этот вопрос Вы найдете по следующему адресу http://about-air.ru/vozduh_i_zdorovie/ionizatsiya-vozduha/lampa-chizhevskogo.html. Бережем свое здоровье!

Мы привыкли измерять атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба. Однако международная система определяет давление в паскалях. Так, стандартным атмосферным давлением, согласно требованиям IUPAC, является 100 кПа.

Переведем в паскали наше измерение ртутным барометров в паскали. Так, 760 мм рт. столба — это 1013,25 мб. По системе СИ 1013,25 мб равно 101,3 кПа.

Но все равно измерение давления в России в паскалях — редкость. Как и стандартные 760 мм рт. столба. Обычному жителю России необходимо просто запомнить, какое давление является нормой для его региона.

Подведем итоги.

  1. Нормальное атмосферное давление — 760 мм рт. столба. Однако оно редко где встречается. Человеку вполне комфортно жить в диапазоне от 750 до 765 мм рт. столба.
  2. В каждом регионе страны нормальным для этого региона считается разное давление. Если человек живет в зоне низкого давления, он привыкает и приспосабливается к этому.
  3. Нормальное атмосферное давление для Москвы — 747-748 мм рт. столба, для Санкт-Петербурга — 753-755 мм.
  4. Величина нормального давления в паскалях будет 101,3 кПа.

Если вы хотите измерить атмосферное давление в своем регионе и узнать, насколько оно соответствует норме, рекомендуем использовать самый современный прибор — электронный барометр. В том случае, если Вы метеозависимы и страдаете от резкой смены атмосферного давления, рекомендуется использовать тонометр для проверки качества собственного здоровья.

Небольшое видео про атмосферное давление

Как измерить атмосферное давление в паскалях? Каково нормальное атмосферное давление в паскалях?

Атмосфера – газовое облако, окружающее Землю. Вес воздуха, высота столба которого превышает 900 км, оказывает мощное влияние на жителей нашей планеты. Мы не ощущаем этого, воспринимая жизнь на дне воздушного океана как само собой разумеющееся. Дискомфорт человек ощущает, поднимаясь высоко в горы. Недостаток кислорода провоцирует быструю утомляемость. При этом существенным образом изменяется атмосферное давление.

Физика рассматривает атмосферное давление, его изменения и влияние на поверхность Земли.

В курсе физики средней школы изучению действия атмосферы уделяется значительное внимание. Особенности определения, зависимость от высоты, влияние на процессы, протекающие в быту или в природе, объясняются на основании знаний о действии атмосферы.

Когда начинают изучать атмосферное давление? 6 класс – время знакомства с особенностями атмосферы. Продолжается этот процесс в профильных классах старшей школы.

История изучения

Первые попытки установить атмосферное давление воздуха предприняли в 1643 г. по предложению итальянца Эванджелиста Торричелли. Стеклянная запаянная с одного конца трубка была заполнена ртутью. Закрыв с другой стороны, ее опустили в ртуть. В верхней части трубки вследствие частичного вытекания ртути образовалось пустое пространство, получившее следующее название: «торричеллиева пустота».

К этому времени в естествознании господствовала теория Аристотеля, считавшего, что «природа боится пустоты». Согласно его воззрениям, пустого, не заполненного веществом пространства быть не может. Поэтому наличие пустоты в стеклянной трубке долго пытались пояснить иными материями.

В том, что это пустое пространство, сомнений нет, оно ничем не может быть заполнено, ведь ртуть к началу эксперимента полностью наполняла цилиндр. И, вытекая, не позволила иным веществам заполнить освободившееся место. Но почему вся ртуть не вылилась в сосуд, ведь препятствий этому также нет? Вывод напрашивается сам: ртуть в трубке, как в сообщающихся сосудах, создает такое же давление на ртуть в сосуде, как и нечто извне. На том же уровне с поверхностью ртути соприкасается лишь атмосфера. Именно ее давление удерживает вещество от выливания под действием силы тяжести. Газ, как известно, создает одинаковое действие во всех направлениях. Его влиянию подвергается ртутная поверхность в сосуде.

Высота ртутного цилиндра примерно равна 76 см. Замечено, что этот показатель варьируется с течением времени, следовательно, давление атмосферы меняется. Его можно измерять в см ртутного столба (или в миллиметрах).

Какие единицы применять?

Международная система единиц является интернациональной, поэтому не предполагает использования миллиметров рт. ст. при определении давления. Единица атмосферного давления устанавливается аналогично тому, как это происходит в твердых телах и жидкостях. Измерение давления в паскалях принято в СИ.

За 1 Па принято такое давление, которое создается силой 1 Н, приходящейся на участок в 1 м2.

Определим, как связаны единицы измерения. Давление столба жидкости устанавливаем по следующей формуле: p = ρgh. Плотность ртути ρ = 13600 кг/м3. За точку отсчета возьмем столбик ртути длиной 760 миллиметров. Отсюда:

р = 13600 кг/м3×9,83 Н/кг×0,76 м = 101292,8 Па

Чтобы записать атмосферное давление в паскалях, учитываем: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па.

Пример решения задач

Определите силу, с которой атмосфера действует на поверхность крыши размерами 10х20 м. Давление атмосферы считать равным 740 мм рт.ст.

р = 740 мм рт.ст., a = 10 м, b = 20 м.

Анализ

Для определения силы действия необходимо установить атмосферное давление в паскалях. С учетом того, что 1 миллиметр рт.ст. равен 133,3 Па, имеем следующее: р = 98642 Па.

Решение

Воспользуемся формулой определения давления:

p = F/s,

Поскольку площадь крыши не дана, предположим, что она имеет форму прямоугольника. Площадь этой фигуры определим по формуле:

s = ab.

Подставим значение площади в расчетную формулу:

p = F/(ab), откуда:

F = pab.

Вычислим: F = 98642 Па×10 м×20 м = 19728400 Н = 1,97 МН.

Ответ: сила давления атмосферы на крышу дома равна 1,97 МН.

Способы измерения

Экспериментальное определение давления атмосферы можно выполнять, используя столб ртути. Если рядом с ним закрепить шкалу, то появляется возможность фиксировать изменения. Это самый простой ртутный барометр.

С удивлением отметил изменения действия атмосферы именно Эванджелиста Торричелли, связав этот процесс с теплом и холодом.

Оптимальным было названо давление атмосферы на уровне поверхности моря при 0 градусов по Цельсию. Это значение составляет 760 мм рт.ст. Нормальное атмосферное давление в паскалях принято считать равным 105 Па.

Известно, что ртуть достаточно вредна для человеческого здоровья. Вследствие этого открытые ртутные барометры использовать нельзя. Другие жидкости имеют плотность значительно меньше, поэтому трубка, заполненная жидкостью, должна быть достаточно длинной.

К примеру, водный столб, созданный Блезом Паскалем, должен быть порядка 10 м в высоту. Неудобство очевидно.

Безжидкостный барометр

Замечательным шагом вперед можно назвать идею отойти от жидкости при создании барометров. Возможность изготовить прибор для определения давления атмосферы реализована в барометрах-анероидах.

Основная деталь этого измерителя – плоская коробочка, из которой откачан воздух. Чтобы ее не сдавило атмосферой, поверхность делают гофрированной. Системой пружин коробочка соединена со стрелкой, указывающей значение давления на шкале. Последнюю можно проградуировать в любых единицах. Измерять атмосферное давление в паскалях можно при соответствующей измерительной шкале.

