Co to jest ciśnienie atmosferyczne?
Ciśnienie atmosferyczne lub ciśnienie barometryczne to siła wywierana przez słup powietrza atmosfery na powierzchnię ziemi w określonym punkcie.
Siła ta jest odwrotnie proporcjonalna do wysokości. Im wyższa wysokość, tym niższe ciśnienie atmosferyczne, a im niższa wysokość, tym wyższe ciśnienie atmosferyczne.
Najwyższe ciśnienie atmosferyczne występuje na poziomie morza. W związku z tym środek ten jest traktowany jako punkt odniesienia dla normalne ciśnienie atmosferyczne.
Jednostki ciśnienia atmosferycznego
Istnieje kilka jednostek miary reprezentujących ciśnienie atmosferyczne. Ten używany w S.I. Nazywa się Pascal (Pa) lub hektopaskal (hPa). Jednak stosowane są również bary (b), milibary (mb), „atmosfery” (atm), milimetry słupa rtęci (mm Hg) i Torricellis (Torr).
Wzór na ciśnienie atmosferyczne
Wzór do obliczania ciśnienia atmosferycznego lub barometrycznego rządzi się zasadami hydrostatyczne równanie podstawowe. Zobaczmy dalej.
Pa = ρ.g.h
W tej formule
- Pa jest równe ciśnieniu wywieranemu w punkcie płynu.
- ρ jest równe gęstości płynu.
- g jest równe przyspieszeniu grawitacyjnemu.
- h oznacza głębokość.
Tak więc, jeśli:
- ρ = 13550 kg/m3 (gęstość rtęci)
- g = 9,81 m / s2
- h = 0,76 m (wysokość słupa rtęci)
Następnie,
- Pa = 101 023 Pa
Wartość ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza
Normalna wartość ciśnienia atmosferycznego (na poziomie morza) wynosi 760 mm, co odpowiada 760 tor; przy 1013,2 mb (milibary); 101 325 Pa (paskale); przy 1013,2 hPa (hektopaskalach) lub przy 1 atm (atmosfera).
Przyrząd do pomiaru ciśnienia atmosferycznego
Barometr arenoidowy
Przyrząd do pomiaru ciśnienia atmosferycznego jest znany jako barometr. Dlatego ciśnienie atmosferyczne nazywane jest również ciśnieniem barometrycznym. Istnieją różne rodzaje barometrów. Najważniejsze z nich to:
Barometr rtęciowy
Podstawowy schemat barometru rtęciowego.
Jest to pierwszy barometr w historii, wynaleziony przez Evangelistę Torricelli w 1643 roku. Jest to szklana rurka otwarta na dolnym końcu i zamknięta na górnym końcu. Rurka ta jest wypełniona rtęcią, której poziom zmienia się w zależności od ciężaru słupa powietrza spoczywającego na urządzeniu. Zobaczmy, jak to możliwe.
W tak zwanym eksperymencie Torricelli naukowiec całkowicie wypełnił rtęcią metrową rurkę i zamknął ją palcem. Następnie odwrócił go, umieścił pod pewnym kątem w pojemniku, również z rtęcią, i uwolnił otwór tuby.
W ten sposób ciecz opadła, ale opadanie zatrzymało się na wysokości 76 cm, tworząc próżnię na górnym końcu. Z tego wywnioskowano, że ciśnienie w próżni jest równe 0. Dzięki tym danym Torricelli był w stanie obliczyć ciśnienie atmosferyczne.
Barometr arenoidowy
Wewnętrzny mechanizm barometru arenoidowego
Wynaleziony w 1843 roku przez Luciena Vidie barometr składa się ze srebrnej metalicznej kapsuły. Kapsułka ta styka się z dźwignią przymocowaną do kół zębatych, które z kolei są przymocowane do igły wskaźnika. Kapsułka kurczy się przy większym nacisku lub rozszerza się przy mniejszym nacisku, co napędza ruch kół zębatych i aktywuje igłę wskaźnika.
