Содержание:
Атмосферное давление и его измерение:
Нашу планету Земля окружает мощная газовая оболочка, которую называют атмосферой ( от греческих слов атмос — пар и сфера — шар).
Исследования околоземного пространства с помощью искусственных спутников Земли показали, что её атмосфера простирается на тысячу и более километров в высоту. Резкой границы она не имеет. Её верхние пласты очень разрежены и постепенно переходят в безвоздушное межпланетное пространство (вакуум). С уменьшением высоты плотность воздуха возрастает. Почти 80 % всей массы воздушной оболочки Земли сосредоточены в пределах 15 км над Землей. Опытами установлено, что при температуре 0 0С масса 1 м3 воздуха на уровне моря равна 1,29 кг. На воздушные слои действует сила тяжести, поэтому верхние слои давят на средние, а средние — на нижние. Наибольшее давление, обусловленное весом всей атмосферы, испытывает поверхность Земли, а также все находящиеся на ней тела.
Давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней тела, а также на земную поверхность, называют атмосферным давлением.
Выясним, насколько велико это давление.
Формула гидростатического давления 
При этом высота столба ртути в трубке составляла приблизительно 760 мм.
Результаты этого опыта Торричелли объяснил так: «До сих пор существовала мысль, будто сила, которая не даёт возможности ртути, вопреки её естественному свойству, падать вниз, содержится внутри верхней части трубки, т. е. — или в пустоте, или в разрежённом веществе. Однако я утверждаю, что эта сила — внешняя и что сила берётся снаружи. На поверхность жидкости, находящейся в сосуде, действуют своей тяжестью 50 миль воздуха. Что же странного, если ртуть… поднимается настолько, чтобы уравновесить тяжесть внешнего воздуха».
Итак, атмосферное давление согласно закону Паскаля равно давлению столба ртути в трубке: ратм = р ртути
Если бы эти давления не были равны, то ртуть не находилась бы в равновесии: при увеличении давления ртути она выливалась бы из трубки в сосуд, а при уменьшении — поднималась бы по трубке вверх.
Итак, давление атмосферы можно измерить высотой соответствующего ртутного столба. Его высоту обычно измеряют в миллиметрах.
Если, например, говорят, что в некотором месте атмосферное давление равно 760 мм рт. ст., то это означает, что воздух в этом месте создаёт такое же давление, что и вертикальный столб ртути высотой 760 мм.
Чтобы определить это давление в паскалях, воспользуемся формулой гидростатичного давления: 
. Подставляя в эту формулу значения
= 13 595,10 
(плотность ртути при 0°С),
= 9,81 
и 
= 760 мм = 0,76 м (высота столба ртути), получим такое значение нормального атмосферного давления: р =101 325 Па.
Давление атмосферы, которое равно давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре О 0С, называют нормальным атмосферним давлением.
Единицами атмосферного давления являются 1 мм рт. ст., один паскаль (1 Па) и один гектопаскаль (1 гПа), между ними существуют такие соотношения:
Об опытах Торричелли узнал французский учёный Блез Паскаль. Он повторил их с разными жидкостями (маслом, вином и водой). Столб воды, уравновешивающий давление атмосферы, оказался намного выше столба ртути.
Однако Паскаль считал, что для окончательного доказательства факта существования атмосферного давления нужен ещё один решающий опыт. Для этого он выполнил опыт Торричелли сначала у подножия горы, а потом — на её вершине. Результаты удивили всех присутствующих. Давление воздуха на вершине горы было почти на 100 мм рт. ст. меньше, чем у подножия. Этим было доказано, что ртуть в трубке в самом деле поддерживается атмосферным давлением.
Если измерить атмосферное давление на разных высотах, то получим такие результаты.
Наблюдая ежедневно за высотой ртутного столба в трубке, можно заметить, что она изменяется: то увеличивается, то уменьшается. Существованием атмосферного давления можно объяснить много явлений. На рисунке 114 изображена стеклянная трубка, внутри которой имеется поршень, плотно прилегающий к её стенкам. Конец трубки опущен в воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода. Между поршнем и водой вследствие поднятия поршня образуется безвоздушное пространство, в котором нет давления атмосферы. В это пространство под давлением внешнего воздуха и входит за поршнем вода. Данное явление используют в работе шприца, водяного насоса.
Опыт 1. Возьмём цилиндрический сосуд, закрытый пробкой, через которую пропущена трубку с краном Выкачаем из неё воздух, закроем кран, трубку опустим в воду и откроем кран. Поскольку атмосферное давление больше давления в сосуде, то под его действием вода будет бить фонтаном внутри сосуда (рис. 115).
Опыт 2. Нальём в стакан воды и накроем его листом бумаги, немного большим диаметра стакана. Держа стакан за нижнюю часть, прижмём бумагу к краям стакана ладонью и перевернём его кверху дном, убрав затем руку от бумаги (рис. 116).
Удивительно, но вода будет удерживаться в стакане и листок останется на месте — почему? Дело в том, что давление атмосферы на бумагу больше, чем давление столба воды в стакане.
Наблюдение. Влияние атмосферного давления весьма заметно проявляется во время ходьбы по вязкой почве (засасывающее действие трясины). При подъёме ноги под ней образуется разрежённое пространство, и вследствие присасывания нога тянет за собой тяжёлую трясину (как поршень — жидкость в насосе).
Благодаря давлению атмосферного воздуха работают присоски для крепления предметов на гладких плоских поверхностях. Если вытеснить воздух под присоской, то она прижмётся силой давления атмосферы, и чтобы её оторвать, нужно приложить довольно большое усилие (рис. 117).
Результаты простых вычислений показывают, что сила давления атмосферы на поверхность обычной тетради равна 3000 Н. Почему же вы так легко можете поднять тетрадь? Дело в том, что силы давления воздуха зверху и снизу тетради уравновешиваются, и при подъёме вам приходится преодолевать лишь вес самой тетради.
Для измерения атмосферного давления используют ртутный барометр, барометр-анероид и барограф.
Если трубку, подобную той, что использовал в своём опыте Торричелли, снабдить шкалой, то получим простейший прибор для измерения атмосферного давления — ртутный барометр (от греческих слов барос — вес, тяжесть; метрео — измеряю) (рис. 118).
Барометр-анероид (от греческих слов: барос, метрео, анероид) изображён на рисунке 119. Основная часть прибора — круглые гофрированные металлические коробочки, соединённые между собой. Внутри коробок создано разряжение (давление в коробках ниже атмосферного). С увеличением атмосферного давления коробки сжимаются и тянут прикреплённую к ним пружину. Перемещение конца пружины через специальные устройства передаётся стрелке, а её указатель движется вдоль шкалы. Против штрихов шкалы нанесены значения атмосферного давления. Например, если стрелка останавливается напротив отметки 750, то это значит, что атмосферное давление равно 750 мм рт. ст. При уменьшении давления стенки коробочек расходятся, растяжение пружины уменьшается, и стрелка движется в сторону уменьшения значений давления.
Барометр-анероид — это один из основных приборов, который используют метеорологи для составления прогнозов погоды на ближайшие дни, так как её изменение зависит от изменения атмосферного давления.
Для автоматической и непрерывной записи изменений атмосферного давления используют барограф (от греческих слов барос; графо — пишу). Кроме металлических гофрированных коробочек в этом приборе есть механизм для движения бумажной ленты, на которой нанесены сетка значений давления и дни недели (рис. 120). По таким лентам можно выяснить, как изменялось атмосферное давление в течение любой недели.
Кстати:
Вывод о существовании атмосферного давления независимо от Э. Торричелли сделал немецкий физик Отто фон Герике (1602-1686). Откачивая воздух из тонкостенного металлического шара, от увидел, что шар сплющился. Анализируя причины сплющивания шара, он понял, что оно произошло под действием давления окружающей среды.
Открыв атмосферное давление. Герике построил перед фасадом своего дома в г. Магдебурге водяной барометр, в котором на поверхности жидкости плавала фигурка человека, указывающая на деления, нанесённые на стекле. • В 1654 г Герике, желая убедить всех в существовании атмосферного давления, выполнил знаменитый опыт с «магде-бургскими полушариями». На демонстрации опыта присутствовали члены Регенсбургского рейхстага и император Фердинанд III. В их присутствии из полости между двумя составленными вместе металлическими полушариями выкачали воздух. При этом силы атмосферного давления так крепко прижали эти полушария одно к другому, что их не смогли разъединить восемь пар лошадей (рис. 121).