Высота подъема и давление атмосферы

Изменение плотности атмосферы по мере подъема вверх приводит к уменьшению давления. Неоднородность газовой оболочки не позволяет ввести линейный закон изменения, поскольку с увеличением высоты степень понижения давления уменьшается. У поверхности Земли по мере подъема на каждые 12 метров действие атмосферы падает на 1 мм рт. ст. В тропосфере аналогичное изменение происходит на каждых 10,5 м.

Вблизи поверхности Земли, на высоте полета самолета, анероид, снабженный специальной шкалой, может определять высоту по атмосферному давлению. Этот прибор называется альтиметром.

Специальное устройство на поверхности Земли позволяет установить показания альтиметра на нуле, чтобы в дальнейшем использовать его для определения высоты подъема.

Пример решения задачи

У подножья горы барометр показал атмосферное давление в 756 миллиметров рт.ст. Какое значение будет на высоте 2500 метров над уровнем моря? Требуется записать атмосферное давление в паскалях.

р1 = 756 мм рт.ст., Н = 2500 м, р2 - ?

Решение

Чтобы определить показания барометра на высоте Н, учтем, что давление падает на 1 миллиметр рт.ст. каждые 12 метров. Следовательно:

1 – р2)×12 м = Н×1 мм рт.ст., откуда:

р2 = р1 - Н×1 мм рт.ст./12 м = 756 мм рт.ст. - 2500 м×1 мм рт.ст./12 м = 546 мм рт.ст.

Чтобы записать полученное атмосферное давление в паскалях, выполним следующие действия:

р2 = 546×133,3 Па = 72619 Па

Ответ: 72619 Па.

Атмосферное давление и погода

Движение воздушных атмосферных слоев вблизи поверхности Земли и неоднородный прогрев воздуха на различных участках приводят к изменению погодных условий на всех участках планеты.

Давление может варьироваться на 20-35 мм рт.ст. в длительном периоде и на 2-4 миллиметра рт.ст. в течение дня. Здоровый человек не воспринимает изменения этого показателя.

Атмосферное давление, значение которого ниже нормального и часто меняется, указывает на циклон, накрывший определенный. Часто это явление сопровождается облачностью и осадками.

Невысокое давление не всегда является признаком дождливой погоды. Ненастье больше зависит от постепенного снижения рассматриваемого показателя.

Резкое понижение давления до 74 сантиметров рт.ст. и ниже грозит бурей, ливнями, которые продолжатся даже тогда, когда показатель уже начинает подниматься.

Изменение погоды к лучшему можно определить по следующим признакам:

  • после долгого периода ненастья наблюдается постепенный и неуклонный рост атмосферного давления;
  • в туманную слякотную погоду повышается давление;
  • в период южных ветров рассматриваемый показатель поднимается несколько дней подряд;
  • возрастание атмосферного давления при ветреной погоде – признак установления комфортной погоды.

Атмосферное давление - Atmospheric pressure

Статическое давление, создаваемое массой атмосферы

«Давление воздуха» перенаправляется сюда. Для давления воздуха в других системах см. Давление .

Атмосферное давление , также известное как барометрическое давление (после барометра ), - это давление в атмосфере Земли . Стандартная атмосфера (символ: атм) является единицей давления определяется как 101,325  Па (1,013.25  гПа ; 1,013.25  мбар ), что эквивалентно 760 мм ртутного столба , 29.9212 дюймов ртутного столба , или 14.696 фунтов на квадратный дюйм . Атм примерно эквивалентен среднему атмосферному давлению на уровне моря на Земле, то есть атмосферное давление Земли на уровне моря составляет примерно 1 атм.     

В большинстве случаев, атмосферное давление близко приближаются к гидростатическому давлению , вызванным весомы в воздухе над измерительной точкой. По мере увеличения высоты над уровнем моря уменьшается масса вышележащей атмосферы, поэтому атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты. Давление мера сила на единицу площади, с единицами СИ в паскалях (1 паскаль = 1 ньютон на квадратный метр , 1  Н / м 2 ). В среднем столб воздуха с площадью поперечного сечения в 1 квадратный сантиметр (см 2 ), измеренный от среднего (среднего) уровня моря до верхней границы атмосферы Земли, имеет массу около 1,03 килограмма и оказывает силу или " вес »около 10,1 ньютона , что дает давление 10,1 Н / см 2 или 101 кН / м 2 (101 килопаскаль, кПа). Колонна воздуха с площадью поперечного сечения 1 в 2 будет иметь вес около 14,7 фунтов F , в результате чего давление 14,7 фунтов е / в 2 .     

Механизм

Атмосферное давление вызывается гравитационным притяжением планеты к атмосферным газам над поверхностью и является функцией массы планеты, радиуса поверхности, количества и состава газов и их вертикального распределения в пространстве. Атмосфера. Он изменяется из-за вращения планет и местных эффектов, таких как скорость ветра, изменения плотности из-за температуры и изменения состава.

Среднее давление на уровне моря

Карта, показывающая атмосферное давление в мбар или гПа Среднее за 15 лет давление на уровне моря для июня, июля и августа (вверху) и декабря, января и февраля (внизу). Повторный анализ ERA-15 . Барометрический авиационный альтиметр типа Коллсмана (используемый в Северной Америке), показывающий высоту 80 футов (24 м), откалиброванный для давления на уровне моря 29,87 дюйма ртутного столба.

Среднее давление на уровне моря (MSLP) является атмосферным давлением на среднем уровне моря (PMSL). Это атмосферное давление, которое обычно указывается в сводках погоды по радио, телевидению, в газетах или в Интернете . Когда барометры в доме настроены на соответствие местным сводкам погоды, они измеряют давление, настроенное на уровень моря, а не фактическое местное атмосферное давление.

Настройка высотомера в авиации - это регулировка атмосферного давления.

Среднее давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар (101,325 кПа; 29,921 дюйма рт. Ст.; 760,00 мм рт. Ст.). В авиационных сводках погоды ( METAR ) QNH передается по всему миру в миллибарах или гектопаскалях (1 гектопаскаль = 1 миллибар), за исключением США , Канады и Колумбии, где он передается в дюймах ртутного столба (с точностью до двух знаков после запятой). ). Соединенные Штаты и Канада также сообщают SLP давления на уровне моря , которое скорректировано с учетом уровня моря другим методом, в разделе примечаний, а не в международной части кода, в гектопаскалях или миллибарах. Однако в государственных сводках погоды в Канаде давление на уровне моря указывается в килопаскалях.

В примечаниях к коду погоды в США передаются все три цифры; десятичные точки и одна или две старшие цифры опускаются: 1013,2 мбар (101,32 кПа) передается как 132; 1000,0 мбар (100,00 кПа) передается как 000; 998,7  мбар передается как 987; и т. д. Самое высокое давление на уровне моря на Земле наблюдается в Сибири , где Сибирский антициклон часто достигает давления на уровне моря выше 1050 мбар (105 кПа; 31 дюйм рт. ст.) с рекордными максимумами, близкими к 1085 мбар (108,5 кПа; 32,0 дюйма рт. ст.). . Самое низкое измеряемое давление на уровне моря наблюдается в центрах тропических циклонов и торнадо с рекордно низким значением 870 мбар (87 кПа; 26 дюймов рт. Ст.).

Поверхностное давление

Давление атмосферное давление в месте на земной поверхности «(ы местности и океанов ). Это прямо пропорционально массе воздуха над этим местом.

По численным причинам атмосферные модели, такие как модели общей циркуляции (МОЦ), обычно предсказывают безразмерный логарифм приземного давления .

