Что означает атмосферное давление


Атмосферное давление. Норма для человека, как влияет на организм, как привести в норму

Плотная оболочка воздушной массы, образованная вокруг Земли, представляет собой атмосферу. В природе все взаимосвязано и сбалансированно между собой, поэтому на каждый человеческий организм в определенной степени воздействует атмосферное давление.

Резкие скачки давления для некоторых переносятся тяжело, в то время как другие могут совершенно не замечать изменений. При воздействии установленных показателей в соответствии с нормой для человека организм не будет ощущать внешнее влияние.

Содержание записи:

Что такое атмосферное давление

Околоземная воздушная оболочка имеет определенную массу, поэтому на все объекты воздействует сила давления. В определенном количестве кислород содержится в тканевых жидкостях в организме человека и благодаря этому внешнее и внутренне давление балансируется. Именно поэтому столб воздуха, давящий на человека массой в 15 т, не ощущается организмом.

Баланс внутри организма нарушается при изменениях силы воздуха, что может происходить по разным причинам. Смена давления не одинаково происходит в разных условиях местности. Замерять параметры давления можно с помощью специальных устройств, которые называются барометрами.

Что такое нормальное атмосферное давление.

Прибор выполняется в виде металлической коробки, в которой полностью отсутствует воздух. При росте или снижении показателей давления происходит сжатие или расширение коробки. Чаще всего используются жидкостные барометры, в которых уровень давления соответствует показателям высоты ртутного столбика.

Нормы атмосферного давления для человека

Показатели давления постоянно меняются и формируют отдельные условные зоны. Неравномерное прогревание Солнцем земной поверхности способствует постоянному перемещению воздушных масс. В местах, где воздушных масс стало больше, давление растет, а там, откуда воздушные массы ушли – давление снижается.

От установленной нормы с повышением от уровня моря показатели будут уменьшаться.

Для установления условной нормы приняты начальные условия: температура 0 °С, широта 45°. При этом масса 1,033 кг давит на каждый 1 см2 земной поверхности. Уравновесить эту массу можно при конкретном значении ртутного столбика барометра  — 760 мм рт.ст. Этот показатель и был принят за норму.

Находясь на протяжении нескольких лет в конкретном регионе, организм человека способен адаптироваться к определенным климатическим условиям. Для жителей равнинной местности или слегка возвышенных регионов нормальным показателем давления атмосферы считается диапазон 750-765 мм рт.ст. Для населения в горных возвышенных районах показатели нормы снижаются.

Как влияет низкое атмосферное давление на здоровье человека

Согласно классификации метеорологов, низкое давление считается циклоном. При его наступлении отмечается ухудшение погодных условий, выпадают осадки, наблюдается облачность и чрезмерная влажность. Такое изменение влечет появление ухудшения самочувствия, в особенности у тех, кто имеет хронические заболевания.

Атмосферное давление, норма для человека которого может варьироваться в зависимости от региона проживания, при понижении становится причиной появления таких симптомов:

  • Появление одышки.
  • Сердцебиение учащается.
  • Снижение силы удара сердца.
  • У людей с нарушениями зрения отмечается появление болей в глазах, острота зрения еще больше ухудшается, появляются головные боли.
  • Вялость, повышенная утомляемость.
  • В ушах ощущается шум.
  • Головные боли, вплоть до нестерпимых.
  • Ощущение нехватки воздуха.
  • Слабость.
  • Головокружения.

Особенно остро скачки атмосферного давления в сторону снижения будут ощущать люди с гипотонией. Люди с гипертонией, наоборот, чаще всего начинают чувствовать себя значительно лучше. Для людей с заболеваниями суставов периоды, в которые отмечается пониженное давление, становятся толчком к обострению патологических процессов.

Могут появляться не только болезненность в суставах, но даже нарушаться их функции. У пациентов с психическими заболеваниями в это время могут обостриться патологические симптомы.

Как влияет высокое атмосферное давление на состояние здоровья

Во время роста показателей атмосферного давления метеорологи отмечают наступление антициклона. Для этого периода характерна безветренная, сухая погода. Несмотря на то, что скачки температуры не присущи для этого периода, воздух все же в значительной мере насыщен мельчайшими агрессивными веществами.

Для здорового человека не составляет труда подстроиться под такую погоду, и адаптация происходит быстро. Люди, у которых наблюдаются частые проявления гипертонии, относятся к особенно уязвимой части населения. Также негативная реакция может настигнуть людей с повышенной склонностью к аллергическим проявлениям.

При резкой смене показателей давления наблюдается целый ряд негативных симптомов:

  • Появление вялости и слабости.
  • Снижение уровня работоспособности.
  • Болезненные ощущения в области сердца.
  • Покраснение лица.
  • Усиление потливости.
  • Помутнение в глазах.
  • Звон в ушах.
  • Боли в голове.
  • Кровотечения из носа.

В этот период наблюдается создание благоприятных условий для жизнедеятельности патогенных микроорганизмов, в результате чего может возникать вспышка инфекционных заболеваний. Это связано с замедлением роста иммунных клеток при подъеме давления.

У людей со сниженным артериальным давлением в организме происходят обратные процессы: улучшается самочувствие, повышается трудоспособность, повышается настроение и ощущается прилив жизненной энергии.

Что такое метеозависимость. Группы риска

Вне зависимости от установленных параметров нормы давления разные люди, даже при нахождении в пределах одного региона, могут абсолютно по-разному ощущать нормальные, повышенные или пониженные показатели. Особая чувствительность к перепадам погоды наблюдается практически у половины населения.

Выделяют 5 основных типов природных условий, которые влияют на состояние здоровья человека:

ТипАтмосферное давление
ИндефферентныйНаблюдаются небольшие колебания
ТонизирующийВ норме
СпастическийПоказатели резко увеличиваются
ГипотензивныйПоказатели резко уменьшаются
ГипоксическийРезкое колебание показателей в сторону понижения и повышения

Атмосферное давление (норма для человека составляет 760 мм рт.ст.) в периоды колебаний становится частой причиной ухудшения самочувствия. Метеозависимость  — это временное ухудшение самочувствия и период активного проявления симптомов тех заболеваний, которые имеются у человека во время изменений погоды.