В природе существует более 400 растений-барометров. Цветочный барометр можно найти и на огороде. Это маленькая ветвистая трава-мокрец. По её мелким белым цветкам можно предсказывать погоду в течение всего лета: если утром венчики не раскрываются — днем будет дождь.
- Заказать решение задач по физике
Атмосферное давление и опыт Торричелли
Атмосфера Земли — это смесь различных газов, удерживающихся возле планеты благодаря действию силы тяжести на их молекулы, которые одновременно и беспрерывно двигаются, создавая давление. Это давление называют атмосферным.
Доказать существование атмосферного давления можно при помощи простых опытов.
Какие последствия действия атмосферного давления
Если взять трубку с поршнем, опустить ее одним концом в сосуд с водой и поднимать поршень вверх, то вода будет подниматься вслед за поршнем (рис. 102). Это возможно только тогда, когда давление воды в сосуде будет больше, чем под поршнем. За счет весового давления вода не сможет подниматься, так как уровень воды под поршнем выше, чем в сосуде, а поэтому и его давление больше. Вода должна вылиться обратно в сосуд. Следовательно, на жидкость в сосуде действует дополнительное давление, значение которого больше давления жидкости столба воды под поршнем. Это давление создают молекулы атмосферного воздуха. Действуя на свободную поверхность воды, атмосферное давление согласно закону Паскаля передается во всех направлениях одинаково.
Так как под поршнем воздуха нет, то вода будет заходить в трубку под действием неуравновешенного давления.
Каково значение атмосферного давления
Значение атмосферного давления достаточно большое. Убедиться в этом можно на многих опытах.
Возьмем два полых полушария, имеющие хорошо отшлифованные поверхности сечений. В одной из них есть специальный штуцер с краном, через который можно откачивать воздух.
Подвесим к штативу одно из полушарий, присоединим к нему снизу другое и начнем откачивать насосом через кран воздух из полости. Нижнее полушарие крепко прижмется к верхнему. Это возможно только тогда, когда давление в полости шара будет меньше давления снаружи.
В результате действия воздушного насоса, который откачивает воздух, давление в полости полушарий уменьшится, а наружное давление останется без изменений. Поэтому нижнее полушарие плотно прижмется к верхнему. ЮЗ
О значении силы при некотором уменьшении давления в шаре можно судить по массе груза, который может удерживаться, если его подвесить к нижнему полушарию. Если же открыть кран и в полость шара зайдет воздух, то нижнее полушарие вместе с грузом отпадет.
Как начали исследовать атмосферное давление
Подобный опыт провел и описал в 1654 г. немецкий физик, бургомистр города Магдебург а Отто Герике.
Отто Герике (1602-1686) — немецкий физик, который экспериментально изучал атмосферное давление. С помощью «магдебургских полушарий» он продемонстрировал действие атмосферного давления. Изучал также электрические явления, объяснил природу трения. Сконструировал первую электрическую машину.
Это событие осталось в истории науки благодаря образной гравюре того времени (рис. 103).
В современном производстве используют множество приспособлений, основанных на действии атмосферного давления. Для расчетов результатов их работы нужно знать значение атмосферного давления.
Способ измерения атмосферного давления впервые предложил итальянский ученый Эванджелиста Торричелли.
Эванджелиста Торричелли (1608-1647) — итальянский ученый. Первым измерил атмосферное давление с помощью сконструированного им ртутного барометра. Доказал, что высота ртутного столба барометра равна примерно 
высоты водяного столба.
Он установил, что если закрытую с одной стороны трубку заполнить полностью ртутью, перевернуть ее и опустить в сосуд с ртутью, то выльется только часть этой ртути (рис. 104). Высота столба ртути в его опытах была примерно 760 мм. Результаты опыта дали возможность сделать вывод, что давление ртутного столба уравновешивается атмосферным давлением, которое действует на свободную поверхность ртути в сосуде. Атмосферное давление при таких условиях называют нормальным. С того времени в науку была введена единица измерения атмосферного давления — миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).
Как рассчитать атмосферное давление
Выразим значение давления столба ртути высотой 760 мм (нормальное) в системных единицах измерения давления паскалях. Из предыдущих параграфов известно, что давление жидкости рассчитывается по формуле:
Учитывая, что плотность ртути 
получаем
- Манометры в физике
- Барометры в физике
- Жидкостные насосы в физике
- Выталкивающая сила в физике
- Движение жидкостей и газов
- Гидравлические машины в физике
- Весовое давление жидкостей в физике
- Сообщающиеся ссуды в физике
Для начала вспомним пройденное вами на уроках географии: что же такое атмосфера (рисунок 1) и каково ее строение?
Атмосфера — это воздушная оболочка Земли, состоящая из нескольких слоев (ионосфера, термосфера, стратосфера и тропосфера), которые простираются на несколько тысяч километров в высоту.
Основная масса воздуха находится в нижнем слое — тропосфере. Как вы знаете, наиболее плотный и сжатый воздух находится именно в тропосфере, так как количество молекул в этом слое больше. А чем выше слой, тем воздух более разреженный.
Другими словами, плотность атмосферы с высотой уменьшается. Но почему атмосфера не улетает в космос? Почему не оседает на поверхность Земли? Сейчас мы найдем ответы на эти интересные вопросы.
Вес воздуха
Как и на любое тело на Земле, на воздух действует сила тяжести. Соответственно, мы можем сказать, что воздух имеет свой вес. Как же его определить? Для этого нам нужно знать его массу (вспоминаем формулу $P=gm$).
Как можно определить массу воздуха?
Чтобы найти массу воздуха, рассмотрим интересный опыт (рисунок 2). У нас есть открытый стеклянный шар. Положим его на чашу весов и уравняем со второй чашей, на которую поставим гири. Теперь весы находятся в равновесии (рисунок 2, а).
Теперь закроем шар зажимом и с помощью насоса удалим из него воздух. Отсоединим насос, плотно закрыв шар (рисунок 2, б).
Теперь снова поставим шар на весы. На рисунке 2, в мы видим, что равновесие весов нарушилось и пустой шар весит меньше гирь на другой чаше. Теперь мы можем выровнять чаши весов с помощью дополнительных гирь. Получается, что масса воздуха, заполнявшего шар, равна массе дополнительных гирь.
Проводя подобные опыты, ученые выяснили, что масса воздуха объемом $1 space м^3$ при температуре $0 degree C$ и при нормальном атмосферном давлении составляет $1.29 space кг$.
Вычислим вес этого воздуха по формуле $P = gm$:
$P = 9.8 frac{Н}{кг} cdot 1.29 space кг approx 13 space Н$.
Атмосферное давление и воздушная оболочка Земли
Что же такое «атмосферное давление»? Вследствие чего оно создается?
Так как сила тяжести действует на все слои атмосферы, верхние слои сжимают нижние. Поэтому нижний воздушный слой, прилегающий к Земле, сжат больше всего (рисунок 3). Согласно закону Паскаля этот слой передает производимое на него давление одинаково по всем направлениям.
В результате этого земная поверхность и все тела, находящиеся на ней, испытывают давление всех слоев воздуха или испытывают атмосферное давление.
Атмосферное давление — это давление всей толщи воздуха, которое испытывает земная поверхность и все находящиеся на ней тела.
Как мы уже знаем, молекулы газов, составляющих атмосферу Земли (21% кислорода, 78% азота, 1% другие газы), находятся в беспорядочном и непрерывном движении, поэтому они не падают на поверхность Земли. Но тогда почему они не улетают в космическое пространство?
Для того чтобы покинуть Землю нужно развить очень большую скорость — около $11.2 frac{км}{с}$, которая называется второй космической скоростью. Скорость молекул в атмосфере Земли намного меньше этого значения, поэтому воздушная оболочка остается на месте.
Из всего выше сказанного, логично предположить, что из-за действия силы тяжести газ в закрытом сосуде будет иметь неодинаковую плотность: внизу сосуда плотность будет больше, чем в верхних его частях; давление на дно будет больше, чем вверху.
Однако это различие в плотности будет столь мало, что его почти всегда можно не учитывать. Атмосфера же простирается на несколько тысяч километров — различия в плотности воздуха будут существенными.
Опыты
Рассмотрим ряд опытов, которые демонстрируют явление атмосферного давления.
Опыт №1
Один из интереснейших опытов, доказывающих существование атмосферного давления, осуществил немецкий физик Отто фон Герике в далеком 1654 году в городе Магдебурге.
Он сложил вместе два металлических полушария и выкачал из полости между ними весь воздух. Восемь пар лошадей тянули в разные стороны, пытаясь разорвать полушария, но атмосферное давление так сильно прижало их друг к другу, что они так и остались сцепленными. Когда же внутрь полушарий снова запустили воздух, они распались без единого внешнего усилия.