Среднее значение приземного давления на Земле 985 гПа. Это контрастирует со средним давлением на уровне моря, которое включает экстраполяцию давления на уровень моря для мест выше или ниже уровня моря. Среднее давление на среднем уровне моря ( MSL ) в Международной стандартной атмосфере ( ISA ) составляет 1013,25 гПа, или 1 атмосферу (атм), или 29,92 дюйма ртутного столба.

Давление (p), масса (м) и ускорение свободного падения (g) связаны соотношением P = F / A = (m * g) / A, где A - площадь поверхности. Таким образом, атмосферное давление пропорционально весу на единицу площади атмосферной массы над этим местом.

Изменение высоты

Изменение атмосферного давления с высотой, рассчитанное для 15 ° C и относительной влажности 0%. Эта пластиковая бутылка была запечатана на высоте примерно 14000 футов (4300 м) и была раздавлена ​​повышением атмосферного давления, зафиксированным на высоте 9000 футов (2700 м) и 1000 футов (300 м), когда она была сбита с уровня моря.

Давление на Земле зависит от высоты поверхности; поэтому давление воздуха в горах обычно ниже, чем давление на уровне моря. Давление плавно меняется от поверхности Земли до верха мезосферы . Хотя давление меняется в зависимости от погоды, НАСА усреднило условия для всех частей Земли круглый год. С увеличением высоты атмосферное давление снижается. Можно рассчитать атмосферное давление на заданной высоте. Температура и влажность также влияют на атмосферное давление, и необходимо знать их, чтобы рассчитать точное значение. График справанад был разработан для температуры 15 ° C и относительной влажности 0%.

На малых высотах над уровнем моря давление снижается примерно на 1,2 кПа (12 гПа) на каждые 100 метров. Для больших высот в тропосфере следующее уравнение ( барометрическая формула ) связывает атмосферное давление p с высотой h : пзнак равноп0⋅(1-L⋅часТ0)грамм⋅Mр0⋅Lзнак равноп0⋅(1-грамм⋅часcп⋅Т0)cп⋅Mр0≈п0⋅exp⁡(-грамм⋅час⋅MТ0⋅р0){\ displaystyle {\ begin {align} p & = p_ {0} \ cdot \ left (1 - {\ frac {L \ cdot h} {T_ {0}}} \ right) ^ {\ frac {g \ cdot M } {R_ {0} \ cdot L}} \\ & = p_ {0} \ cdot \ left (1 - {\ frac {g \ cdot h} {c _ {\ text {p}} \ cdot T_ {0}) }} \ right) ^ {\ frac {c _ {\ text {p}} \ cdot M} {R_ {0}}} \ приблизительно p_ {0} \ cdot \ exp \ left (- {\ frac {g \ cdot h \ cdot M} {T_ {0} \ cdot R_ {0}}} \ right) \ end {align}}}

где постоянные параметры описаны ниже:

Параметр Описание Значение
p 0 Стандартное атмосферное давление на уровне моря 101325  Па
L Температурный градиент температуры, = г / с р для сухого воздуха ~ 0,00976  К / м
c p Удельная теплоемкость при постоянном давлении 1004,68506  Дж / (кг · К)
Т 0 Стандартная температура на уровне моря 288,16  К
грамм Ускорение силы тяжести на поверхности земли 9.80665  м / с 2
M Молярная масса сухого воздуха 0,02896968  кг / моль
R 0 Универсальная газовая постоянная 8,314462618  Дж / (моль · К)

Местная вариация

Атмосферное давление на Земле сильно различается, и эти изменения важны для изучения погоды и климата . См. « Система давления», чтобы узнать о влиянии колебаний давления воздуха на погоду.

Атмосферное давление показывает суточный или полусуточный (дважды в день) цикл, вызванный глобальными атмосферными приливами . Этот эффект наиболее силен в тропических зонах с амплитудой в несколько миллибар и почти нулевой в полярных областях. Эти вариации имеют два наложенных друг на друга цикла, циркадный (24 часа) цикл и полусиркадный (12 часов) цикл.

Записи

Самое высокое барометрическое давление, приведенное к уровню моря, когда-либо зарегистрированное на Земле (выше 750 метров), составило 1084,8 гПа (32,03 дюйма ртутного столба), измеренное в Тосонценгеле, Монголия, 19 декабря 2001 г. Самое высокое барометрическое давление, приведенное к уровню моря, когда-либо зарегистрированное (ниже 750 метров) было в Агате в Эвенкийском автономном округе , Россия (66 ° 53 '  с.ш., 93 ° 28'  в.д., высота: 261 м, 856 футов) 31 декабря 1968 г. при 1083,8 гПа (32,005 дюйма рт. Дискриминация происходит из-за проблемных допущений (предполагая стандартную частоту отклонений), связанных с понижением уровня моря с большой высоты.

Мертвое море , самое низкое место на Земле в 430 м (1410 футов) ниже уровня моря, имеет соответственно высокое типичное атмосферное давление 1065  гПа. Рекорд приземного давления ниже уровня моря в 1081,8 гПа (31,95 дюйма ртутного столба) был установлен 21 февраля 1961 года.

Самое низкое атмосферное давление, не связанное с торнадом, когда-либо измерялось, было 870 гПа (0,858 атм; 25,69 дюйма ртутного столба), установленное 12 октября 1979 года во время окончания тайфуна в западной части Тихого океана. Измерения основывались на инструментальных наблюдениях с самолета-разведчика.

Измерение на основе глубины воды

Одна атмосфера (101,325 кПа или 14,7 фунта на квадратный дюйм) - это также давление, вызванное весом столба пресной воды приблизительно 10,3 м (33,8 фута). Таким образом, ныряльщик на глубине 10,3 м под водой испытывает давление около 2 атмосфер (1 атм воздуха плюс 1 атм воды). И наоборот, 10,3 м - это максимальная высота, на которую можно поднять воду с помощью всасывания при стандартных атмосферных условиях.

Низкое давление, такое как трубопроводы природного газа , иногда указывается в дюймах водяного столба , обычно записываемых как wc (водяной столб) или wg (дюймы водяного столба). Типичный газовый бытовой прибор в США рассчитан на максимальное давление 1/2 фунта на квадратный дюйм, что составляет примерно 14 вод. Ст. (3487 Па или 34,9 мбар). Подобные метрические единицы с большим разнообразием названий и обозначений, основанных на миллиметрах , сантиметрах или метрах, теперь используются реже.

Температура кипения воды

Чистая вода кипит при 100 ° C (212 ° F) при нормальном атмосферном давлении. Точка кипения - это температура, при которой давление пара равно атмосферному давлению вокруг воды. Из-за этого температура кипения воды ниже при более низком давлении и выше при более высоком давлении. Поэтому приготовление пищи на большой высоте требует корректировки рецептов или приготовления под давлением . Грубую оценку высоты можно получить, измерив температуру, при которой вода закипает; в середине 19 века этим методом воспользовались исследователи.

Измерение и карты

Важным применением знания о том, что атмосферное давление напрямую зависит от высоты, стало определение высоты холмов и гор благодаря наличию надежных устройств измерения давления. В 1774 году, Маскелин был подтвердив теорию тяготения Ньютона на и на Schiehallion горе в Шотландии, и ему нужно было точно измерить высоты по бокам горы. Уильям Рой , используя атмосферное давление, смог подтвердить определение роста Маскелайна с точностью до одного метра (3,28 фута). Этот метод стал и остается полезным для геодезических работ и составления карт.