Контакт с внешней средой осуществляется через специальные рецепторы, которые расположены на сонной артерии. У здорового человека смена погоды практически не ощущается благодаря здоровому состоянию сосудов. У метеозависимых людей рецепторы ослаблены, поэтому влияние погодных условий может ощущаться особенно остро.

В группе риска находятся:

  • Люди пожилого возраста.
  • Беременные.
  • Дети раннего возраста.
  • Люди с заболеваниями сердца, хроническими ЛОР-заболеваниями, нарушениями психоэмоционального состояния и работы опорно-двигательного аппарата.
  • Подростки в период гормональной перестройки.
  • Женщины в климактерический период.

С проблемой метеозависимости чаще сталкиваются люди, живущие в крупных городах, и гораздо реже – в сельской местности.

Симптомы патологий при высоком и низком атмосферном давлении

Важно понимать, что колебания погоды и перепады атмосферного давления сами по себе не могут стать причиной появления какого-либо заболевания. Они могут выступать в провоцирующей роли, то есть усугублять текущие проблемы со здоровьем.

Заподозрить наличие метеозависимости можно при появлении таких симптомов во время смены погодных условий:

  • Появление ломоты в теле, мышцах, суставах.
  • Головные боли.
  • Головокружение.
  • Колебания артериального давления.
  • Усиленная потливость или озноб.
  • Вялость, сонливость, потеря трудоспособности.
  • Обострение аллергических проявлений.
  • Звон или шум в ушах.

Выделяют несколько форм метеозависимости. При первой форме симптомы тревожат человека не в высокой степени, а для выхода из этого состояния не требуется прием лекарственных препаратов. Адаптация к изменениям погоды происходит достаточно быстро. Для второй формы характерно обострение хронических заболеваний. К третьей группе людей относятся те, кто страдает метеоневрозом.

Метеоневроз

Это заболевание не числится среди официально признанных, однако по статистике им страдает каждый 4 житель планеты. Оно определяется не только зависимостью от смены погодных условий, но и адаптационным потенциалом организма. Страдающие на метеоневроз люди могут жаловаться на ухудшение самочувствия, доказать которые врачам не под силу.

То есть с медицинской точки зрения этот факт подтвердить не удается. Плохое самочувствие не является преувеличением или симуляцией и связано с психологическими факторами.

Такое состояние может быть вызвано следующими причинами:

  • Высокая умственная нагрузка.
  • Ожирение.
  • Наследственность.
  • Слабая двигательная активность.
  • Недостаточное количество времени, проведенное на свежем воздухе.
  • Пренебрежения рекомендациями относительно здорового образа жизни.

Человек может страдать от внезапно наступившего головокружения без видимых причин, одышки, ощущать повышенное сердцебиение и головные боли. Кроме этого, заметно ухудшается настроение, появляется нервозность и раздражительность. При сдаче анализов во время обследования все показатели остаются в норме, не подтверждая факт наличия заболевания.

Как нормализовать состояние при высоком атмосферном давлении

Атмосферное давление, норма для человека которого составляет 760 мм рт.ст., преимущественно воздействуют на ту часть населения, у которой выявлены различные заболевания в затяжной или скрытой форме, а также на людей со слабым иммунитетом. Нейтрализация влияния резкого скачка давления будет зависеть от скрытых заболеваний и их степени проявления в эти периоды.

Препараты

Скачки давления приводят к изменениям в организме человека, в частности, вызывают сужение сосудов. По этой причине артериальное давление может повышаться, и прием препаратов будет направлен на приведение в норму этих показателей.

В периоды плохого самочувствия важно придерживаться комплексного подхода: прием обезболивающих препаратов, снотворных и успокаивающих средств и медикаментов для улучшения сердечной и мозговой деятельности.

Для устранения временных болезненных ощущений могут использоваться лекарственные препараты:

  • Парацетамол.
  • Анальгин.
  • Ибупрофен.
  • Найз.
  • Но-шпа.

В качестве успокаивающего средства можно использовать препараты Ново-Пассит и Персен.

Они помогут справиться с чрезмерной раздражительностью и нормализуют сон. При появлении боли в суставах и мышцах можно использовать средства для подавления острых симптомов. Это могут быть мази: Випросал, Амелотекс, Вольтарен, гель Нурофен, Фастум гель.

Народные средства

Для уменьшения головной боли и нормализации артериального давления можно приготовить лекарственные отвары, которые необходимо применять 2-3 раза в день.

Можно воспользоваться такими рецептами приготовления:

  • 1 ст.л. листьев мяты заваривается 1 стаканом кипятка. После настаивания в течение 10-15 мин. отвар готов к употреблению.
  • Прокипятить на водяной бане 1 ст.л. корней валерианы. Необходимое количество воды – 250 мл. После остывания отвара следует принимать его по 1 ст.л. трижды в день.

Не стоит забывать, что для расширения сосудов может помочь обычный черный сладкий чай и настойка женьшеня.

Правила поведения

Атмосферное давление, норма для человека которого при проживании в равнинной местности не превышает 760 мм рт.ст., в периоды колебаний обязывает прислушиваться к самоощущениям уязвимую часть населения. При необходимости рекомендуется больше отдыхать и ограничить время прогулок на свежем воздухе.

В это время также следует исключить стрессовые ситуации и не провоцировать скачки артериального давления. Эта рекомендация особенно актуальна для людей, страдающих гипертонией. Важное правило – высыпаться. Организму в это время очень важно предоставить достаточное количество времени для отдыха и расслабления.

Также следует придерживаться правил здорового питания, особенно в дни резких погодных колебаний. В приоритете рациона должны стоять растительные и молочные блюда.

Количество острых приправ и соусов  следует ограничить, поскольку они могут вызвать повышение артериального давления. По возможности стоит перенести все важные дела на другой день. При чрезмерной раздражительности следует принять сладкий чай или отвар на основе успокаивающих трав.

Что делать при низком атмосферном давлении

Для человека очень важно состояние баланса между силой давления атмосферы и внутренним состоянием организма. Наступление циклона чаще всего сопровождается понижением артериального давления. Показатели атмосферного давления при этом также будут находиться ниже нормы.

В периоды изменения погодных условий, для которых характерно повышенная влажность, обычно страдают люди с нарушениями функций дыхания, страдающие гипотонией и имеющие проблемы с работой сердечнососудистой системы.

