Hoe atmosferische druk meten in pascals? Wat is de normale atmosferische druk in Pascal?

Sfeer is de gaswolk die de aarde omringt. Het gewicht van de lucht, de hoogte van de kolom die meer is dan 900 km, heeft een krachtige invloed op de bewoners van onze planeet. We voelen dit niet, en nemen het leven als een vanzelfsprekendheid op de bodem van de luchtoceaan. Ongemak dat mensen voelen, hoog in de bergen klimmen. Het gebrek aan zuurstof veroorzaakt snelle vermoeidheid. Tegelijkertijd verandert de atmosferische druk aanzienlijk.

Fysica houdt rekening met atmosferische druk, de veranderingen en de invloed ervan op het aardoppervlak.

In de loop van de natuurkunde van de middelbare school bestuderen van de actiesfeer krijgt veel aandacht. De kenmerken van de definitie, de afhankelijkheid van de hoogte, de invloed op processen die zich voordoen in het dagelijks leven of in de natuur, worden verklaard op basis van kennis van het effect van de atmosfeer.

Wanneer beginnen ze de atmosferische druk te bestuderen? Graad 6 - tijd om kennis te maken met de eigenaardigheden van de atmosfeer. Dit proces gaat verder in de profielklassen van de senior school.

Studiegeschiedenis

De eerste pogingen om de atmosferische druk te bepalenlucht nam in 1643 op suggestie van de Italiaanse Evangelista Torricelli. Een aan één uiteinde gelaste glazen buis was gevuld met kwik. Toen hij de andere kant dichtdeed, werd hij in kwik gebracht. In het bovenste deel van de buis, als een resultaat van de gedeeltelijke stroom van kwik, werd een lege ruimte gevormd, genaamd "de Torricelliaanse leegte".

Tegen die tijd domineerde de natuurwetenschapDe theorie van Aristoteles, die geloofde dat 'de natuur bang is voor leegte'. Volgens zijn opvattingen kan er geen lege ruimte zijn, niet gevuld met materie. Daarom probeerde de aanwezigheid van een leegte in een glazen buis lange tijd uit te leggen met andere materie.

In het feit dat dit een lege ruimte is, is er geen twijfel,het kan nergens mee worden gevuld, aangezien kwik de cilinder volledig vulde aan het begin van het experiment. En, uitstromend, stond niet toe dat andere stoffen de lege plaats vulden. Maar waarom vloeide al het kwik niet in het vat, omdat er ook geen obstakels zijn? De conclusie suggereert: kwik in de buis, zoals in communicerende vaten, creëert dezelfde druk op kwik in het vat, als iets van buitenaf. Op hetzelfde niveau is alleen de atmosfeer in contact met het kwikoppervlak. Het is haar druk die ervoor zorgt dat de substantie niet uitgeschonken wordt onder invloed van de zwaartekracht. Gas, zoals bekend, creëert dezelfde actie in alle richtingen. De invloed ervan wordt blootgesteld aan het kwikoppervlak in het vat.

De hoogte van de kwikcilinder is ongeveer 76 cm. Het valt op dat deze index varieert met de tijd, daarom verandert de druk van de atmosfeer. Het kan worden gemeten in cm kwik (of in millimeters).

Welke eenheden moeten worden toegepast?

Het internationale systeem van eenheden isinternationaal, houdt daarom geen millimeter kwik in. Art. bij het bepalen van de druk. De eenheid van atmosferische druk wordt vastgesteld op een manier analoog aan die in vaste stoffen en vloeistoffen. De drukmeting in pascals is genomen in SI.

Voor 1 Pa wordt een druk uitgeoefend die wordt gecreëerd door de kracht van 1 N per 1 m².

We definiëren hoe de maateenheden gerelateerd zijn. De druk van de vloeistofkolom wordt ingesteld volgens de volgende formule: p = pgh. Dichtheid van kwik ρ = 13600 kg / m³. Laten we voor het referentiepunt een kwikzuil nemen van 760 millimeter lang. Vanaf hier:

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

Om de atmosferische druk in pascals te registreren, houden we rekening met: 1 mm Hg. = 133,3 Pa.

Voorbeeld van probleemoplossing

Bepaal de kracht waarmee de atmosfeer op het dakoppervlak werkt met afmetingen van 10x20 m. De atmosferische druk is verondersteld gelijk te zijn aan 740 mm Hg.

p = 740 mm Hg, a = 10 m, b = 20 m.

analyse van

Om de sterkte van de actie te bepalen, is het noodzakelijk om de atmosferische druk in pascals vast te stellen. Overwegend dat 1 millimeter kwik. gelijk is aan 133,3 Pa, we hebben het volgende: p = 98642 Pa.

De oplossing

We gebruiken de formule om de druk te bepalen:

p = F / s,

Aangezien het dakgebied niet is aangegeven, ga er dan van uit dat het de vorm van een rechthoek heeft. Het gebied van deze figuur wordt bepaald door de formule:

s = ab.

Vervang het gebied in de berekeningsformule:

p = F / (ab), waaruit:

F = pab.

We berekenen: F = 98642 Pa × 10 m × 20 m = 19728400 H = 1,97 MN.