Опыт №2
На рисунке 4 изображена стеклянная трубка с расположенным внутри нее поршнем. Трубка частично опущена в воду. Если мы начнем поднимать поршень, то за ним будет подниматься вода. Почему так происходит?
При подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство, в которое поднимается вода под давлением воздуха снаружи.
Какое физическое явление мы используем, набирая лекарства пипеткой? То же самое атмосферное давление, что и в опыте с трубкой и поршнем. Именно по такому принципу работают не только пипетки, но и шприцы, насосы.
Опыт №3
Теперь возьмем небольшой сосуд. Закроем его пробкой, в которую вставлена трубка с краном. Откачаем из этого сосуда воздух и закроем кран. Опустим конец трубки в воду (рисунок 5).
Когда мы откроем кран, вода с напором брызнет внутрь сосуда. Произойдет это под действием атмосферного давления, ведь оно больше давления разреженного воздуха в сосуде.
Применение атмосферного давления в природе
Атмосферное давление также используется животными в дикой природе.
Например, мухи и древесные лягушки могут держаться на вертикальных поверхностях благодаря маленьким присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на поверхности.
Слон же использует атмосферное давление, когда пьет: он опускает хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давление хобот наполняется водой.
Упражнения
Упражнение №1
Как для объяснения явлений, изображенных на рисунках 4 и 5, используется закон Паскаля?
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
На рисунке 4 при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. Под действием атмосферного давления, которое по закону Паскаля передается в жидкости одинаково по всем направлениям, вода поднимается за поршнем.
На рисунке 5 у нас атмосферное давление по закону Паскаля передается воде в трубке. Под его действием она устремляется вверх, так как давление в закрытом сосуде меньше атмосферного.
Упражнение №2
Чему равен вес воздуха объемом $1 space м^3$?
Дано:
$V = 1 space м^3$
$rho = 1.29 frac{кг}{м^3}$
$g = 9.8 frac{Н}{кг}$
$P — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
Вес воздуха определяется силой тяжести, которая действует на него:
$P = F_{тяж} = gm$.
Выразим массу через плотность и объем:
$m = rho V$.
Подставим в формулу для веса и рассчитаем его:
$P = g rho V$,
$P = 9.8 frac{Н}{кг} cdot 1.29 frac{кг}{м^3} cdot 1 space м^3 = 12.642 space Н approx 13 space Н$.
Ответ: $P approx 13 space Н$.
Задания
Задание №1
Измерьте объем комнаты в вашей квартире и вычислите массу и вес воздуха в ней, считая, что его плотность равна $1.29 frac{кг}{м^3}$.
Дано:
$rho = 1.29 frac{кг}{м^3}$
$a = 3 space м$
$b = 6 space м$
$c = 5 space м$
$g = 9.8 frac{Н}{кг}$
$m — ?$
$P — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
Плотность по определению:
$rho = frac{m}{V}$.
Выразим отсюда массу и рассчитаем ее:
$m = rho V = rho a cdot b cdot c$,
$m = 1.29 frac{кг}{м^3} cdot 3 space м cdot 6 space м cdot 5 space м = 116.1 space кг approx 116 space кг$.
Рассчитаем вес воздуха в комнате:
$P = gm$,
$P = 9.8 frac{Н}{кг} cdot 116.1 space кг = 1137.78 space Н approx 1138 space Н$.
Ответ: $m approx 116 space кг$, $P approx 1138 space Н$.
Задание №2
На дне пластиковой бутылки (рисунок 6) сделайте отверстие. Зажмите отверстие пальцем и налейте в бутылку воды, закройте горлышко крышкой. Осторожно отпустите палец. Вода из бутылки выливаться не будет. Теперь осторожно откройте крышку. Из отверстия польется вода. Объясните наблюдаемое явление.
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
Изначально (когда закрыта и крышка, и отверстие) воздух внутри бутылки оказывает давление, равное атмосферному, на воду. Вода под действием силы тяжести оказывает давление на дно бутылки. Итого получается, что дно бутылки испытывает суммарное давление, которое оказывает и вода, и воздух.
Уберем палец от отверстия. Теперь на воду действует атмосферное давление не только сверху, но и снизу (через отверстие). Сначала вода будет выливаться, но в какой-то момент остановится. В этот момент суммарное давление в бутылке уравновесится атмосферным давлением. Это стало возможным, потому что уменьшилась высота столба воды ($p = rho gh$) и плотность воздуха в бутылке (объем увеличился при неизменной массе).
А теперь откроем крышку. Вода снова стала выливаться. Теперь на нее сверху и снизу действует атмосферное давление, само себя уравновешивая. Но на воду также действует сила тяжести. Именно под воздействием этой силы жидкость польется со дна бутылки.
Задание №3
Напольная поилка для птиц (рисунок 7) состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Почему вода не выливается из бутылки? Если уровень воды в корытце понизится и горлышко бутылки выйдет из воды, часть воды из бутылки выльется. Почему?
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
На воду в корытце действует атмосферное давление. Оно уравновешивает давление воды в бутылке, создаваемое весом жидкости.
Когда уровень воды в корытце опустится ниже горлышка бутылки, в нее будет попадать воздух. Теперь атмосферное давление действует напрямую на воду в бутылке. Оно будет выталкивать воду до тех пор, пока горлышко бутылки снова не окажется под водой.
Задание №4
На рисунке 8 изображен прибор ливер, служащий для взятия проб различных жидкостей. Ливер опускают в жидкость, затем закрывают пальцем верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Когда верхнее отверстие открывают, из ливера начинает вытекать жидкость. Проделайте опыт и объясните действие этого прибора.
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
Когда верхнее отверстие ливера закрыто, жидкость не вытекает. Это объясняется тем, что давление жидкости компенсируется атмосферным давлением, действующим снизу.
Когда верхнее отверстие открыто, на жидкость действует атмосферное давление и сверху, и снизу. Жидкость начинает вытекать из прибора под действием силы тяжести.
Газовая оболочка, окружающая Землю, называется атмосферой (от греческих слов «атмос» — пар и «сфера» — шар). Смесь газов, образующих атмосферу Земли, называют воздухом. В состав воздуха входят азот (78 %), кислород (21 %) и некоторые другие газы.
Молекулы газов, образующих атмосферу нашей планеты, находятся в непрерывном и беспорядочном движении. Почему же они не улетают в космическое пространство? Дело в том, что у них недостаточно большая скорость. Ведь и мяч, брошенный человеком вверх, не улетает в космос. Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость — 11,2 км/с. Скорость большинства молекул в воздухе значительно меньше.
Исследование околоземного пространства с помощью искусственных спутников Земли показало, что атмосфера нашей планеты простирается на тысячу и более километров в высоту. Резкой границы она не имеет. Ее верхние слои очень разрежены и постепенно переходят в пустое межпланетное пространство. С уменьшением высоты плотность воздуха возрастает. Около 80 % всей массы воздушной оболочки Земли сосредоточено в пределах 15 км над Землей.
Установлено, что при температуре 0 °С масса каждого кубического метра воздуха (на уровне моря) составляет в среднем 1,29 кг.
Как на опыте доказать, что воздух обладает массой? Для этого следует взять прочный стеклянный шар с пробкой и резиновой трубкой, имеющей зажим (рис. 112). Выкачав из шара воздух и закрыв зажим, поместим шар на весы и уравновесим их с помощью гирь. Теперь откроем зажим на резиновой трубке. Воздух снова войдет внутрь шара, и мы увидим, как равновесие весов нарушится. Шар с воздухом станет тяжелее. Это и означает, что воздух обладает массой.
Из-за притяжения к Земле верхние слои воздуха давят на средние, те — на нижние. Наибольшее давление, обусловленное весом воздуха, испытывает поверхность Земли, а также все тела, находящиеся на ней. На них давит вся толща воздуха.
Давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся в ней предметы, называется атмосферным давлением.
Существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления. Рассмотрим два примера.
На рисунке 113 изображены широкий сосуд с водой и опущенная в него стеклянная трубка с поршнем. Поднимая поршень, мы увидим, как вода начинает следовать за ним. Что заставляет подниматься воду? Если бы уровень воды при поднятии поршня не изменялся, то между ним и водой образовалось бы безвоздушное пространство, которое, естественно, не оказывало бы никакого давления на находящуюся под ним воду. Снизу же на эту воду (в трубке) действует сила давления окружающего воздуха. Это давление передается по закону Паскаля через воду в широком сосуде. Действуя снизу вверх, сила атмосферного давления и заставляет воду в трубке устремляться в пустое пространство под поршнем. Именно на этом основан принцип действия такого широко известного инструмента, как шприц (рис. 114).