При изменениях погодных условий важно следить за изменениями артериального давления и все способы улучшения состояния будут направлены на устранение нежелательных симптомов. Методы будут зависеть от того, в какой степени проявляются симптоматика.

Лекарственные средства

Поскольку скачки показателей атмосферного давления сопровождаются снижением артериального давления и вызывают головные боли, то следует грамотно подбирать препараты для обезболивания.

Для этих целей подходящими будут такие лекарственные средства:

  • Кофетамин.
  • Цитрамон.
  • Аскофен.

Они позволят устранить спазмические боли, и не будут способствовать еще большему снижению давления.  Для избавления от пониженного давления не рекомендуется самостоятельно заниматься подбором препаратов. После обращения к врачу и обследования могут быть рекомендованы медикаменты для конкретной ситуации, поскольку универсальных средств не бывает.

В качестве стимуляторов растительного происхождения могут быть рекомендован Элеутерококк, лимонник. Также для улучшения циркуляции крови применяется Глицин, Пирацетам. Для подавления симптомов острой гипотомии можно использовать комбинации кофеина с сосудосуживающим средством.

Народные рецепты

У особо уязвимой группы людей могут наблюдаться нежелательные симптомы в виде головокружения, шумов в ушах, головных болей и сонливости.

Для устранения нежелательных ощущений можно использовать рецепты нетрадиционной медицины:

  • Половина стакана изюма заливается на ночь горячей водой. После пробуждения следует съесть изюм, который будет способствовать нормализации давления.
  • Нарезанную морковь и шпинат следует погрузить в соковыжималку в количестве, которого хватит для приготовления 1 стакана сока. Напиток следует пить по 1 стакана трижды в день.
  • 1 ч.л. корней солодки заливается кипятком и настаивается в течение 10 мин. Такой настой принимается 3 раза в день перед едой по 2 ст.л.

Также рекомендуется добавлять в сладкий чай по 1/3 ч.л. измельченного корня имбиря. Известным средством, которое позволяет быстро взбодриться в периоды низкого давления атмосферы, является кофе. К кофе можно добавить несколько ломтиков черного шоколада. Это средство будет не только вкусным, но и позволит повысить артериальное давление.

Поведение при низком атмосферном давлении

При пониженных показателях атмосферного давления следует больше времени уделить отдыху и расслаблению. Рацион в это время должен подбираться тщательно. Особенно внимание следует уделить продуктам, насыщенным витамином Е и калием: курага, бананы, морковь, семена подсолнечника, орехи, сухофрукты, петрушка, свекла.

Контрастный душ в этот период позволит взбодриться и насытит организм зарядом энергии. Легкие физические упражнения позволят исключить застойные процессы в организме, которые и будут провоцировать ухудшение самочувствия. По возможности стоит постараться выделить время для продолжительных прогулок на свежем воздухе.

При низком атмосферном давлении часто отмечаются изменения в настроении. Может возникнуть апатия, депрессия, чувство отчаяния. В такие периоды стоит задуматься над тем, чтобы найти для себя интересное занятие, которое полностью способно поглотить человека в процесс. Это могут быть занятия спортом, прогулки с друзьями или животными, а также творческое направление.

Не стоит забывать об отдыхе. При повышенной облачности многие отмечают падение трудоспособности и возникновение чувства нехватки сна. На сон следует выделять не менее 8 ч. Если есть возможность устроить дневной сон на 1-2 ч., то не стоит отказываться.

Борьба с метеозависимостью, как с заболеванием, чаще всего оказывается бесполезной. При скачках артериального давления у человека могут наблюдаться нарушения сразу по нескольким направлениям. Для уменьшения влияния погодных условий в периоды, когда показатели ртутного столика выходят за пределы нормы, следует заняться укреплением организма.

Для человека очень важен и психологический фактор – настроенность. Рекомендуется стараться не акцентировать внимание на изменениях погоды, мысленно не провоцируя тем самым ухудшение самочувствия.

Полезные видео об атмосферном давлении и его воздействии на человека

Влияние низкого и высокого атмосферного давления на гипертоников:

Взаимосвязь артериального давления и погоды:

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 - что это? Какое 👀 атмосферное давление считается низким, а какое высоким?

Все мы и окружающие нас вещи испытывают атмосферное давление, создаваемое невидимым и почти не ощущаемым нами воздухом. Впервые его успешно померил физик Торричелли в 1634 году.

На 1 см2 действует атмосфера весом около 1 кг. Человек не ощущает этого, так как газы, всегда имеющиеся в крови и находящиеся в полостях тела, уравновешивают внешнее воздействие.

Как давит воздух на Землю

Нормальным средним современная физика считает давление, когда столбик атмосферы над 1 см2 площади весит 1,033 кг. Показатели были получены на нулевом уровне моря при 0⁰С, на широте 45⁰. Эта масса поднимает ртуть в трубке барометра вверх на 760 мм. Иногда показатель фиксируют в других физических единицах – Паскалях.

Для измерения величины используют барометры:

  1. Ртутные.
  2. Металлические (анероиды).

Основная деталь ртутного – это запаянная стеклянная трубка, которая открытым концом опущена в емкость с ртутью. Земной воздух давит на серебристую жидкость, та поднимается по трубочке, рядом с которой помещают миллиметровую шкалу.

На сколько миллиметров поднялся столбик, таким и будет значение, показывающее, как сильно атмосфера давит на площадь 1 см2.

Ртутный барометр

Анероиды сделаны по другому принципу. По сути – это металлическая коробка, из которой откачали воздух. Атмосфера (она более плотная, чем содержимое коробки) давит на стенки, и они прогибаются. Через систему рычагов они соединяются со стрелкой, которая указывает на текущее значение.

Величина давления атмосферы колеблется вокруг нормальных значений и зависит от погоды. Минимум (641,3 мм рт.ст.) был зафиксирован внутри тайфуна «Нэнси», зародившегося в Тихом океане и обрушившегося на Японию в 1961 году.

Рекордно высоко поднялась ртуть в барометре (815,85 мм рт.ст.) однажды зимой в одном из городов Красноярского края в России. До этого рекордсменом считался Хубсубульский аймак в Монголии.

Почему оно не одинаковое

Атмосферное давление меняется и на это влияют:

  • высота точки над уровнем моря;
  • сезон;
  • время суток;
  • климатическая зона;
  • изменения температуры.