Смотрите также

  • Атмосфера (единица)
  • Плотность атмосферы
  • Атмосфера Земли  - газовый слой, окружающий Землю: в основном азот, исключительно с высоким содержанием кислорода, со следовыми количествами других молекул.
  • Барометрическая формула  - формула, используемая для моделирования изменения давления воздуха с высотой.
  • Баротравма  - травма, вызванная давлением - физическое повреждение тканей тела, вызванное разницей в давлении между воздушным пространством внутри или рядом с телом и окружающим газом или жидкостью.
  • Герметизация кабины
  • Кавитация  - образование заполненных паром пустот низкого давления в жидкости.
  • Воздействие большой высоты на человека  - научный феномен
  • Зона высокого давления  - область, где атмосферное давление на поверхности планеты выше, чем в окружающей среде.
  • Международная стандартная атмосфера  - модель атмосферы, таблица типичных изменений основных термодинамических переменных атмосферы (давления, плотности, температуры и т. Д.) С высотой в средних широтах.
  • Зона низкого давления
  • Метеорология
  • NRLMSISE-00
  • Камера статического давления
  • Давление  - сила, непрерывно распределяемая по площади
  • Измерение давления
  • Субтропический хребет

Ссылки

внешние ссылки

Эксперименты

атмосферы, паскали и мегапаскали, сколько атмосфер в 1 МПа


Физика объясняет давление как силу, которая действует на единицу поверхности площади. При воздействии двух одинаковых сил на разные поверхности большей из них будет та, что действует на меньшую площадь. Лезвие острого ножа при давлении на овощ разрежет его, а под воздействием тупого предмета овощ останется целым.

...

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Определение атмосферного давления

Под этим определением понимают воздействие воздуха на определённое место, а именно: столба воздуха на поверхность. Его изменения имеют влияние на погодные условия и температуру воздуха, а также на состояние здоровья людей и животных. Слишком низкий его уровень приводит к физическому и психическому дискомфорту, при ослабленном организме — к серьёзным заболеваниям и летальному исходу.

Давление атмосферы снижается с увеличением высоты. Поэтому в кабинах самолётов специально поддерживают уровень выше того, который за бортом. Люди и животные, проживающие в горной местности, адаптируются к подобным условиям, но путешественникам стоит принять все меры предосторожности для того, чтобы не заболеть высотной болезнью.

Это интересно: система отсчета это что такое в физике — определение и ее виды.

Внесистемная единица измерения

Атмосфера считается внесистемной единицей измерения. Одна атмосфера соответствует давлению на уровне мирового океана. Существует два типа этой единицы измерения:

  • физическая (нормальная или стандартная) атмосфера, краткое обозначение которой — атм;
  • техническая — ат.

Используют эту величину для измерения равномерного перпендикулярного воздействия силы на ровную поверхность. Одна стандартная атмосфера — это давление ртутного столба, высота которого 760 миллиметров, при нулевой температуре и плотности ртути, равной 13 595,04 килограмма на кубический метр.

Приставки «ата» и «ати» использовали раньше для обозначения абсолютных и избыточных показателей. В том случае, когда атмосферное давление меньше абсолютного, рассчитывали разницу, которая и является избытком. Разрежение, или вакуум, — это разница, которую рассчитывают тогда, когда уровень атмосферного давления выше показателя абсолютного.

Это интересно: первый закон Ньютона — формула и примеры.

Общие сведения о паскалях

Такую величину, как паскаль, используют для измерения атмосферной силы, действие которой распространяется строго перпендикулярно на единицу поверхности. Сила в один ньютон на площадь в один метр квадратный равна одному паскалю. Эти цифры указывают на довольно маленькое атмосферное давление, поэтому полученные измерения указывают в мегапаскалях (МПа) или килопаскалях (кПа).

Атмосферное давление в разных сферах деятельности измеряется в различных величинах. К примеру, при его измерении в автомобилях могут указываться такие величины:

  • атмосферы;
  • бары;
  • фунты на один квадратный дюйм;
  • мегапаскали;
  • килограмм силы на один квадратный сантиметр — техническая атмосфера.

Это интересно: формула всемирного тяготения — определение закона.

Паскаль принадлежит к Международной системе единиц (СИ) и используется также для измерения модулей упругости, предела текучести, механического напряжения, фугитивности, предела пропорциональности, осмотического и звукового давления, сопротивления разрыву и срезу, модуля Юнга.

Размерности единиц измерения этой величины и энергии совпадают, но они описывают разные физические свойства объектов, а значит, не могут считаться эквивалентными. Поэтому паскали не используют как единицу измерения плотности энергии, а давление не измеряют в джоулях.

Общими правилами Международной системы единиц установлено то, что со строчной буквы пишется наименование единицы паскаль, а с заглавной — её обозначение. Это правило сохраняется и при написании других единиц измерения, образованных с использованием паскаля. Впервые об этой величине стало известно во Франции в 1961 году благодаря математику и физику Блезу Паскалю, в честь которого она и была названа.

Это интересно: МПА в атмосферы, как правильно перевести давление?

Мегапаскали

Мегапаскалем называют единицу измерения атмосферного столба, которая кратна паскалю. Для того чтобы перевести мегапаскали в атмосферы, чаще всего используют специальные калькуляторы, многие из которых работают в режиме онлайн.

Один мегапаскаль — это одна тысяча килопаскалей, что, в свою очередь, составляет один миллион паскалей. Сколько атмосфер тогда содержится в мегапаскале? Если точно переводить эти величины, то один мегапаскаль составляет 10,197 ат и 9,8692 атм — технические и физические атмосферы соответственно.

При решении физических задач редко проводят точные вычисления, поэтому стандартную 1 атмосферу в мегапаскалях принимают за 0,1 МПа, а физическую — за 0,987 МПа (при обратном расчёте 1 МПа — это 10 технических атмосфер и 9,87 физических). При этом один миллиметр водного столба равен около 10 Па, ртутного столба — 133 Па. Нормальный показатель — 760 миллиметров ртутного столба — равняется 101 325 паскалей или 101 килопаскалей.

Как измерить атмосферное давление в паскалях? Какое нормальное атмосферное давление в паскалях?

Атмосфера - это газовое облако, окружающее Землю. Вес воздуха, высота столба которого превышает 900 км, оказывает мощное влияние на жителей нашей планеты. Мы не чувствуем этого, принимая жизнь на дне воздушного океана как нечто само собой разумеющееся. Дискомфорт люди испытывают, поднимаясь высоко в горы. Недостаток кислорода провоцирует быстрое утомление. При этом значительно меняется атмосферное давление.

Физика рассматривает атмосферное давление, его изменения и влияние на поверхность Земли.

В курсе физики средней школы изучению атмосферного воздействия уделяется значительное внимание. Особенности определения, зависимость от высоты, влияние на процессы, происходящие в повседневной жизни или в природе, объясняются на основе знания о влиянии атмосферы.

Когда начинают изучать атмосферное давление? 6 класс - время познакомиться с особенностями атмосферы.Этот процесс продолжается и в профильных классах старшей школы.

История исследования

Первые попытки установить атмосферное давление воздуха были предприняты в 1643 году по предложению итальянской Евангелисты Торричелли. Стеклянная трубка, сваренная с одного конца, была заполнена ртутью. Закрыв другую сторону, его опустили в ртуть. В верхней части трубки в результате частичного перетока ртути образовалось пустое пространство, названное «торричеллианской пустотой».