На рисунке 115 показано, что будет происходить, если в широкий сосуд с водой опустить трубку, из которой был откачан воздух. После открытия крана вода фонтаном начинает бить вверх. Причина этого — разность давлений снаружи и внутри трубки. Преобладающая сила давления окружающего воздуха заставляет воду из широкого сосуда перемещаться туда, где давление намного меньше, т. е. внутрь пустой трубки.
1. Что представляет собой атмосфера Земли? Из каких газов она состоит? 2. Почему молекулы газов, образующих атмосферу Земли, не улетают в космическое пространство? 3. Как изменяется плотность атмосферы с увеличением высоты? 4. С помощью какого опыта можно доказать, что воздух обладает массой? 5. Вследствие чего создается атмосферное давление? 6. Объясните принцип действия шприца. 7. На рисунке 116 изображена пипетка. Объясните, каким образом удается набирать в нее жидкость. 8. На рисунке 117 изображен ливер — инструмент, служащий для взятия проб различных жидкостей. Ливер опускают в жидкость, затем закрывают пальцем верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Когда верхнее отверстие открывают, жидкость из ливера вытекает. Объясните действие этого прибора. 9. Предполагают, что Луна когда-то была окружена атмосферой, но постепенно потеряла ее. Чем это можно объяснить? 10. Чтобы вдохнуть воздух, человек расширяет свою грудную клетку. Почему воздух при этом входит в легкие? Как происходит выдох?
Атмосфера (единица измерения)
-
Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана.
Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием:
Техническая атмосфера (русское обозначение: ат; международное: at) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней плоской поверхности площадью 1 см². В свою очередь сила в 1 кгс равна силе тяжести, действующей на тело массой 1 кг при значении ускорения свободного падения 9,80665 м/с² (нормальное ускорение свободного падения): 1 кгс = 9,80665 Н. Таким образом, 1 ат = 98 066,5 Па точно.
Нормальная, стандартная или физическая атмосфера (русское обозначение: атм; международное: atm) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм на его горизонтальное основание при плотности ртути 13 595,04 кг/м³, температуре 0 °C и при нормальном ускорении свободного падения 9,80665 м/с². В соответствии с определением 1 атм = 101 325 Па = 1,033233 ат.В настоящее время Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит оба вида атмосферы к тем единицам измерения, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются».
В Российской Федерации к использованию в качестве внесистемной единицы допущена только техническая атмосфера с областью применения «все области». Существовавшее ранее ограничение срока действия допуска 2016 годом отменено в августе 2015 года.
Ранее использовались также обозначения ата и ати для абсолютного и избыточного давления соответственно (выраженного в технических атмосферах). Избыточное давление — это разница между абсолютным и атмосферным (барометрическим) давлением при условии, что абсолютное давление больше атмосферного: Ризб=Рабс–Ратм. Разрежение (вакуум) — это разница между атмосферным (барометрическим) и абсолютным давлением при условии, что абсолютное давление меньше атмосферного: Рвак=Ратм–Рабс.
Источник: Википедия
Связанные понятия
Паска́ль (русское обозначение: Па, международное: Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ).
Насы́щенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава. Насыщенный водяной пар над водой (льдом) — водяной пар, находящийся в термодинамическом равновесии с плоской поверхностью жидкой воды или льда в чистом виде или в составе влажного газа.
Бар (русское обозначение: бар; международное: bar; от греч. βάρος — тяжесть) — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере. Один бар равен 105 Па или 106 дин/см² (в системе СГС).
Перегре́тый пар — пар, нагретый до температуры, превышающей температуру кипения при данном давлении. Перегретый пар используется в циклах различных тепловых машин с целью повышения их КПД. Получение перегретого пара происходит в специальных устройствах — пароперегревателях.
Фунт на квадратный дюйм (обозн. psi или lb.p.sq.in. или lbs), точнее, «фунт-сила на квадратный дюйм» (англ. pound-force per square inch, lbf/in²) — внесистемная единица измерения давления. В основном употребляется в США. Численно равна 6894,75729 Па.
Упоминания в литературе
Атмосферное давление обусловлено огромной массой атмосферы, составляющей приблизительно 5,15 × 1018 кг (на каждого человека приходится около 15 т). Наше нормальное существование обеспечивается благодаря равновесию атмосферного и соматического (свойственного организму) давления. Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба при помощи специальных приборов – барометров. Среднее давление атмосферы на поверхности Земли на уровне моря соответствует условно принятому нормальному давлению атмосферы, которое равно 1 атмосфере, или
Он ошибочно связывает пик напряжения поля с совпадающим по времени максимумом концентрации радона – газа, активно участвующего в ионизации воздуха в нижних слоях атмосферы Земли. Истинная же ситуация состоит в том, что повышенная ионизация сама увеличивает проводимость воздуха и сама по себе уменьшает наблюдаемое напряжение атмосферного электрического поля, т. е. все происходит в точности наоборот, не так, как предсказывает Класс. Коротко говоря, разность потенциалов у поверхности Земли и в ионосфере может рассматриваться как постоянная, ее хорошо известные универсальные суточные изменения можно не принимать во внимание. Отсюда следует, что плотности вертикальных токов в атмосфере будут оставаться постоянными, если не учитывать суточные факторы, которые изменяют только проводимость сравнительно плотных слоев воздуха вблизи поверхности Земли. Однако при постоянстве плотности токов в атмосфере интенсивность ее электрического поля должна самоустанавливаться на уровнях, обратно пропорциональных проводимости воздуха.
Некоторые свойства воды делают ее уникальным инструментом регулирования климата на нашей планете. Например, высокая удельная теплоемкость – энергия, которую необходимо сообщить телу для повышения его температуры на данную величину, поддерживает температуру Земли стабильной. Ведь энергия, требующаяся для нагрева воды, почти в десять раз больше, чем для такой же массы железа, и вся она впоследствии выделяется при остывании. Таким образом, большое количество воды на нашей планете компенсирует резкие скачки температуры в прибрежных районах. С другой стороны, континенты нагреваются и остывают довольно быстро, что и хорошо в комбинации с относительно стабильной температурой водных масс. В результате разные части атмосферы нагреваются по-разному, порождая движение воздушных масс, а это очень важно в глобальной климатической картине перераспределения тепла и атмосферной влаги.
Это прекрасно, однако работает только потому, что запас углерода-14 все время возобновляется. Будь иначе, углерод-14 с его коротким периодом полураспада давным-давно исчез бы из атмосферы, так же, как оттуда исчезли другие быстро живущие природные изотопы. Углерод-14 – исключение из правил, поскольку он восстанавливается благодаря космическим лучам, бомбардирующим атомы азота в верхних слоях атмосферы. Азот – самый распространенный в атмосфере газ, массовое число которого – 14 (такое же, как и у углерода-14). Различие состоит в том, что в атоме углерода-14 содержится 6 протонов и 8 нейтронов, тогда как азот-14 имеет 7 протонов и 7 нейтронов (масса нейтронов почти равна массе протонов). Космические частицы способны, ударяя в протон ядра азота, превратить его в нейтрон. Когда это происходит, атом превращается в углерод-14 (углерод в периодической таблице стоит на клетку левее азота). Поскольку частота таких превращений мало изменяется от века к веку, радиоуглеродный метод прекрасно работает. На самом деле эта частота непостоянна, поэтому необходим метод учета и компенсации колебаний. К счастью, мы можем провести точную калибровку колебаний количества углерода-14 в атмосфере, что позволяет учитывать при датировании изменчивость соотношения углерода-12 и углерода-14. (Вы ведь не забыли, что временной промежуток, доступный для датировки при помощи углерода-14, в значительной мере покрывается дендрохронологией, которая позволяет определять возраст с точностью до года?) Таким образом, сопоставляя результаты, полученные двумя методами – радиоуглеродным и по годичным кольцам, – мы оценим ошибки, возникающие из-за непостоянной концентрации в атмосфере углерода-14. Мы можем пользоваться этой калибровкой при определении возраста органических образцов, для которых нет дендрохронологических данных (их абсолютное большинство).