Чем выше, тем ниже

Чем выше точка над уровнем моря, тем все более разреженным становится воздух, тем ниже становится давление атмосферы. В нижних слоях воздушной оболочки земли давление убывает каждые 11 метров на 1 мм рт.ст.

Например, на высоте 20 км оно составляет лишь 47 мм рт.ст. Поэтому при подъеме на такое расстояние от поверхности Земли у человека закипает кровь и межтканевые жидкости. Если не находиться в герметической кабине самолета или аэростата, то смерть наступит почти мгновенно.

Известно, что в разных населенных пунктах планеты норма давления атмосферы своя. Это логично, так как находиться они могут на разной высоте. Так, например, Челябинск построен на возвышении — 226 м от нулевой отметки уровня мирового океана. Нормальное атмосферное давление для него — это 739 мм рт.ст.

Расположение Кургана по отношению к поверхности мирового океана – 72 м, и типичные показания барометра, которые можно считать нормальными – 753 мм рт. ст.

Перепады температуры

Какое время года на дворе – это тоже влияет на показатель. Зимой он выше, так как зимний воздух холоднее и плотнее. Летом – ниже, потому что воздух теплее и разреженнее.

Та же температурная причина изменений уровня ртутного столбика в течение суток. Суточные колебания происходят в пределах 4 – 5 мм, а сезонные — не превышают 30 мм рт. ст. Все те же физические явления объясняют то, что в Арктике и Антарктиде постоянно высокое атмосферное давление, а на экваторе – низкое.

Циклон, вид из космоса

Неравномерное прогревание воздуха — фактор, ответственный за формирование территорий с пониженным давлением, вокруг которых формируются циклоны. Снижение показаний барометра может указывать на возможность дождя.

Считается, что дождь, если ртуть ниже 760 мм. И если задуматься, какое атмосферное давление правомерно считать низким и, наоборот, высоким, то эта цифра и будет пограничным критерием.

Метеозависимые люди очень чувствительны к перепадам давления. Значение ниже 750 мм рт.ст. для многих из них связано с неприятными ощущениями.

Медики объясняют это тем, что при низких показаниях барометра давление газов внутри тела, в жидкостях и полостях, становится выше, чем снаружи. Это раздражает рецепторы в органах и человек может ощущать ломоту в суставах.

Кроме того, ощущается кислородное голодание, не редки случаи головокружений, сонливости, оглушенного состояния.

Давно вы имели по-настоящему КРУПНЫЙ УЛОВ?

Когда последний раз ловили десятки ЗДОРОВЕННЫХ щук/карпов/лещей?

Нам всегда хочется получать результат от рыбалки – поймать не три окунька, а десяток килограммовых щук – вот это будет улов! Каждый из нас мечтает о таком, но далеко не каждый умеет.

Хорошего улова можно достичь (и мы это с вами знаем) благодаря хорошей прикормке.

Ее можно приготовить в домашних условиях, можно купить в рыбацких магазинах. Но в магазинах дорого, а чтобы приготовить прикормку дома, нужно потратить уйму времени, да и, по праве говоря, далеко не всегда домашняя прикормка хорошо работает.

Вам знакомо то разочарование, когда вы купили прикормку или приготовили ее дома, а поймали три-четыре окунька?

Так может быть пора воспользоваться действительно рабочим продуктом, эффективность которого доказана как научно, так и практикой на реках и прудах России?

Fish Megabomb дает тот самый результат, который мы не можем достичь сами, тем более, стоит она дешево, что отличает от других средств и времени тратить на изготовление не нужно – заказал, привезли и вперед!

Конечно, лучше один раз попробовать, чем тысячу раз услышать. Тем более сейчас – самый сезон! Скидка в 50% при заказе это отличный бонус!

Узнайте подробнее про приманку!

Атмосферное давление - что это за показатель и зачем он нужен.

Что такое атмосферное давление?

Все тела во Вселенной имеют свойство притягиваться друг к другу. Крупные и массивные обладают более высокой силой притяжения по сравнению с мелкими. Этот закон присущ и нашей планете. Земля притягивает к себе любые объекты, которые на ней находятся, в том числе окружающую ее газовую оболочку – атмосферу. Хотя воздух намного легче планеты, он имеет большой вес и давит на всё, что находится на земной поверхности. Таким образом возникает атмосферное давление.

Что такое атмосферное давление?

Под атмосферным давлением понимают гидростатическое давление газовой оболочки на Землю и расположенные на ней объекты. На разной высоте и в различных уголках земного шара оно имеет различные показатели, но на уровне моря стандартным принято считать 760 мм ртутного столба.

Это означает, что на квадратный сантиметр любой поверхности оказывает давление воздушный столб массой 1,033 кг. Соответственно, на квадратный метр приходится давление более чем в 10 тонн.

О существовании давления атмосферы люди узнали только в XVII столетии. В 1638 году тосканский герцог решил приукрасить свои сады во Флоренции красивыми фонтанами, но неожиданно обнаружил, что вода в построенных сооружениях не поднимается выше 10,3 метров.

Решив выяснить причину подобного явления, он обратился за помощью к итальянскому математику Торричелли, который путем опытов и анализа определил, что воздух имеет вес.

Как измеряется атмосферное давление?

Атмосферное давление – один из важнейших параметров газовой оболочки Земли. Поскольку в разных местах оно различается, для его замеров используют специальное устройство – барометр. Обычный бытовой прибор представляет собой металлическую коробку с основанием из гофры, в которой напрочь отсутствует воздух.

При росте давления эта коробка сжимается, а при снижении давления, напротив, расширяется. Вместе с движением барометра двигается прикрепленная к нему пружинка, которая оказывает влияние на стрелку на шкале.

На метеорологических станциях используют жидкостные барометры. В них давление измеряют по высоте ртутного столбика, заключенного в стеклянную трубку.

Почему его измеряют?

Почему человечество измеряет атмосферное давление?

Поскольку атмосферное давление создается вышележащими пластами газовой оболочки, по мере повышения высоты оно изменяется. На него могут оказывать влияние как плотность воздуха, так и высота самого воздушного столба. Кроме того, давление меняется в зависимости от места на нашей планете. Это связано с тем, что разные районы Земли расположены на различных высотах над уровнем моря.