К этому времени в естествознании преобладала теория Аристотеля, который считал, что «природа боится пустоты».«По его взглядам, не может быть пространства пустого, не заполненного материей. Поэтому наличие пустоты в стеклянной трубке долгое время пытались объяснить другой материей.

В том, что это пустое пространство. пространство, несомненно, его нельзя заполнить ничем, так как ртуть полностью заполнила цилиндр в начале эксперимента. И, вытекая, не позволяла другим веществам заполнить освободившееся место. Но почему вся ртуть заполнила не вливать в сосуд, потому что для этого тоже нет препятствий? Вывод напрашивается сам собой: ртуть в трубке, как и в сообщающихся сосудах, создает такое же давление на ртуть в сосуде, как и на что-то извне.На этом же уровне только атмосфера контактирует с поверхностью ртути. Именно ее давление удерживает вещество от разлива под действием силы тяжести. Газ, как известно, производит одинаковое действие во всех направлениях. Его воздействию подвергается ртутная поверхность в сосуде.

Высота ртутного цилиндра составляет примерно 76 см. Замечено, что этот показатель меняется со временем, следовательно, меняется и давление атмосферы. Его можно измерить в см ртутного столба (или в миллиметрах).

Какие единицы применять?

Международная система единиц является международной, поэтому в ней не используются миллиметры ртутного столба. Изобразительное искусство. при определении давления. Единица измерения атмосферного давления устанавливается аналогично тому, как это делается для твердых и жидких тел. Давление в паскалях измеряется в единицах СИ.

За 1 Па принимается давление, которое создается силой 1 Н на 1 м 2 .

Мы определяем, как связаны единицы измерения.Давление столба жидкости задается по следующей формуле: p = ρgh. Плотность ртути ρ = 13600 кг / м 3 . За точку отсчета возьмем столбик ртути длиной 760 миллиметров. Отсюда:

p = 13600 кг / м 3 × 9,83 Н / кг × 0,76 м = 101292,8 Па

Для регистрации атмосферного давления в паскалях учитывается: 1 мм рт. = 133,3 Па.

Пример решения задачи

Определить силу, с которой атмосфера действует на поверхность кровли размером 10x20 м.Атмосферное давление принято равным 740 мм рт.

p = 740 мм рт. Ст., A = 10 м, b = 20 м.

Анализ

Для определения силы воздействия необходимо установить атмосферное давление в паскалях. Учитывая, что 1 миллиметр рт. равно 133,3 Па, имеем: p = 98642 Па.

Решение

Используем формулу для определения давления:

p = F / s,

Так как площадь крыши не указана, предположим, что он имеет форму прямоугольника.Площадь этой фигуры определяется по формуле:

s = ab.

Подставьте площадь в формулу расчета:

p = F / (ab), откуда:

F = pab.

Вычисляем: F = 98642 Па × 10 м × 20 м = 19728400 H = 1,97 МН.

Ответ: давление атмосферы на крыше дома 1,97 МН.

Методы измерения

Экспериментальное определение атмосферного давления может быть выполнено с помощью ртутного столба.Если к нему прикрепить шкалу, тогда появляется возможность записывать изменения. Это простейший ртутный барометр.

Он был удивлен, заметив изменения в атмосфере Евангелиста Торричелли, связав этот процесс с жарой и холодом.

Оптимальным было атмосферное давление на уровне моря при 0 градусах Цельсия. Это значение составляет 760 мм рт. Нормальным атмосферным давлением в паскалях принято считать 10 5 Па.

Известно, что ртуть достаточно вредна для здоровья человека.В результате нельзя использовать открытые ртутные барометры. Другие жидкости имеют гораздо меньшую плотность, поэтому трубка, заполненная жидкостью, должна быть достаточно длинной.

Например, столб воды, созданный Блезом Паскалем, должен быть порядка 10 м в высоту. Недостаток очевиден.

Барометр со свободной жидкостью

Замечательным шагом вперед является идея отхода от жидкости при создании барометров. Возможность изготовления прибора для определения давления атмосферы реализована в барометрах-анероидах.

Основная часть счетчика - это плоский бокс, из которого откачивается воздух. Чтобы он не раздавливался атмосферой, поверхность делают гофрированной. Пружинная система коробки соединена со стрелкой, указывающей значение давления на шкале. Последние могут быть градуированы в любых единицах. Атмосферное давление в паскалях можно измерить с помощью соответствующей измерительной шкалы.

Высота над уровнем моря и атмосферное давление

Изменение плотности атмосферы при повышении температуры приводит к снижению давления.Неоднородность газовой оболочки не позволяет ввести линейный закон изменения, так как с увеличением высоты степень снижения давления уменьшается. У поверхности Земли по мере подъема на каждые 12 метров влияние атмосферы снижается на 1 мм рт. Изобразительное искусство. В тропосфере подобное изменение происходит через каждые 10,5 м.

У поверхности Земли, на высоте полета самолета, анероид, оснащенный специальной шкалой, может определять высоту по атмосферному давлению.Этот прибор называется высотомером.

atmospheric pressure 6 class.

Давление

Давление в жидкости определяется как

"нормальная сила на единицу площади, действующая на воображаемую или реальную плоскую поверхность в жидкости или газе"

Уравнение для давления может быть выражено как :

p = F / A (1)

где

p = давление (фунт / дюйм 2 (psi), фунт / фут 2 (psf), Н / м 2 , кг / мс 2 (Па))

F = усилие (Н) 1)

A = площадь (в 2 , ft 2 , m 2 )

1) В британско-английской инженерной системе особое внимание следует уделять силовой единице.Базовая единица измерения массы - снаряд, а единица измерения силы - фунт ( фунтов, ) или фунт силы ( фунтов, фунтов, , ).

Абсолютное давление

Абсолютное давление - p abs - измеряется относительно абсолютного нулевого давления - давления, которое будет иметь место при абсолютном вакууме. Все расчеты, связанные с газовым законом, требуют, чтобы давление (и температура) выражались в абсолютных единицах.

Манометр

Манометр часто используется для измерения разницы давлений между системой и окружающей атмосферой. Это давление часто называется манометрическим давлением и может быть выражено как

p г = p с - p атм (2)

где

p g = манометрическое давление (Па, фунт / кв. Дюйм)

p с = давление в системе (Па, фунт / кв. Дюйм)

p атм = атмосферное давление (Па, фунт / кв. Дюйм)

Атмосферное давление

Атмосферное давление - это давление в окружающем воздухе на поверхности земли или "близко" к ней.Атмосферное давление зависит от температуры и высоты над уровнем моря.

Стандартное атмосферное давление

Стандартное атмосферное давление ( атм, ) обычно используется в качестве справочного материала при перечислении плотностей и объемов газа. Стандартное атмосферное давление определяется на уровне моря при 273 o K (0 o C) и составляет 1,01325 бар или 101325 Па (абсолютное) . Иногда используется температура 293 o K (20 o C) .

В британских единицах стандартное атмосферное давление составляет 14,696 фунтов на квадратный дюйм.

  • 1 атм = 1,01325 бар = 101,3 кПа = 1,013 10 5 Па = 14,696 фунтов на кв. Дюйм ( фунт / дюйм / дюйм 2 ) = 760 мм рт. Ст. = 10,33 м вод. Ст. 2 O = 760 торр = 29,92 дюйма рт. Ст. = 1013 мбар = 1,0332 кг f / см 2 = 33,90 футов H 2 O

Единицы давления

Поскольку 1 Па - это малая единица измерения давления, широко используется единица измерения гектопаскаль (гПа), особенно в метеорологии.Единица измерения килопаскаль (кПа) обычно используется при проектировании технических приложений, таких как системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, трубопроводные системы и т. Д.