Присутствие пара в альвеолах объясняет, почему парциальное давление кислорода в этих воздушных пузырьках ниже, чем в атмосфере (кроме того, кислород постоянно расходуется на нужды организма). Этим же фактором определяется физический предел высоты, которой может достичь человек, даже дыша чистым кислородом. Нижняя граница барометрического давления, при котором поддерживается нормальная концентрация кислорода в легких (100 торр), при дыхании чистым кислородом соответствует примерно 10 400 м, что равно высоте полета большинства пассажирских лайнеров. На большей высоте выжить тоже можно, поскольку при учащенном дыхании выпускается больше углекислого газа и освобождается место под кислород. Однако уже на высоте 12 200–13 700 м кислорода вырабатывается недостаточно, и человек теряет сознание. Выше 18 900 м при температуре тела кровь «закипает», т. е. фактически испаряется. Тем самым объясняется, почему для подобных высот и космических путешествий необходим герметичный скафандр или капсула с автономной системой подачи воздуха (см. гл. 6).
Связанные понятия (продолжение)
Рабо́чее те́ло — в теплотехнике и термодинамике условное несменяемое материальное тело, расширяющееся при подводе к нему теплоты и сжимающееся при охлаждении и выполняющее работу по перемещению рабочего органа тепловой машины. В теоретических разработках рабочее тело обычно обладает свойствами идеального газа.
Форсунка — механический распылитель жидкости или газа, управляемый электромагнитным клапаном или механически.
Водяной пар — газообразное агрегатное состояние воды. Не имеет цвета, вкуса и запаха. Водяной пар — в чистом виде или в составе влажного газа, — находящийся в термодинамическом равновесии с поверхностью влажного вещества, называют равновесным водяным паром.
Камера сгорания — объём, образованный совокупностью деталей двигателя или печи (в последнем случае камера сгорания называется топкой) в котором происходит сжигание горючей смеси или твёрдого топлива. Конструкция камеры сгорания определяется условиями работы и назначением механизма или печи в целом; как правило используются жаропрочные материалы.
Пар — газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества, то есть при температурах ниже критической температуры вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы называется «парообразованием». Обратный процесс называется конденсация. При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа. В разговорной речи под словом «пар» почти всегда понимают водяной пар…
Газовый реду́ктор — устройство для понижения давления газа или газовой смеси на выходе из какой-либо ёмкости (например, в баллоне или газопроводе) до рабочего и для автоматического поддержания этого давления постоянным независимо от изменения давления газа в баллоне или газопроводе.
Сопло́ — это канал переменного или постоянного поперечного сечения круглой, прямоугольной или иной формы, предназначенный для подачи жидкостей или газов с определённой скоростью и в требуемом направлении. Конструирование сопла основано на расчёте размеров его канала, обеспечивающих заданную выходную скорость жидкости или газа. Принцип действия сопла основан на истечении жидкости или газа за счёт перепада их давлений по длине канала сопла.
Дета́ндер (от франц. détendre — ослаблять) — устройство, преобразующее потенциальную энергию газа в механическую энергию. При этом газ, совершая работу, охлаждается. Используется в цикле получения жидких газов, таких как кислород, водород и гелий. Наиболее распространены поршневые детандеры и турбодетандеры.
Сжатый воздух — воздух, который находится под давлением, превышающим атмосферное.
Килогра́мм-си́ла (русское обозначение: кгс или кГ; международное: kgf или kgF) — единица силы в системе единиц МКГСС; наряду с метром и секундой является основной единицей этой системы. III Генеральная конференция по мерам и весам (1901) дала этой единице следующее определение: «килограмм-сила равен силе, которая сообщает покоящейся массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение, равное нормальному ускорению свободного падения (9,80665 м/с2)».
Теплообменник — техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры.
Жи́дкий водоро́д (ЖВ, жH2, жH2, LH2, LH2) — жидкое агрегатное состояние водорода, с низкой плотностью − 0,07 г/см³, и криогенными свойствами с точкой замерзания 14,01 K (−259,14 °C) и точкой кипения 20,28 K (−252,87 °C). Является бесцветной жидкостью без запаха, которая при смешивании с воздухом относится к взрывоопасным веществам с диапазоном коэффициента воспламенения 4—75 %. Спиновое соотношение изомеров в жидком водороде составляет: 99,79 % — параводород; 0,21 % — ортоводород. Коэффициент расширения…
Конденса́тор (в теплотехнике) (лат. condenso — уплотняю, сгущаю) — теплообменный аппарат, теплообменник, в котором осуществляется процесс конденсации, процесс фазового перехода теплоносителя из парообразного состояния в жидкое за счёт отвода тепла более холодным теплоносителем.
Тяга — снижение давления воздуха или продуктов сгорания в каналах сооружений и технических систем, способствующее притоку среды в область пониженного давления. Может быть естественной (под действием Архимедовой силы) либо принудительной (под действием технических устройств, обеспечивающих отток газов или воздуха, например, вентиляторов).
Га́зовый балло́н — сосуд под избыточным внутренним давлением для хранения сжатых, сжиженных (превращающихся в жидкость при повышенном давлении) и растворенных под давлением газов.
«Цикл с фазовым переходом» (ЦФП, англ. Expander cycle) — безгенераторная схема работы жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), которая предназначена для увеличения эффективности топливного цикла. При схеме ЦФП топливо нагревается до его сжигания, обычно используя ту часть теряемого тепла главной камеры сгорания, которое идет на обогрев стенок камеры, и претерпевает фазовый переход. Полученная за счет превращения топлива в газ разность давления используется для подачи топливных компонентов, сохранения…
Эже́ктор — (фр. éjecteur, от éjecter — выбрасывать от лат. ejicio) — устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Эжектор, работая по закону Бернулли, создаёт в сужающемся сечении пониженное давление одной среды, что вызывает подсос в поток другой среды, которая затем уносится и удаляется от места всасывания энергией первой среды.
Конденса́т (лат. condensatus — уплотнённый, сгущённый) — продукт конденсации парообразного состояния жидкостей, то есть продукт перехода вещества при охлаждении из газообразной в жидкую форму. Другими словами, конденсат — это жидкость, образующаяся при конденсации пара или газа.
Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности, а также в некоторых моделях пылесосов для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки — инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.
Сопло́ Лава́ля — газовый канал особого профиля, разгоняющий проходящий по нему газовый поток до сверхзвуковых скоростей. Широко используется на некоторых типах паровых турбин и является важной частью современных ракетных двигателей и сверхзвуковых реактивных авиационных двигателей.
В этой статье не рассматриваются атомные реакторы и парогенераторы АЭС.Котёл — конструктивно объединенный в одно целое комплекс устройств для передачи некоторому теплоносителю тепловой энергии за счёт сжигания топлива, при протекании технологического процесса или преобразовании электрической энергии в тепловую.
Подробнее: Котёл (техника)
Теплово́й дви́гатель — аппарат, превращающий теплоту в механическую энергию, используя зависимость объёма вещества от температуры. Обычно работа совершается за счет изменения объёма вещества, но иногда используется изменение формы рабочего тела (в твёрдотельных двигателях). Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие разницы температур…
Теплоноситель — жидкое или газообразное вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. На практике чаще всего применяют воду (в виде газа или жидкости), глицерин, нефтяные масла, расплавы металлов (Sn, Pb, Na, К), воздух, азот (в том числе жидкий), фреоны (в случае использования фазовых переходов обычно называют хладагентами) и др. Английский термин coolant в большей степени относится к использованию теплоносителя в качестве…
Стехиометри́ческая горю́чая смесь (от др.-греч. στοιχεῖον «основа; элемент» + μετρέω «измеряю») — смесь окислителя и горючего, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления горючего.
Конденса́ция паров (лат. condense «накопляю, уплотняю, сгущаю») — переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного (обратный последнему процессу называется сублимация). Максимальная температура, ниже которой происходит конденсация, называется критической. Пар, из которого может происходить конденсация, бывает насыщенным или ненасыщенным.
Уде́льный и́мпульс — показатель эффективности реактивного двигателя. Иногда для реактивных двигателей используется синоним «удельная тяга» (термин имеет и другие значения), при этом удельная тяга применяется обычно во внутренней баллистике, в то время как удельный импульс — во внешней баллистике. Размерность удельного импульса если известна масса (в кг) есть размерность скорости, в системе единиц СИ это метр в секунду. Если же вместо массы известен вес (в Ньютонах) то размерностью удельного импульса…
Сосуд под давлением — закрытая ёмкость (стационарно установленная или передвижная), предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входные и выходные штуцеры.