Кстати, время от времени над земной поверхностью создаются медленно передвигающиеся области повышенного или пониженного давления. В первом случае они носят название антициклоны, во втором – циклоны. В среднем показатели давления на уровне моря варьируются от 641 до 816 мм ртутного столба, хотя внутри торнадо могут опускаться до 560 мм.

Как атмосферное давление влияет на погоду?

Распределение атмосферного давления по Земле является неравномерным. Это связано с движением воздуха и его способностью создавать так называемые барические вихри.

В северном полушарии вращение воздуха по часовой стрелке приводит к образованию нисходящих воздушных потоков (антициклонов). Они приносят в конкретную местность ясную либо малооблачную погоду с полным отсутствием дождя и ветра.

Но если воздух вращается против часовой стрелки, то над землей образуются восходящие вихри. Они характерные для циклонов, с сильными осадками, шквальными ветрами, грозами. Кстати, в южном полушарии циклоны движутся по часовой стрелке, антициклоны – против нее.

Как оно влияет на человека?

На каждого человека давит воздушный столб массой от 15 до 18 тонн. В иных ситуациях такой вес мог бы раздавить всё живое, но давление внутри нашего организма равняется атмосферному. Поэтому при нормальных показателях в 760 мм ртутного столба мы не испытываем никакого дискомфорта.

Если же атмосферное давление выше или ниже нормы, некоторые люди (особенно пожилые или больные) чувствуют недомогание, головную боль, отмечают обострение хронических болезней.

Чаще всего неприятные ощущения человек испытывает на больших высотах (например, в горах), поскольку в таких районах давление воздуха ниже, чем на уровне моря.

Атмосферное давление

Одна из удивительных особенностей жизни на Земле заключается в том, что фактически мы находимся на дне огромного воздушного океана. Этот океан воздуха называется «атмосфера» и состоит в основном из газов без цвета и запаха. Иными словами можно сказать, что атмосфера — это газовая оболочка Земли.

Почему мы не замечаем давления воздуха?

Сила всемирного тяготения притягивает все к Земле, в том числе и атмосферу — газовую оболочку планеты. При этом верхние слои атмосферы давят на нижние. Так и возникает атмосферное давление. Трудно поверить, но на небольшой стол размером 1x1 м действует давление, равное давлению, производимому 10 автомобилями. Если это действительно так, то почему же стол не ломается от такой тяжести?

На каждый квадратный сантиметр поверхности нашего тела воздух оказывает давление, приблизительно равное тому, какое оказывает груз массой 1 кг.

Этого не происходит, так как атмосферное давление передается во всех направлениях, а не только вниз. Более того, насколько ты помнишь, согласно третьему закону Ньютона, на этот стол действует такая же сила, но только снизу. И атмосферное давление уравновешивается этой силой.

Известно, что воздух давит на каждого из нас с силой, равной давлению груза массой более 15 т! Это масса трех больших грузовиков! Почему же наши тела не разрушаются под действием атмосферного давления? Дело в том, что воздух внутри каждого нашего органа также находится под давлением. И внутреннее давление воздуха уравновешивает давление, действующее на наше тело снаружи.

Мы не можем жить без атмосферного давления!

Странно, но факт: мы действительно не можем жить без атмосферного давления! Даже сейчас, когда ты читаешь эту статью, твое тело использует атмосферное давление, чтобы перемещать воздух в легкие и из них. Это говорит о том, что благодаря атмосферному давлению мы можем дышать.

Как же мы дышим?

Диафрагма — самая важная мышца при вдохе. Она попеременно сокращается и расслабляется, при этом изменяются объем легких и внутреннее давление в них. Когда объем легких увеличивается, то давление  в них снижается, т.е. оно становится ниже атмосферного, и воздух начинает поступать в легкие. Так происходит вдох. При повышении давления в легких воздух выходит. Это выдох.

Диафрагма во время дыхания

Как измерить атмосферное давление?

В середине XVII в. выдающийся итальянский математик и физик Эванджелиста Торричелли проделал следующий опыт. Он взял стеклянную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца, и заполнил ее ртутью. Затем перевернул трубку и опустил ее в чашку с ртутью. Как выяснилось, некоторое количество ртути вылилось в чашку, а высота оставшегося в трубке столба ртути составила 760 мм. При этом над поверхностью ртути в трубке образовалось безвоздушное пространство.

Торричелли объяснил это явление следующим образом. На поверхность ртути в чашке действует атмосферное давление, которое передается в трубку. В связи с тем, что ртуть находится в равновесии, атмосферное давление равно давлению, которое создается весом столба ртути в трубке.

Изменение атмосферного давления

Торричелли также обратил внимание, что уровень столба ртути не находится на одном месте, он меняется: либо повышается, либо понижается. На основании своих ежедневных наблюдений ученый сделал вывод о том, что если давление повышается, то столб ртути в трубке также повышается, и наоборот. Как правило, колебания атмосферного давления связаны с изменениями погоды. Если давление падает, то следует ожидать дождь и ветер. В случае повышения давления ожидается улучшение погоды, а зимой — еще и похолодание.

Барометр

Прибор, предназначенный для измерения атмосферного давления, называется «барометр».

Торричелли изобрел ртутный барометр, в котором в качестве измерителя атмосферного давления служит столбик ртути. Такие барометры используются до сих пор.

Однако в настоящее время чаще применяются более современные безжидкостные приборы, так называемые анероидные барометры.

Высота ртути в трубке, равная 760 мм, принята за эталон нормального атмосферного давления, которое можно измерять высотой ртутного столба (в мм). Когда говорят, что атмосферное давление равно, например, 755 мм ртутного столба (мм рт. ст.), это означает, что воздух производит такое же давление, что и столб ртути высотой 755 мм рт. ст.

Как мы реагируем на изменения атмосферного давления?

Наш организм приспособлен для проживания в условиях нормального атмосферного давления, и, к сожалению, любые изменения внешнего давления сказываются на нашем самочувствии.

Ты уже знаешь, что нормальным атмосферным давлением для человека считается давление 760 мм рт. ст. Однако такие показатели барометр фиксирует не так часто. Это связано с тем, что давление на поверхности Земли непостоянно и неравномерно. Величина атмосферного давления зависит от времени суток, поры года и различных географических условий. Как правило, суточные колебания давления — не более 4—5 мм. Такую незначительную разницу мы не замечаем и хорошо переносим.