Antwoord: de druk van de atmosfeer op het dak van het huis is 1.97 MN.

Meetmethoden

Experimentele bepaling van atmosferische drukkan worden uitgevoerd met behulp van een kwikpaal. Als er een schaal aan is gekoppeld, wordt het mogelijk om de wijzigingen vast te leggen. Dit is de eenvoudigste kwikbarometer.

Hij was verrast om de veranderingen in de atmosfeer van de Evangelista Torricelli te zien, die dit proces koppelde aan hitte en kou.

Het optimum was de druk van de atmosfeer opzeeniveau bij 0 graden Celsius. Deze waarde is 760 mm Hg. Normale atmosferische druk in pascals wordt geacht gelijk te zijn aan 10⁵ Pa.

Het is bekend dat kwik schadelijk genoeg is voormenselijke gezondheid. Dientengevolge kunnen open kwikbarometers niet worden gebruikt. Andere vloeistoffen hebben een veel lagere dichtheid, dus een buis gevuld met vloeistof moet lang genoeg zijn.

De waterkolom gemaakt door Blaise Pascal moet bijvoorbeeld ongeveer 10 m hoog zijn. Het nadeel is duidelijk.

Free-liquid barometer

Een opmerkelijke stap voorwaarts is het idee om weg te gaan van de vloeistof bij het maken van barometers. De mogelijkheid om een apparaat te maken voor het bepalen van de druk van de atmosfeer wordt gerealiseerd in barometers-aneroïden.

Het grootste deel van deze meter is vlakeen doos waaruit lucht wordt gepompt. Om ervoor te zorgen dat het niet door de atmosfeer wordt verpletterd, is het oppervlak gegolfd. Het veersysteem van de doos is verbonden met een pijl die de drukwaarde op de schaal aangeeft. De laatste kan worden gegradueerd in eenheden. De atmosferische druk in pascals kan worden gemeten met een geschikte meetschaal.

Hoogte en atmosferische druk

De verandering in atmosferische dichtheid als de stijgingomhoog leidt tot een daling van de druk. De inhomogeniteit van de gasmantel stelt ons niet in staat om een lineaire variatiewet in te voeren, omdat bij toenemende hoogte de mate van drukdaling afneemt. Op het oppervlak van de aarde als de stijging voor elke 12 meter, daalt het effect van de atmosfeer met 1 mm Hg. Art. In de troposfeer vindt een gelijkaardige verandering plaats op elke 10,5 m.

Dichtbij het oppervlak van de aarde, op de hoogte van de vlucht van het vliegtuig, kan een aneroïde uitgerust met een speciale schaal de hoogte bepalen door de atmosferische druk. Dit apparaat wordt een hoogtemeter genoemd.

Met een speciaal apparaat op het aardoppervlak kunt u de hoogtemeting op nul instellen, zodat u deze later kunt gebruiken om de hefhoogte te bepalen.

Voorbeeld van oplossing van het probleem

Aan de voet van de berg vertoonde de barometer een atmosferische druk van 756 millimeter kwik. Wat is de betekenis op 2500 meter boven zeeniveau? Het is vereist om de atmosferische druk in pascals te registreren.

r₁= 756 mm Hg, H = 2500 m, p₂ -?

De oplossing

Om de barometerwaarden op een hoogte van H te bepalen, houden we er rekening mee dat de druk 1 millimeter kwik daalt. elke 12 meter. daarom:

(p₁- p₂) × 12 m = H × 1 mmHg, vanwaar:

r₂ = p₁- Н × 1 mm kwik / 12 m = 756 mm kwik. - 2500 m × 1 mm Hg / 12 m = 546 mm Hg.

Voor het registreren van de atmosferische druk verkregen in pascals, voeren wij de volgende acties uit:

r₂= 546 x 133.3 Pa = 72619 Pa

Antwoord: 72619 Pa.

Atmosferische druk en weer

De beweging van atmosferische luchtlagen nabij het aardoppervlak en de inhomogene verwarming van lucht in verschillende gebieden leiden tot een verandering in weersomstandigheden op alle delen van de planeet.

De druk kan variëren met 20-35 mm Hg. in een lange periode en 2-4 millimeter kwik. gedurende de dag. Een gezond persoon ziet veranderingen in deze indicator niet.

Atmosferische druk, waarvan de waarde lager is dan normaal en vaak verandert, duidt op een cycloon die een bepaalde cycloon bedekt. Vaak gaat dit fenomeen gepaard met bewolking en neerslag.

Lage druk is niet altijd een teken van regenachtig weer. Haat is meer afhankelijk van de geleidelijke achteruitgang van de betreffende indicator.

Een sterke drukdaling tot 74 centimeter kwik. en hieronder dreigt met een storm, stortbuien die zullen doorgaan zelfs als de indicator al begint te stijgen.

Verander het weer ten goede kan worden bepaald door de volgende functies:

na een lange periode van slecht weer wordt een geleidelijke en gestage toename van de atmosferische druk waargenomen;
Bij mistig modderig weer stijgt de druk;
in de zuidelijke winden stijgt de indicator in kwestie enkele dagen op rij;
de toename van de atmosferische druk bij winderig weer is een teken van comfortabel weer.