Экономайзер (англ. Economizer, от английского слова economize — «сберегать») — элемент котлоагрегата, теплообменник, в котором питательная вода перед подачей в котёл подогревается уходящими из котла газами. При давлении до 22 кгс/см² (2,2 МПа) и температуре питательной воды ниже точки росы дымовых газов или недеаэрированной воде экономайзер изготовляют из гладких или ребристых чугунных труб, на более высокие давление и температуру — из стальных, преимущественно гладких, труб. Устройство повышает…
Кла́пан — устройство, предназначенное для открытия, закрытия или регулирования потока при наступлении определённых условий (повышении давления в сосуде, изменении направления тока среды в трубопроводе). Поток (ток) может быть потоком жидкости (вода, кровь, жидкие металлы и др.), газа (воздух, азот, углекислый газ и др.), электронов или других частиц в трубе, проводнике, полупроводнике, вакууме или другой среде.
Компенсатор давления — технический сосуд под давлением со специальной конструкцией, обеспечивающей компенсацию изменения объёма воды в замкнутом контуре при её нагревании. Он является конструктивной особенностью двухконтурных реакторов с водой под давлением в качестве теплоносителя (в том числе тяжёловодных), использующихся на атомных станциях, атомных подводных лодках и судах и рассматривается обычно в составе технологической системы, которая обеспечивает поддержание давления в первом контуре в…
Кипе́ние — процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости, как на свободной её поверхности, так и внутри её структуры. При этом в объёме жидкости возникают границы разделения фаз, то есть на стенках сосуда образуются пузырьки, которые содержат воздух и насыщенный пар. Кипение, как и испарение, является одним из способов парообразования. В отличие от испарения, кипение может происходить лишь при определённой температуре и давлении. Температура, при которой происходит кипение жидкости…
Атмосфе́рное давле́ние — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере на единицу площади поверхности по нормали к ней. В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени. Давление — величина скалярная…
Па́трубок — небольшой отрезок трубы, присоединённый (вальцованный, приклёпанный, приваренный) к резервуару и др. конструкциям, служащий для подключения к ним трубопроводов и арматуры в целях отвода по нему газа, пара или жидкости. В зависимости от принятого вида соединения свободный конец патрубка снабжают фланцем, резьбой или раструбом. Патрубок называется переходным, когда он имеет неодинаковые по размеру и форме концы. Патрубок — также соединяет трубопроводы, служащие для транспортировки рабочих…
Теплоноси́тель в ядерном реакторе — жидкое или газообразное вещество, пропускаемое через активную зону реактора и выносящее из неё тепло, выделяющееся в результате реакции деления ядер.
Цикл Ре́нкина — термодинамический цикл преобразования тепла в работу с помощью двухфазного рабочего тела (воды, ртути, фреона и т. д.), включающий испарение и конденсацию.
Паросепара́тор (сепаратор пара, паросушитель) — устройство для отделения капельной влаги от водяного пара (паросушения). Пар, не содержащий влаги, называют сухим, содержащий влагу — влажным или перенасыщенным.
Пло́тность во́здуха — масса газа атмосферы Земли на единицу объема или удельная масса воздуха при естественных условиях. Плотность воздуха является функцией от давления, температуры и влажности. Обычно, стандартной величиной плотности воздуха на уровне моря в соответствии с Международной стандартной атмосферой принимается значение 1,2250 кг/м³, которая соответствует плотности сухого воздуха при 15 °С и давлении 101330 Па.
Во́здух — смесь газов (главным образом азота и кислорода — 98—99 % в сумме и зависит от влажности (концентрации водяного пара), а также аргона, углекислого газа, водорода), образующая земную атмосферу. Воздух необходим для нормального существования на Земле живых организмов. Кислород, содержащийся в воздухе, в процессе дыхания поступает в клетки организма и используется в процессе окисления, в результате которого происходит выделение необходимой для жизни энергии (метаболизм, аэробы). В промышленности…
Нагрев — искусственный либо естественный процесс повышения температуры материала/тела, либо за счёт внутренней энергии, либо за счёт подведения к нему энергии извне. Для подведения энергии извне используется специальное устройство — нагреватель (нагревательный элемент), того или иного вида и конструкции.
Теплота́ сгора́ния — количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания. В системе СИ: Дж/кг. Также довольно часто используются внесистемные единицы измерения: кДж/кг, МДж/кг и ккал/кг.
Котёл верхнего горения — разновидность твердотопливного слоевого котла, в котором подача воздуха и процесс горения ограничиваются верхней частью топливного слоя. Такая схема позволяет загружать в топку единовременно значительное количество топлива, соответственно, котлы характеризуют как котлы длительного горения и требуют более редкого обслуживания.
Дросселирование (от нем. drosseln — ограничивать, глушить) — понижение давления газа или пара при протекании через сужение проходного канала трубопровода — дроссель, либо через пористую перегородку.
Турбонасосный агрегат (сокращённо — ТНА) — агрегат системы подачи жидких компонентов ракетного топлива или рабочего тела в жидкостном ракетном двигателе или жидкого топлива в некоторых авиационных двигателях (например, в прямоточном воздушно-реактивном двигателе).Турбонасосный агрегат состоит из одного или нескольких насосов, приводимых от газовой турбины (парогазовой). Рабочее тело турбины обычно образуется в газогенераторах или парогазогенераторах. Жидкостные ракетные двигатели с турбонасосным…
Центробе́жный насо́с — один из двух типов динамических лопастных насосов, перемещение рабочего тела в котором происходит непрерывным потоком за счёт взаимодействия этого потока с подвижными вращающимися лопастями ротора и неподвижными лопастями корпуса. При этом переносное движение рабочего тела происходит за счёт центробежной силы и протекает в радиальном направлении, то есть перпендикулярно оси вращения ротора.
Пневмодвигатель (от греч. pnéuma — дуновение, воздух), пневматический двигатель, пневмомотор — энергосиловая машина, преобразующая энергию сжатого воздуха в механическую работу.
Подробнее: Пневматический двигатель
Упоминания в литературе (продолжение)
Надо заметить, что теплозадерживающая функция атмосферы, в свою очередь, регулируется обменом воды с океанами и морями, а частью также – углекислоты с биосферой. Дело в том, что главные составные части воздуха – кислород и азот – обладают весьма малой задерживающей способностью, а водяной пар, которого в воздухе сравнительно очень немного, несколько десятых процента, и углекислота, которой еще меньше, превосходят их в этом отношении в 16.000 раз. Таким образом регулирование их количества конъюгационными связями между тремя областями есть основное условие, благодаря которому сохраняется устойчивый, в среднем, температурный их уровень; типичное дополнительное соотношение.
Говоря о погоде, мы имеем в виду характерные времена порядка нескольких Дней. И для ее изучения важнее всего структура атмосферной циркуляции – распределение фронтов, характер циклонов и т. д. На фоне этой «организации» погоды мы изучаем ее видимые детали: где и когда выпадут осадки; каков будет суточный ход температуры; чему будет равна максимальная скорость порывов ветра и т. д. Если же речь идет об анализе долговременного климатического процесса, о его зависимости от астрономических факторов, например, то динамика отдельных циклонов отступает на второй план. Зато появятся новые характеристики: особенности динамики океанических масс, структуры энергообмена «океан – атмосфера», изменение альбедо и ряд других, которые в «чисто погодных» исследованиях считаются Постоянными. Таким образом, наши рассуждения общего характера приводят в конце концов к вполне конкретным методическим рекомендациям в анализе процессов самоорганизации.
Главная причина глобальных изменений климата – в колебаниях солнечной активности. Существует несколько периодов подобных колебаний – это отрезки времени в 11, 100 и 2500 лет. Описанный выше малый ледниковый период пришелся на время уменьшения количества пятен и вспышек на Солнце[1], а его самые низкие температурные показатели – на годы упомянутого Маундеровского минимума (1645-1715). После этого глобальная температура лишь повышалась. Данный процесс не связан с промышленной и прочей загрязняющей атмосферу деятельностью человека. Его причина – в количестве энергии, излучаемой нашим светилом.