У людей, живущих в Перуанских Андах на высоте 4500 м над уровнем моря, акклиматизация начинается с раннего детства. Даже их внутренние органы приспосабливаются к местным условиям. Так, размер грудной клетки жителя гор гораздо больше, чем человека, живущего на равнине

Давление на высоте

Ты уже знаешь, что верхние слои атмосферы оказывают давление на нижние. Это означает, что у поверхности Земли воздух максимально сжат. Однако чем выше мы поднимаемся над Землей, тем меньше становится слоев воздуха, которые сжимают нижние слои, и соответственно, уменьшается давление. Именно такие перепады давления мы сразу же ощущаем на себе.

Запомни: чем больше высота, тем меньше атмосферное давление

Почему мы это ощущаем

На земле давление воздуха в барабанной полости уха равно нормальному атмосферному давлению. А при наборе самолетом высоты давление снижается, и возникает разница давлений, т.е. наша ушная перепонка оказывается вдавленной. Именно поэтому мы и ощущаем заложенность в ухе.

Наиболее знакомый пример — «закладывание» ушей в самолете при взлете. Как облегчить это состояние? Есть варианты:

  1. Широко открыть рот.
  2. Сделать несколько глотательных движений.

Перепады давления в горах

В горах на высоте 2500—3000 м над уровнем моря атмосферное давление гораздо ниже, чем у подножия. В таких условиях из-за разницы давления внутри организма и атмосферного давления наш организм подвергается значительному стрессу. Более того, не исключено появление признаков горной болезни: могут возникнуть боль в ушах, затруднение дыхания, тошнота и слабость.

У тренированных альпинистов и людей, постоянно проживающих в горной местности, такое недомогание встречается крайне редко. Это связано с тем, что их организм уже приспособился к условиям пониженного давления.

Давление под водой и под землей

Представители некоторых профессий вынуждены работать в условиях пониженного давления воздуха. Это шахтеры, водолазы и рабочие кессонов — специальных конструкций, используемых для постройки мостов и других водных сооружений. Опускаясь в глубокую шахту, шахтеры испытывают на себе действие повышенного атмосферного давления. В очень глубоких шахтах оно может достигать около 850 мм рт. ст.

Давление под водой также намного превышает атмосферное. Так, например, при погружении на глубину около 100 м на водолаза будет действовать давление, которое больше атмосферного приблизительно в 10 раз!

Сложности работы водолаза

Погружение на глубину возможно только в специальных водолазных костюмах, причем резиновый скафандр используется для погружения не более чем на 40 м. Работать на больших глубинах можно только в жестком скафандре, который принимает на себя все давление воды

При длительном нахождении водолаза в условиях высокого давления воды часть воздуха, которым он дышит, растворяется в крови. При этом азот, содержащийся в воздухе, организмом не используется, а накапливается в крови. Во время подъема на поверхность азот выделяется в виде пузырьков, которые могут закупорить кровеносные сосуды. Для того чтобы не допустить возникновения этих проблем, водолаза поднимают очень медленно!

Если в течение часа водолаз работал на глубине 30 м, то выход на поверхность осуществляется в течение часа, а если тот же час водолаз провел на глубине 60 м, то подъем длится 6 часов!

Поделиться ссылкой

Что такое атмосферное давление и как его измеряют? — Природа Мира

Атмосферное давление – это то давление, которое оказывает воздух атмосферы на любой предмет, находящийся в ней. Как и любое другое давление, оно измеряется в паскалях (используется сокращение Па).

Численно давление атмосферы равно отношению веса столба воздуха, находящегося на некоторой поверхностью, к площади этой поверхности. Считается что давление атмосферы у поверхности планеты примерно равно 101 325 Па, хотя эта величина и зависит от ряда факторов. Используется специальная внесистемная единица измерения давления, называемая атмосферой (1 атм):

1 атм = 101 325 Па

Исторически первые опыты по определению давления проводились в XVII в., причем давление атмосферы измерялось через высоту подъема столбика ртути, вызванного давлением. Тот же принцип долгое время использовался во многих барометрах – приборах для измерения давления. Отсюда возникла ещё одна величина для измерения давление – миллиметры ртутного столба. Справедлива следующая пропорция:

760 мм рт. ст = 1 атм = 101 325 Па

Стоит отметить, что на высоте давление падает. Это связано с тем, что уменьшается высота столба воздуха, находящегося над поверхностью, а значит и его масса. Более того, так как давление на высоте меньше, то и воздух находится в более разряженном, то есть менее плотном состоянии. Это приводит к тому, что давление не просто падает с высотой, а падает очень быстро. В свою очередь это влияет на человеческий организм.

Уже на высоте 2 км у неподготовленных людей начинается высотная болезнь. Дело в том, что из-за снижения давления человек с каждым вдохом вдыхает меньше кислорода, чем у поверхности, и у него может начаться кислородное голодание. До определенной степени можно натренировать организм и справляться с нехваткой кислорода, профессиональные спортсмены даже специально тренируются в горах, чтобы развивать выносливость при стайерском беге. Самые высокогорные постоянные поселения людей располагаются на высоте около 5100 метров, где давление вдвое меньше, чем на нулевой высоте.

Однако ещё выше дышать невероятно тяжело. На вершине Эвереста (высота 8848 м) давление в 4 раза ниже, чем на уровне моря. Даже несколько часов, проведенные так высоко без кислородных масок, могут привести неподготовленного человека к смерти, хотя отдельным альпинистам удавалось покорять Эверест и без использования кислородного оборудования.

На высоте около 20 км давление падает до 47 мм рт. ст. При таком давлении вода закипает не при 100°С, а уже при 36,6°С, то есть прямо в человеческом организме. Поэтому все пилоты, летающие на таких высотах (да и ниже тоже), используют специальные герметические костюмы. Если человек окажется на такой высоте без защитного оборудования, то он почти мгновенно погибнет.

Список использованных источников

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Атмосферное_давление • https://nauka.club/geografiya/atmosfernoe-davlenie-v-chem-izmeryaetsya-i-ot-chego-zavisit.html

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ | Определение

в кембриджском словаре английского языка Эталонное давление может быть атмосферное давление или давление на некоторой заданной глубине. Коллектор позволяет каждому резервуару иметь давление , выше или ниже атмосферное .

Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

Еще примеры Меньше примеров

Кроме того, небольшие поровые пространства в той же породе могут позволить воде существовать, несмотря на низкое атмосферное давление из-за капиллярного действия.Он включает подачу пациенту чистого кислорода при давлении выше атмосфер . Также контролируются другие важные параметры окружающей среды, такие как внутренняя и внешняя температура, атмосферное давление и скорость приточного воздуха.Мы преобразовали данные атмосферного давления в звук очень низкой частоты. .

Атмосферное давление - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эта пластиковая бутылка была запечатана на высоте примерно 14000 футов и была раздавлена ​​увеличением атмосферного давления (на 9000 футов и 1000 футов), когда она опустилась до уровня моря.

Атмосферное давление - это сила в области, прижимаемая к поверхности весом атмосферы Земли, слоя воздуха. Воздух распределен по земному шару неравномерно. Он движется, и в разное время слой воздуха в одних местах толще, чем в других.Там, где слой воздуха толще, воздуха больше. Поскольку воздуха больше, давление в этом месте выше. Чем тоньше слой воздуха, тем ниже атмосферное давление.

На большей высоте плотность и давление атмосферы ниже. Это потому, что над возвышенностями не так много воздуха, который давит вниз.

Барометры могут использоваться для измерения атмосферного давления. [1] Атмосферное давление одинаково со всех сторон.Единица измерения давления в системе СИ - гПа. Другие единицы измерения, такие как Бар (единица измерения) и торр, используются для различных целей.

.

Атмосферное давление: определение и факты

Книги по метеорологии часто описывают атмосферу Земли как огромный океан воздуха, в котором мы все живем. На диаграммах наша родная планета изображена как окруженная огромным атмосферным морем высотой в несколько сотен миль, разделенным на несколько различных слоев. И все же та часть нашей атмосферы, которая поддерживает всю жизнь, о которой мы знаем, в действительности чрезвычайно тонкая и простирается вверх только до 18000 футов - чуть более 3 миль. И та часть нашей атмосферы, которую можно измерить с некоторой степенью точности, достигает примерно 25 миль (40 километров).Кроме того, дать точный ответ относительно того, где в конечном итоге заканчивается атмосфера, практически невозможно; где-то между 200 и 300 милями появляется неопределенная область, где воздух постепенно разрежается и в конечном итоге растворяется в космическом вакууме.

Так что слой воздуха, окружающий нашу атмосферу, в конце концов не такой уж и большой. Как красноречиво выразился покойный Эрик Слоан, популярный специалист в области погоды: «Земля не висит в воздушном море - она ​​висит в космическом море, и на ее поверхности есть чрезвычайно тонкий слой газа.

И этот газ - наша атмосфера.

Воздух имеет вес

Если человек поднимется на высокую гору, например Мауна-Кеа на Большом острове Гавайи, где вершина достигает 13 796 футов (4206 метров), высока вероятность заражения высотной болезнью (гипоксией). Перед восхождением на вершину посетители должны остановиться в Информационном центре, расположенном на высоте 9 200 футов (2 804 м), где им говорят акклиматизироваться к высоте, прежде чем идти дальше на гору.«Ну, конечно, - скажете вы, - в конце концов, количество доступного кислорода на такой большой высоте значительно меньше, чем на уровне моря».

Но, делая такое заявление, вы ошиблись бы !

Фактически, 21 процент атмосферы Земли состоит из живительного кислорода (78 процентов состоит из азота, а оставшийся 1 процент - из ряда других газов). И доля этого 21 процента практически одинакова как на уровне моря, так и на высокогорье.

Большая разница не в количестве присутствующего кислорода, а скорее в плотности и давлении .

Эта часто используемая аналогия сравнения воздуха с водой («океан воздуха») хороша, поскольку все мы буквально плывем по воздуху. А теперь представьте себе это: высокое пластиковое ведро до краев заполнено водой. Теперь возьмите ледоруб и проделайте отверстие в верхней части ведра. Вода будет медленно стекать. Теперь возьмите кирку и проделайте еще одну дырочку около дна ведра.Что просходит? Там вода будет стремительно брызгать резким потоком. Причина в разнице давления. Давление, которое оказывает вес воды внизу у дна ведра, больше, чем вверх у вершины, поэтому вода «выжимается» из отверстия внизу.

Точно так же давление всего воздуха над нашими головами - это сила, которая выталкивает воздух в наши легкие и выжимает из него кислород в кровоток. Как только это давление падает (например, когда мы поднимаемся на высокую гору), в легкие поступает меньше воздуха, следовательно, меньше кислорода достигает нашего кровотока, что приводит к гипоксии; опять же, не из-за уменьшения количества доступного кислорода, а из-за уменьшения атмосферного давления.

Максимумы и минимумы

Итак, как атмосферное давление соотносится с суточными погодными условиями? Несомненно, вы видели прогнозы погоды, представленные по телевидению; встроенный в камеру метеоролог, ссылающийся на системы высокого и низкого давления. Что это вообще такое?

Короче говоря, каждый день солнечное тепло меняется по всей Земле. Из-за неравномерного солнечного нагрева температура меняется по всему земному шару; воздух на экваторе намного теплее, чем на полюсах.Таким образом, теплый легкий воздух поднимается и распространяется к полюсам, а более холодный и тяжелый воздух опускается к экватору.

Но мы живем на планете, которая вращается, поэтому эта простая картина ветра искажена до такой степени, что воздух искажен вправо от своего направления движения в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Сегодня мы знаем этот эффект как силу Кориолиса, и как прямое следствие этого возникают сильные спирали ветра, которые мы знаем как системы высокого и низкого давления.

В Северном полушарии воздух в областях с низким давлением движется по спирали против часовой стрелки и внутрь - например, ураганы - это механизмы Кориолиса, циркулирующие воздух против часовой стрелки. Напротив, в системах высокого давления воздух движется по спирали по часовой стрелке и наружу от центра. В Южном полушарии направление спирали воздуха меняется на противоположное.

Итак, почему мы обычно ассоциируем высокое давление с хорошей погодой, а низкое - с неустойчивой погодой?