  • 1 гектопаскаль = 100 Паскаль = 1 миллибар
  • 1 килопаскаль = 1000 Паскаль
Некоторые уровни давления
  • 10 Па - давление ниже 1 мм водяного столба - приблизительно давление, оказываемое массой 10 г на 1 см 2 площадь
  • 10 кПа - давление ниже 1 м водяного столба или падение давления воздуха при движении с уровня моря до 1000 высота м
  • 10 МПа - давление на сопле в шайбе «высокого давления»
  • 10 ГПа - давление, достаточное для образования алмазов
Некоторые альтернативные единицы давления
  • 1 бар - 100000 Па
  • 1 миллибар - 100 Па
  • 1 атмосфера - 101325 Па
  • 1 мм рт. Ст. - 133 Па
  • 1 дюйм рт. Ст. - 3386 Па

A торр (часто используется в вакуумных приложениях) назван в честь Торричелли и представляет собой давление, создаваемое столбом ртути высотой 1 мм - равно 1/760 th атмосферы.

  • 1 атм = 760 торр = 14,696 фунтов на квадратный дюйм

фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм) обычно использовался в Великобритании, но теперь почти во всех странах, кроме США, заменен на единицы СИ. Поскольку атмосферное давление составляет 14,696 фунтов на квадратный дюйм - столб воздуха на площади в один квадратный дюйм от поверхности Земли до космоса - весит 14,696 фунтов .

Штанга (бар) обычно используется в промышленности.Один бар составляет 100000 Па , и для большинства практических целей его можно приблизить к на одну атмосферу , даже если

1 бар = 0,9869 атм

Есть 1000 миллибар (мбар) в бар bar , стандартная единица измерения в метеорологии и погодных приложениях.

1 миллибар = 0,001 бар = 0,750 торр = 100 Па

Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox

- бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

.

ГЛАВА 2. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Ответ. Тропосфера содержит всю массу атмосферы, за исключением доли P (тропопауза) / P (поверхность), которая находится выше тропопаузы. Из Рисунок 2-2 мы читаем P (тропопауза) = 100 гПа, P (поверхность) = 1000 гПа. Таким образом, доля Ftrop от общей массы атмосферы в тропосфере составляет

. Тропосфера составляет 90% общей массы атмосферы на 30 ° с.ш. (85% в мире).

Доля Fstrat от общей массы атмосферы в стратосфере выражается долей над тропопаузой, P (тропопауза) / P (поверхность), минус доля над стратопаузой, P (стратопауза) / P (поверхность).Из Рисунок 2-2 мы читаем P (стратопауза) = 0,9 гПа, так что

Таким образом, стратосфера содержит почти всю массу атмосферы над тропосферой. Мезосфера содержит лишь около 0,1% общей массы атмосферы.

2,4 БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗАКОН

Мы рассмотрим факторы, контролирующие вертикальный профиль температуры атмосферы в главах 4 и 7. Здесь мы сосредоточимся на объяснении вертикального профиля давления. Рассмотрим элементарный слой атмосферы (толщина dz, горизонтальная область A) на высоте z:

.

Рисунок 2-3 Вертикальные силы, действующие на элементарный слой атмосферы

Атмосфера оказывает восходящую силу давления P (z) A на нижнюю часть плиты и силу давления, направленную вниз P (z + dz) A, на верхнюю часть плиты; чистая сила, (P (z) -P (z + dz)) A, называется сила градиента давления.Поскольку P (z)> P (z + dz), сила градиента давления направлена ​​вверх. Чтобы плита находилась в равновесии, ее вес должен уравновешивать силу градиента давления:

(2.3)

Переставляем урожайность

(2,4)

Левая часть по определению равна dP / dz. Следовательно,

(2,5)

Теперь, исходя из закона идеального газа,

(2.6)

где Ma - молекулярная масса воздуха, T - температура. Подстановка (2,6) в (2,5) урожайность:

(2,7)

Теперь сделаем упрощающее предположение, что T постоянна с высотой; как показано в Рисунок 2-2 , T изменяется только на 20% ниже 80 км. Затем мы интегрируем (2,7) чтобы получить

(2,8)

что эквивалентно

(2.9)

Уравнение (2,9) называется барометрический закон. Удобно определить шкала высоты H для атмосферы:

(2.10)

приводя к компактной форме Барометрического закона:

(2.11)

Для средней температуры атмосферы T = 250 K масштаб высоты H = 7,4 км. Барометрический закон объясняет наблюдаемую экспоненциальную зависимость P от z в Рисунок 2-2 ; из уравнения (2.11) , график зависимости z от ln P дает прямую линию с наклоном -H (проверьте, что наклон в Рисунок 2-2 действительно близко к -7,4 км). Небольшие колебания наклона Рисунок 2-2 вызваны колебаниями температуры с высотой, которые мы не учли в нашем выводе.

Аналогично можно сформулировать вертикальную зависимость плотности воздуха. Из (2,6) , ra и P связаны линейно, если T предполагается постоянным, так что

(2.12)

Аналогичное уравнение применяется к плотности воздуха na. Для каждого подъема высоты H давление и плотность воздуха падают в е = 2,7 раза; таким образом, H обеспечивает удобную меру толщины атмосферы.

При расчете высоты шкалы от (2.10) мы предположили, что воздух ведет себя как однородный газ с молекулярной массой Ma = 29 г / моль. Закон Дальтона гласит, что каждый компонент воздушной смеси должен вести себя так, как если бы он был один в атмосфере.Тогда можно было бы ожидать, что разные компоненты будут иметь разные шкала высоты определяется их молекулярной массой. В частности, учитывая разницу в молекулярной массе между N2 и O2, можно было ожидать, что соотношение смешивания O2 будет уменьшаться с высотой. Тем не мение, гравитационное разделение воздушной смеси происходит за счет молекулярная диффузия, которая значительно медленнее, чем турбулентное вертикальное перемешивание воздуха на высотах ниже 100 км ( проблема 4. 9 ). Таким образом, турбулентное перемешивание поддерживает однородную нижнюю атмосферу.Только на высоте более 100 км начинает происходить значительное гравитационное разделение газов, причем более легкие газы обогащаются на больших высотах. Во время дебатов о вредном воздействии хлорфторуглеродов (ХФУ) на стратосферный озон некоторые не очень уважаемые ученые утверждали, что ХФУ не могут достичь стратосферы из-за их высокой молекулярной массы и, следовательно, малой высоты. В действительности турбулентное перемешивание воздуха гарантирует, что соотношения смешивания CFC в воздухе, поступающем в стратосферу, по существу такие же, как и в приземном воздухе.

.

3 вида давления и единиц со всего мира

Несколько простых для запоминания формул давления

Последнее обновление 22 февраля 2020 г.

Что такое давление?

По определению, давление описывается как величина силы, приложенной перпендикулярно к поверхности на единицу площади.

Его можно рассчитать по следующей формуле:

P = F А

где: P = Давление
Ф = Результирующая сила
А = Поверхность, подверженная силе
Атмосферное давление на поверхности жидкости

Как физически создается давление?

Один из способов взглянуть на давление - это увидеть его как результат веса всех уложенных друг на друга молекул на поверхности.Этот подход лучше всего подходит для твердых тел и жидкостей.

Сплошной блок своим весом создает давление на поверхность.

На рисунке выше показана поверхность с твердым блоком наверху.