Сейчас будет полезно обратиться к геологической истории Земли. Считается установленным, что во времена зарождения жизни (около 3,8–4,2 миллиарда лет назад) температура на поверхности планеты составляла около 70 град. по Цельсию. Вероятно, именно поэтому даже одноклеточная жизнь с трудом переносит большие температуры. Несомненно, в то время планета была покрыта постоянной облачностью из-за высокого, при такой температуре, давления паров воды (а значит планета обладала большим альбедо). Атмосфера состояла в основном из газов, вызывающих парниковый эффект. В результате, даже при меньшей, чем сейчас на 30% светимости Солнца температура у поверхности была (по нашим меркам) очень большой. Конечно, в то время тепловой поток от недр планеты к ее поверхности тоже был больше. Планета тогда была моложе, радиоактивных элементов было больше и энергии распада тоже выделялось больше, кора планеты была тоньше, поток приливной энергии от более близкой Луны тоже был выше. Однако нет никаких оснований полагать, что поток тепла от недр определял климат на планете, имей она прозрачную для тепловых лучей атмосферу. Эти соображения позволяют говорить о решающем для биосферы планеты влиянии на ее температурный режим количества парниковых газов в атмосфере во все времена. Если сейчас попытаться вернуть атмосферу к древнему составу, то, при возросшей светимости Солнца, Земля перейдет в состояние теплового режима близкого к венерианскому, т. к. все океаны испарятся, а водяной пар (как один из самых эффективных парниковых газов) усилит эффект перегрева.
В этом случае формула написана в общем виде для любой планеты с атмосферой [9]. Я не упомянул в формуле изобретения вращение планеты вокруг звезды, годовое смещение ее оси и вращение звезды в составе галактики, так как, по моему разумению, это не сильно повлияет на образование циклонов. В описании изобретения нужно будет сказать о конкретном расположении источника излучения относительно экватора, о закрученности циклонов в Северном и Южном полушариях, о спиралевидной форме вихря, о вполне определенных давлениях в центре циклона и на периферии, о влиянии пассатов, о скоростях движения воздушных масс и, в конце концов, о высоте волн в центре и по краям циклона. Вся эта дополнительная информация может помочь в том случае, если эксперты «убьют» все признаки формулы изобретения. По закону в процессе экспертизы изобретатель имеет право дополнять первичную формулу изобретения признаками, приведенными в описании. Конечно, читателю придется писать формулы изобретений, придуманных человеком. Но они не будут сильно отличаться от предложенных вариантов. Я же их привел для того, чтобы образно и доходчиво рассказать, как готовятся формулы изобретений. Возможно, это уменьшит страх многих разработчиков перед составлением заявок на свои изобретения и, соответственно, сократит наше отставание в области защиты интеллектуальной собственности.
ГЕЛИОЭНЕРГ?ТИКА, отрасль энергетики, в которой для получения электрической и тепловой энергии используется лучистая энергия Солнца. Энергия солнечного излучения относится к возобновляемым природным видам энергии наряду с гидравлической и геотермальной; её общее количество, получаемое поверхностью Земли за год, составляет ок. 1018 кВт·ч, что более чем в 20 000 раз превышает современный уровень мирового энергопотребления. Наиболее целесообразно и перспективно использование энергии Солнца для энергоснабжения потребителей, находящихся в южных труднодоступных, удалённых районах, не нуждающихся в больших мощностях (для водоснабжения пресной водой, получения бытового тепла и т. п.), а также в космосе. Лучистая энергия Солнца используется человечеством с древних времён (напр., сушка пищевых продуктов). Со временем был разработан ряд устройств для нагрева воды, обогрева теплиц и т. п. Затем появились различные установки для отопления и охлаждения зданий, опреснения солёной воды, энергообеспечения устройств систем связи, ирригации, космических аппаратов и т. д. К 2000 г. доля используемой солнечной энергии в общем объёме энергопотребления составила 2–3 %. Исследования в области использования солнечной энергии ведутся во многих странах мира, особенно в регионах с интенсивным солнечным излучением – в странах Средиземноморья, юга Европы, на Ближнем Востоке, в Африке, странах Средней Азии и др. Разработки проводятся на уровне национальных программ, что связано во многом с постепенным истощением традиционных источников энергии и повышением цен на органическое топливо. Строительство гелиоустановок обычно рассматривается как дополнение к традиционным источникам энергии. Недостатком всех гелиоустановок является зависимость их работы от состояния атмосферы, а также от сезонных и суточных колебаний солнечной радиации, что требует включения в их состав аккумулирующих устройств.
Впрочем, как я уже говорил вам, у меня есть некоторое количество балласта, который в случае экстренной надобности может дать возможность подняться еще скорее. Клапан, находящийся на верхнем полюсе шара, является только предохраийтельным клапаном. Воздушный шар неизменно содержит одно и то же количество водорода. Подъем и снижение, повторяю, происходит только благодаря изменению его температуры. А теперь, господа, я хочу сообщить вам еще одну подробность: при сгорании водорода и кислорода на конце горелки получаются водяные пары; поэтому я снабдил нижнюю часть цилиндрического ящика трубкой с клапаном, действующим при давлении в две атмосферы; следовательно, когда пар достигает такого давления, он сам автоматически выходит наружу.
В ходе выполнения проекта организованы регулярные измерения малых газовых примесей, обусловливающих парниковый эффект (СО2, СН4, СО) и разрушение озонового слоя (N2O, SF6). Кроме того, выполнение проекта позволит на основе данных измерений концентраций изотопов углерода 13С и кислорода 18О получить качественные характеристики изменений общей циркуляции атмосферы.
Погодные условия могут оказывать негативное влияние на самочувствие человека или вызывать чувства комфорта. Погодой называется состояние атмосферы в данном месте в определенный момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц). Погода обусловлена физическими процессами, происходящими при взаимодействии атмосферы с космосом и земной поверхностью. Погоду характеризуют метеорологические показатели: атмосферное давление, температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра.
Большое значение имеет исследование химического состава звезд путем тщательного анализа их спектров. При этом необходимо учитывать температуру и давление в поверхностных слоях звезд, которые также получают из спектров. Вообще спектрографические наблюдения дают наиболее полную информацию об условиях, господствующих в звездных атмосферах.
При образовании планет компоненты атмосферы могли попасть на них тремя путями. Во-первых, планета могла притянуть к себе какое-то количество газа из газового диска, пока он еще не рассеялся – в первые 10 млн лет существования Солнечной системы. Во-вторых, инертные газы, вода и азот в заметных количествах содержатся в хондритных метеоритах – остатках планетезималей, основных строительных блоках планет. В-третьих, как при образовании планет, так и в эпоху поздней тяжелой бомбардировки на них попало какое-то количество ледяных комет из внешних областей Солнечной системы. Помимо смешивания газов из этих трех источников на состав атмосферы повлияли химические реакции, связавшие какую-то (возможно, бóльшую) часть водорода и азота в недрах Земли. Однако изотопный состав газов и соотношение количества разных инертных газов (не затронутое химией) помогут нам раскрыть происхождение атмосферы. Метеориты доступны нам для прямого изучения на Земле, а к кометам летали космические зонды. Но газ протопланетного диска давно рассеялся. Ближе всего к нему по составу, видимо, Солнце, но прямое его изучение невозможно, а с помощью дистанционных спектроскопических методов можно измерить не все элементы и изотопы. Также хорошим приближением является атмосфера Юпитера, которую анализировал в 1995 году спускаемый аппарат зонда «Галилео». Эти измерения показывают, что в метеоритах выше доля тяжелых изотопов всех инертных газов по сравнению с протопланетным диском.
Люди не испытывают воздействия давления, которое за бортом сейчас равно 500 атмосферам. Только на центральный иллюминатор на этой глубине воздействует сила более 160 тонн, что соответствует весу четырех тяжелых танков. А ведь иллюминатор сделан из акрилового стекла и имеет внутренний диаметр 200 миллиметров. Но люди в безопасности, ибо и обитаемая сфера, и другие конструктивные элементы рассчитаны и испытаны со значительным превышением максимальной рабочей глубины аппарата. Люди даже забыли, где они находятся: они всецело поглощены происходящим за иллюминаторами. Они как будто слились с природой…
Таким образом, давление окружающей среды, т. е. абсолютное давление, представляет собой сумму атмосферного давления на уровне моря и гидростатического давления, которое изменяется на 1 атмосферу каждые 10 м глубины.