Системы высокого давления - это «купола плотности», которые давят вниз, а системы низкого давления похожи на «атмосферные долины», где плотность воздуха меньше.Поскольку холодный воздух имеет меньшую способность удерживать водяной пар, чем теплый воздух, облака и осадки вызываются охлаждением воздуха.

Итак, при увеличении давления воздуха температура повышается; под этими куполами высокого давления воздух имеет тенденцию опускаться (так называемое «проседание») на более низкие уровни атмосферы, где температуры выше и могут удерживать больше водяного пара. Любые капли, которые могут привести к образованию облаков, будут испаряться. Конечным результатом обычно становится более чистая и сухая среда.

И наоборот, если мы уменьшаем давление воздуха, воздух имеет тенденцию подниматься на более высокие уровни атмосферы, где температуры ниже. По мере того, как способность удерживать водяной пар уменьшается, пар быстро конденсируется, и облака (которые состоят из бесчисленных миллиардов крошечных капель воды или, на очень больших высотах, кристаллов льда) будут развиваться, и в конечном итоге выпадут осадки. Конечно, мы не могли прогнозировать зоны высокого и низкого давления без использования какого-либо устройства для измерения атмосферного давления.

Введите барометр

Атмосферное давление - это сила, действующая на единицу площади под действием веса атмосферы. Чтобы измерить этот вес, метеорологи используют барометр. Именно Евангелиста Торричелли, итальянский физик и математик, доказал в 1643 году, что он может сопоставить атмосферу со столбом ртути. Он фактически измерил давление, переведя его непосредственно в вес. Прибор, сконструированный Торричелли, был самым первым барометром. Открытый конец стеклянной трубки помещают в открытую емкость с ртутью.Атмосферное давление заставляет ртуть подниматься по трубке. На уровне моря столб ртути поднимется (в среднем) на высоту 29,92 дюйма или 760 миллиметров.

Почему бы не использовать воду вместо ртути? Причина в том, что на уровне моря высота водяного столба составляет около 34 футов! С другой стороны, ртуть в 14 раз плотнее воды и является самым тяжелым существующим веществом, которое остается жидкостью при обычных температурах. Это позволяет прибору иметь более удобный размер.

Как НЕ использовать барометр

Прямо сейчас у вас может быть барометр, висящий на стене вашего дома или офиса, но, скорее всего, это не трубка с ртутью, а циферблат со стрелкой, указывающей на текущий барометрический показатель. чтение давления. Такой прибор называется барометром-анероидом, который состоит из частично откачанной металлической ячейки, которая расширяется и сжимается при изменении давления, и прикреплен к механизму сцепления, который приводит в движение индикатор (стрелка) по шкале, градуированной в единицах давления, либо в дюймах. или миллибары.

Обычно на шкале индикатора вы также видите такие слова, как «Солнечный», «Сухой», «Неустойчивый» и «Бурный». Предположительно, когда стрелка указывает на эти слова, это означает, что впереди ожидаемая погода. «Солнечный», например, обычно встречается в диапазоне высокого барометрического давления - 30,2 или 30,3 дюйма. «Бурный», с другой стороны, можно найти в диапазоне низкого барометрического давления - 29,2 или ниже, а иногда даже ниже 29 дюймов.

Все это могло бы показаться логичным, но все это довольно упрощенно.Например, могут быть моменты, когда стрелка будет указывать на «Солнечно», а небо вместо этого будет полностью затянуто облаками. А в других случаях стрелка будет указывать на «бурно», но вы можете увидеть солнечный свет, смешанный с голубым небом и быстро движущимися пухлыми облаками.

Как правильно пользоваться барометром

Поэтому наряду с черной стрелкой индикатора стоит обратить внимание на еще одну стрелку (обычно золотую), которую можно вручную настроить на любую часть циферблата.Когда вы проверяете свой барометр, сначала слегка постучите по передней части барометра, чтобы устранить любое внутреннее трение, а затем совместите золотую стрелку с черной. Затем проверьте несколько часов спустя, чтобы увидеть, как черная стрелка изменилась относительно золотой. Давление растет или падает? Если он падает, происходит ли это быстро (возможно, падает на несколько десятых дюйма)? Если так, то, возможно, приближается шторм. Если шторм только что прошел и небо прояснилось, барометр все еще может показывать «бурную» погоду, но если бы вы установили золотую стрелку несколько часов назад, вы почти наверняка увидели бы, что давление сейчас быстро растет, что предполагает что - несмотря на признаки шторма - приближается ясная погода.

И ваш прогноз можно еще больше улучшить, объединив ваши записи об изменении атмосферного давления с изменением направления ветра. Как мы уже узнали, воздух циркулирует по часовой стрелке вокруг систем высокого давления и против часовой стрелки вокруг систем низкого давления. Поэтому, если вы видите тенденцию к повышению давления и северо-западному ветру, вы можете ожидать, что в целом наступит хорошая погода, в отличие от падающего барометра и восточного или северо-восточного ветра, которые в конечном итоге могут привести к облакам и осадкам.

.

ГЛАВА 2. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Ответ. Тропосфера содержит всю массу атмосферы, за исключением части 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)

Итак, из закона идеального газа,

(2.6)

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

(2,7)

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 турбулентного вертикального перемешивания 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.

.

атмосферное давление - wikiwand

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу википедии для Атмосферное давление .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

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, на которую действует сила
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.

Твердый 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 значениями - 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 местоположениями с определенным давлением. и другое место в абсолютном вакууме.

Аналогично для относительного (манометрического) давления, когда сравнение будет проводиться 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 . В этом случае 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 самым высоким 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 указать 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, а 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 вызвана 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 гидро = ρgh

Если также принять во внимание атмосферное давление над поверхностью жидкости, находим общее давление :

P общ = P атм + ρgh

Поскольку атмосферное давление теперь учитывается в уравнении, мы имеем в виду идеальный вакуум и таким образом, полное 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 протекании, 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. Старые устройства, такие как mH 2 O (метр водяного столба) или mmHg (миллиметры ртутного столба) не должны использоваться в Европейском Союзе с 31 декабря 1977 года.

В Соединенном Королевстве все еще часто используется фунтов на квадратный дюйм ( фунт / кв. Дюйм), с 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 Соединенных Штатах 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 основных единицах измерения, таких как Па, бар на кв. Дюйм, не имеет особого 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», «Манометр» или «дифференциал» следует писать после единицы давления. 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

.

Смотрите также