Каждая молекула этого блока имеет вес, потому что на нее действует гравитация. Поскольку вес - это сила, направленная вниз, каждая молекула будет оказывать небольшое усилие на поверхность.

Результирующая сила всех этих малых сил создает давление.

При использовании этого подхода для газов можно утверждать, что молекулы газа не складываются, поскольку они свободно плавают.Итак, как они могут воздействовать на эту поверхность?

Чтобы разобраться с этим аргументом, мы должны взглянуть на давление с другой точки зрения.

Молекулы создают давление на поверхность при каждом ударе

Молекулы газа находятся в постоянном движении. Когда они двигаются, у них есть импульс и кинетическая энергия. Часто они будут сталкиваться друг с другом и с поверхностью объекта.

При каждом столкновении с поверхностью молекулы передают импульс этой поверхности.Это создает силу, перпендикулярную этой поверхности.

Сумма сил всех этих сталкивающихся молекул создает давление.

Какие бывают типы давления?

Существует три различных типа давления:

  • абсолютное давление
  • манометрическое давление
  • перепад давления

Разница между этими тремя точками - это исходная точка, выбранная в качестве нулевой точки на шкале.Для абсолютного давления идеальный вакуум был выбирается в качестве контрольной точки, а для манометрического давления контрольной точкой является атмосферное давление. Для перепада давления там не является фиксированной точкой отсчета, потому что сравниваются два разных давления.

На следующем рисунке показаны различные типы давления. Начальная точка каждой стрелки совпадает с выбранный ориентир. Обратите внимание, что абсолютное давление и дифференциальное давление всегда положительны, в то время как относительное (манометрическое) давление также может быть незначительным. отрицательный.В последнем случае мы также называем это частичным вакуумом. Теоретически максимальный частичный вакуум составляет -1 013 бар, что соответствует идеальному вакууму.

Измерение давления - это, в принципе, всегда сравнение давлений между двумя разными места.

Для абсолютного давления сравнение проводится между точками с определенным давлением. и другое место в абсолютном вакууме.

Аналогично для относительного (манометрического) давления, когда сравнение будет выполняться с местом при нормальном давлении. атмосферное давление (1013 мбар на уровне моря).

При измерении перепада давления сравниваются давления между двумя случайными точками.

Приборы для измерения давления специально разработаны для измерения этих трех различных типов давление и, следовательно, могут быть соответственно классифицированы.

Абсолютное давление

Измерение чего-либо осуществляется путем сравнения с хорошо известной точкой отсчета. Для абсолютного давления ориентиром является идеальный вакуум. Эта точка была выбрана, потому что это самый низкий из возможных давление.В частности, никакого давления нет.

Идеальный вакуум означает, что все частицы удалены из замкнутого объема. В этом томе который тогда полностью опустеет, давление не может быть.

Как уже было сказано, абсолютное давление всегда положительное число. Отрицательные числа невозможны, потому что ниже идеального вакуума нет давления.

Манометрическое давление (относительное давление)

Вместо того, чтобы сравнивать измеренное давление с идеальным вакуумом, мы теперь сравним его с стандартное атмосферное давление на уровне моря.Последний составляет 1013,25 мбар (14,696 фунтов на кв. дюйм).

Разница между абсолютным и избыточным давлением, измеренная одновременно в одном и том же месте, всегда составляет около 1 бара (14,50 фунтов на кв. дюйм).

Манометрическое давление, иногда также называемое относительным давлением , может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Для положительных значений это называется избыточное давление . Тогда измеренное давление выше стандартного атмосферного. давление и равно абсолютному давлению минус атмосферное давление.

P o = P абс - P атм

Если измеренное манометрическое давление отрицательное, оно называется разрежение или частичное вакуум . Таким образом, измеренное давление ниже стандартного атмосферного давления и составляет находится путем вычитания абсолютного давления из атмосферного.

P u = P атм - P абс

Отметив, что это частичный вакуум, нам не нужно использовать знак минус.Если пылесос работает при абсолютном давлении 0,8 бар, можно также сказать, что он работает при разрежении 0,2 бар.

Дифференциальное давление

Иногда необходимо измерить разницу давлений между двумя разными точками. Когда одна или другая точка является точкой отсчета, например идеальный вакуум или эталон атмосферное давление, оно называется перепадом давления.

Теоретически можно утверждать, что абсолютное и манометрическое давление равно дифференциальному давлению. так как мы также измеряем разницу давления между двумя точками.Однако перепад давления составляет всего лишь что-то сказать о разнице давления между двумя точками. Он не дает информации о уровень давления в каждой из этих двух точек.

Например, перепад давления в 3 бара между точками A и B ничего не говорит о величине давления в точках A и B, и ничего не говорится о том, какая точка находится под наибольшим давлением.

Есть ли другие виды давления?

Все типы давления, которые мы обсуждали до сих пор, основаны на выборе между двумя стандартными контрольные точки или сравнение двух давлений.

Однако существуют определенные виды давления, которым дано определенное название, чтобы обозначить значение давления. Вот некоторые примеры стандартных давлений:

  • Давление вакуума
  • Атмосферное давление
  • Гидростатическое давление
  • Динамическое давление

Это не имеет ничего общего с их отношением к определенному типу давления, поскольку все они могут быть выражается как один из трех типов давления.

Итак, других типов нет.Есть только другие давления с конкретным названием.

Ниже приводится описание этих общих удельных давлений.

Давление вакуума

Строго говоря, вакуум - это пространство, в котором абсолютное давление равно нулю. Этого можно добиться только если все частицы удалены из этого пространства. Другими словами, пространство действительно пустое. Идеальный пылесос возможно только теоретически. Технически невозможно удалить все частицы в замкнутом объеме.

Вакуум не обязательно должен быть идеальным, чтобы его можно было назвать вакуумом. На практике вакуум будет только частично достигнуто. Поэтому его также называют частичным вакуумом. В общем, мы говорим о вакууме, когда давление ниже атмосферного.

Высокий вакуум означает, что абсолютное давление очень низкое.

Для создания вакуума используется вакуумный насос. С помощью этого насоса частицы, находящиеся внутри закрытый объем будет высосан в максимально возможной степени.Производительность вакуумного насоса определяет уровень вакуума.

Примером вакуумного насоса, который довольно часто используется в промышленности, является вакуумный насос с жидкостным кольцом. Эксцентрик вращается в корпусе насоса, не производя контакт с этим кожухом. Вода впрыскивается в корпус насоса, но недостаточна для полного заполнения насос. За счет центробежного ускорения вода образует жидкое кольцо у внутренней стенки насоса. кожух. Если впрыскивается достаточное количество воды, жидкое кольцо будет обеспечивать хорошее уплотнение между крыльчаткой. и корпус насоса.Поскольку рабочее колесо расположено эксцентрично, ячейки разных размеров возникают между лопатками. Эти ячейки образуют камеры сжатия. Где клетки самые большие, частицы газа всасываются, и там, где ячейки самые маленькие, они вытесняются снаружи. С этим типом насоса может быть достигнуто максимальное абсолютное значение 33 мбар (0,4786 фунт / кв. Дюйм абс.).

Вакуумный насос

Атмосферное давление

Атмосферное давление, которое иногда называют барометрическим давлением, возникает из-за вес всех молекул в атмосфере.Накопление молекул в воздухе гарантирует, что самое высокое давление возникает в нижней части атмосферы.

Однако атмосферное давление - это не постоянная, а переменная величина. Условия в Атмосфера нашей Земли постоянно меняется. Под воздействием солнца воздух нагревается, ночью снова остывает. Влажность зависит от погоды. Плотность воздуха изменения зонами высокого или низкого давления. Все эти влияющие факторы гарантируют, что атмосферное давление никогда не остается неизменным в одном месте.

Для измерения манометрического давления это приводит к проблеме, поскольку измеренное давление сравнивается с атмосферным давлением.

Для получения однозначного измерения манометрического давления стандартное атмосферное давление был введен. В качестве ориентира было выбрано среднее атмосферное давление на уровне моря, который соответствует следующим условиям:

Выражается в единицах СИ
P атм = 1013,25 мбара
t = 15 ° C
ρ = 1,226 кг / м³
r = 287,1 Дж / (кг · К)
Выражается в общепринятых единицах
P атм = 14 696 фунтов на кв. Дюйм
t = 59 ° F
ρ = 0,002377 снарядов / фут³
r = 1716,49 фут-фунт / снаряд ° R
P атм : абсолютное давление
t : температура
ρ : плотность
r : удельная газовая постоянная

Гидростатическое давление

Термин «гидростатическое давление» в основном используется в жидкостях.Это давление при данном глубина в жидкости, вызванная весом столба жидкости над ней.

Гидростатическое давление будет зависеть от плотности жидкости, гравитационной постоянной и высота столба жидкости.

Гидростатическое давление является типом манометрического давления и может быть рассчитано по следующей формуле:

P hydro = ρgh

Если также учесть атмосферное давление над поверхностью жидкости, находим общее давление :

P общ = P атм + ρgh

Поскольку теперь в уравнении учитывается атмосферное давление, мы имеем в виду идеальный вакуум и поэтому общее давление становится абсолютным давлением.

Динамическое давление

Динамическое давление - один из членов уравнения Бернулли. Для несжимаемых жидкостей это уравнение говорит, что для устойчивого Для потока вдоль линии тока сумма энергии давления, кинетической энергии и потенциальной энергии остается постоянной.

Динамическое давление - это часть уравнения, которая представляет кинетическую энергию.

Это давление, которое создается кинетической энергией молекул жидкости при течении, например, по трубе.

Динамическое давление можно выразить следующей формулой:

q = 1 2 ρv 2

где: q = Динамическое давление
ρ = Массовая плотность жидкости
в = Скорость потока

Установки давления на нескольких континентах

Во всем мире давление выражается в разных единицах измерения.
В, мы используют систему СИ в качестве юридического стандарта. Все физические количества продуктов должны быть в соответствует европейской директиве 80/181 / EEC (метрическая директива ЕС) и выражается в соответствии с эта система. Таким образом, давление выражается в Па (Паскаль) или бар , где 1 бар = 10 5 Па. Более старые устройства, такие как mH 2 O (метр водяного столба) или mmHg (миллиметры ртутного столба) нельзя использовать в Европейском Союзе с 31 декабря 1977 года.

В Соединенном Королевстве до сих пор часто используется фунтов на квадратный дюйм ( psi), 14,5 фунтов на квадратный дюйм ≈ 1 бар, но теперь все больше и больше переключается на бар блок давления. В той степени, в которой теперь он в основном заменяет фунты на квадратный дюйм в качестве первичной единицы давления.

В США фунты на квадратный дюйм по-прежнему являются основной единицей измерения давления. Почти все манометры показывают давление в фунтах на квадратный дюйм.

В Азии, особенно единицы МПа (мегапаскаль) и кг / см² (килограммы на квадратный сантиметр) используются.

В таблице ниже вы найдете несколько других единиц и их коэффициенты пересчета в кПа и бар.

Шт. кПа бар
1 кПа 1 0,01
1 МПа 1000 10
1 бар 100 1
1 мбар 0,1 0,001
1 атм 101,32500 1,01325
1 мГн 2 O 9,80665 0,0980665
1 мм рт. Ст. 0,133322368 0,00133322368
1 фунт / кв. Дюйм 6,89475729 0,0689475729
1 дюйм H 2 O 0,249082 0,00249082
1 кг / см² 98,0665 0,980665

Как единица давления соотносится с типом давления

Выражение давления в единицах измерения в основных обозначениях, таких как Па, бар в фунтах на квадратный дюйм, не имеет большого смысла, если вы этого не сделаете. знать, к какому типу давления относится.

Иногда можно угадать тип давления, исходя из контекста, но обычно сомнения остаются. Если вы догадались неправильно могут возникнуть серьезные ошибки.

Таким образом, всегда рекомендуется указывать тип давления после единицы измерения, что означает, что слова «абсолютное», После единицы давления следует писать «манометр» или «дифференциал». Тогда давление может быть выражено, например, как бар ман. или фунт / кв. Дюйм абс. .

Часто вы встретите единицы давления, за которыми следует суффикс, например, «g», «a» или «d» (или написанные заглавными буквами), как в бар изб. , фунт / кв. Дюйм или кПаД , где «g» означает манометр, «a» - абсолютный, а «d» для дифференциала.Суффикс также иногда указывается в скобках, например бар (изб.) .

Хотя эти суффиксы все еще широко используются, они устарели и больше не поддерживаются международными стандартами.

Связанные темы

.

Необычный трафик

Необычный трафик

Необычный трафик из вашей компьютерной сети

Наша система обнаруживает, что компьютер, планшет или телефон в вашей сети может автоматически отправлять трафик на TranslatorsCafe.com.

Возможные причины:

  • Отправка запросов от компьютерной программы, автоматизированной службы или поискового робота
  • Слишком много вкладок или окон браузера в TranslatorsCafe.com открытые страницы.

Чтобы продолжить использование TranslatorsCafe.com, нажмите кнопку «Продолжить», когда она станет зеленой.

ВАЖНО : закройте все остальные окна или вкладки браузера, чтобы получить доступ к сайту TranslatorsCafé после разблокировки.

Продолжить

Что делать, если страница снова отображается?

  • Проверьте свой компьютер на наличие вредоносных программ. Вредоносное ПО, называемое вредоносным ПО, иногда включается в другие бесплатные загрузки без вашего ведома, может вызвать TranslatorsCafe, чтобы показать это сообщение.
  • Закройте браузер, подождите несколько минут и попробуйте еще раз в новом окне браузера.
  • Нажмите, чтобы продолжить через несколько минут.
  • Повторите свой запрос.
  • Щелкните здесь, чтобы выйти, затем войдите снова.

Приносим извинения за неудобства.

TranslatorsCafe.com

.

Что такое атмосферное давление - Вселенная сегодня

[/ caption]

Простого ответа на вопрос «что такое атмосферное давление?» Недостаточно, чтобы полностью понять его важность. По определению атмосферное давление - это «сила на единицу площади, действующая на поверхность за счет веса воздуха над этой поверхностью». Атмосферное давление тесно связано с гидростатическим давлением, вызванным весом воздуха над точкой измерения. Термин стандартная атмосфера используется для выражения давления в системе (гидравлической и пневматической) и равен 101.325 кПа. Другие эквивалентные единицы: 760 мм рт. Ст. И 1013,25 мбар.

Среднее давление на уровне моря (MSLP) - это давление на уровне моря. Это давление, обычно указываемое в сводках погоды. Когда домашние барометры настроены на соответствие местным сводкам погоды, они будут измерять давление до уровня моря, а не ваше местное атмосферное давление. Снижение до уровня моря означает, что нормальный диапазон колебаний давления одинаков для всех.

Атмосферное давление играет важную роль в настройках высотомера во время полета.Высотомер можно установить для QNH или QFE. Оба метода снижения атмосферного давления

.

Смотрите также