Из-за нехватки фундаментальных знаний вопрос о воздействии солнечной активности на климат оставался вне сферы внимания и климатологов, и астрофизиков практически до начала 1980-х. Возможно, первая попытка связать два события – минимум Маундера и Малый ледниковый период – была сделана Д. Эдди [181]. Многие исследования весьма убедительно подтверждают связь солнечной активности и климата – более тёплые периоды соответствуют более активному Солнцу. Во многих естественных архивах температурные и «космические» сигналы на удивление хорошо совпадают. В качестве наиболее показательных примеров можно привести изменения толщины ежегодных слоёв озёрных донных отложений в Финляндии [190], размеров Большого Алечского ледника в Швейцарских Альпах [158], содержания тяжёлого кислорода 18O в сталагмите из пещеры в Омане [280]. Минимумы Солнца совпадают с температурными аномалиями в пределах последних сотен и тысяч лет, таким образом, влияние солнечной активности на климат можно считать весьма вероятным. Но механизм этого влияния пока не ясен[29]. Десять лет назад в журнале Nature [284] была опубликована реконструкция солнечной активности за 11400 лет. Авторы обнаружили, что в последние 70 лет наблюдается аномальное число пятен на Солнце; в прошлый раз такая активность наблюдалась около 8000 лет назад. Возможно, этот фактор вносит значительный вклад в нынешнее потепление. Другим безусловным фактором является рост содержания углекислого газа в атмосфере, поглощающего инфракрасное излучение Земли (парниковый эффект). Сейчас его содержание достигло 400 ppm (частей на миллион), что значительно выше, чем в течение, по крайней мере, полумиллиона лет[30].
Колебания поверхностных слоев измеряются по доплеровскому сдвигу при наблюдениях в спектральных линиях. Впервые это было обнаружено в начале 1960-х гг. Лейтоном и его соавторами (Robert Leighton, Robert Noyers, George Simon). Эти ученые открыли пятиминутные колебания Солнца (названы по продолжительности их периода) с амплитудой скорости несколько сотен метров в секунду и пространственными масштабами порядка тысяч километров. Это самые заметные вертикальные колебания атмосферы Солнца.
Метанобразующие археи вполне могли поддержать концентрацию метана в атмосфере, достаточную для создания парникового эффекта, – на уровне 0,1 % (ныне < 0,0002 %) или его смесь с СО2. Поскольку в отсутствие главного окислителя – кислорода – продолжительность существования молекул метана могла быть на три порядка больше, чем нынешний 10-летний срок, по достижении соотношения СН4/СО2, близкого к 1, молекулы метана полимеризовались до этана (С2Н6). И легкая дымка превратилась в туман, в котором содержание метана могло в 600 раз превышать современный уровень. (Похожая по составу атмосфера с метановыми облаками и дождями существует на Титане, спутнике Сатурна.) При определенной размерности частиц и наличии в нем паров воды туман мог оставаться проницаемым и не препятствовал нагреву поверхности Земли. Под защитой метано-этанового тумана могла повыситься и концентрация NН3, OСS и серных соединений, включая аэрозоли полиатомной серы (S8).
Немногим лучше обстоят дела и с газовыми или эксимерными лазерами, в которых активной средой являются нестабильные соединения благородных (инертных) газов, находящихся в возбужденном состоянии. Такие лазеры генерируют излучение меньшей длины волны, которое несколько слабее, чем у химических, и поглощается атмосферой. Однако низкий коэффициент полезного действия такого лазера требует еще больших затрат энергии, а значит, сама установка имеет большие габариты и вес.
Помимо кислорода и азота, в атмосфере содержится небольшое количество так называемых парниковых газов – углекислый газ, водяной пар и метан. Составляя ничтожную долю атмосферы (менее 1 %), они, тем не менее, оказывают важное влияние на глобальный климат. Все дело в особых свойствах этих газов: будучи сравнительно прозрачными для коротковолнового излучения, поступающего от Солнца, они в то же время непрозрачны для длинноволнового – излучаемого Землею в космос. По этой причине вариации в количестве атмосферного CO2 могут вызывать существенные изменения теплового баланса планеты: с ростом концентрации этого газа атмосфера по своим свойствам все более приближается к стеклянной крыше парника, которая обеспечивает нагрев оранжерейного воздуха путем «улавливания» лучистой энергии, – парниковый эффект.
Эффективность деятельности человека зависит от организации рабочего места; правильного расположения и компоновки рабочего места; обеспечения удобной позы и свободы движений; использования оборудования, отвечающего требованиям эргономики. Микроклимат производственных помещений характеризуется большим разнообразием сочетаний температуры, влажности, скорости движения воздуха, интенсивности и состава лучистого тепла, отличается динамичностью и зависит от колебаний внешних метеоусловий, времени года и дня, хода и характера производственного процесса, условий воздухообмена с атмосферой. Так при дискомфортном микроклимате наблюдается напряжение процессов терморегуляции. При выполнении физической работы границы терморегуляции снижаются.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, наличие в атмосфере загрязняющих веществ стало причиной смерти в России более чем 52 тыс. человек в 2004 г., а в 2008 г. – почти 70 тыс. человек. При этом очевидна связь данных показателей с динамикой изменения количества автомобилей в Российской Федерации. Если в середине 90-х гг. на 1000 чел. в стране приходилось около 92 автомобилей, то к 2005 г. данный показатель вырос почти в 2 раза (159)[4], а в настоящее время его значение вообще составляет более 250 автомобилей[5]. При этом почти три четверти автомобилей в России соответствуют низким экологическим стандартам[6].
Сегодня предлагается целый ряд специализированных программ для профессиональной деятельности в области охраны окружающей среды, реализующих элементы технологии ГИС. Они могут предназначаться для оценки загрязнений и их последствий и привязки результатов к конкретной местности. Основой таких программ является математическая модель процесса (например, метод расчета загрязнения атмосферы, базирующийся на гидродинамической модели пограничных слоев атмосферы и методе Монте-Карло для оценки турбулентной диффузии примесей, на основе суперпозиции полей загрязнений возможен расчет суммарного загрязнения и риска токсических эффектов и т. п.). На основе данных об источнике загрязнения (геопространственная привязка, объем, скорость выброса и др.), климатических характеристик можно рассчитать поле загрязнения, и результаты будут визуализироваться с учетом пространственных данных. Применение стандартизованного метода расчета позволяет использовать полученные результаты для принятия управленческих решений.
В распространении радиоволн всех диапазонов (за исключением очень коротких, длиной λ < 10 м) важную роль играет ионосфера. Это верхние сильно разряженные слои атмосферы, находящиеся на высоте свыше 100 км над поверхностью Земли и в значительной степени ионизированные под действием солнечного и космического излучения. Особенности распространения радиоволн в ионосфере практически полностью определяются концентрацией в ней свободных электронов, подвижность которых на несколько порядков выше подвижности ионов Концентрация электронов в ионосфере зависит не только от высоты над поверхностью Земли, но также от времени года, времени суток, солнечной активности; кроме того, она подвержена быстрым изменениям случайного характера.
Метод применяется для обучения студентов в США профессором Дж. Арнольдом. Предлагается решать любые обычные технические задачи в условиях воображаемой планеты со своеобразными условиями: температура на ее поверхности колеблется от – 43 до – 151°C, атмосфера состоит из метана, моря – из аммиака, сила тяжести в 10 раз больше земной. На планете живут разумные существа – метаниане, у них руки с тремя пальцами. У метаниан замедленные реакции. Необходимо последовательно разработать метанианскую технику: дома, средства транспорта, инструменты и т. д. Нужно преодолеть немало психологических барьеров, чтобы придумать, например, автомобиль или электродрель для этих условий. Регулярное решение подобных задач помогает развивать воображение.
Угол наклона земной оси тоже оптимален и составляет 23,5 градуса относительно перпендикуляра к плоскости орбиты. Благодаря углу наклона земной оси обеспечиваются хорошие климатические условия на большей части поверхности планеты. Оптимальными оказались и размеры, и масса нашей планеты. Диаметр составляет 12,5 тысяч км, а масса = 5,97 × 1024 кг. Если бы эти показатели были меньше, то у Земли не было бы атмосферы (как, например, ее нет у Луны). Если показатели были бы больше, то в атмосфере сохранились бы ядовитые газы (метан, аммиак, водород).
Геологические исследования свойств разреза горных пород доказывают, что северный и южный полюса планеты много раз менялись местами. Это явление называется инверсией магнитного поля. Только за последний период геологического времени продолжительностью в одиннадцать миллионов лет такая смена происходила не менее девяти раз. Установка нынешнего положения произошла, как предполагают, приблизительно 500–800 тысяч лет назад. Считается, что изменение полярности полюсов происходит каждые пятьсот тысяч лет. Значит, это событие может повториться буквально через какую-нибудь тысячу лет. По космическим меркам, это совсем маленький срок. Сам же процесс переворота продолжается несколько тысяч лет. В это время солнечная радиация почти свободно проникает в атмосферу, ведь защитные экраны снимаются, потому что напряженность магнитного поля падает в три раза. Только ультрафиолетовое излучение задерживается озоновым слоем атмосферы. Нельзя исключить того, что инверсия магнитного поля может стать причиной страшной природной катастрофы, грозящей гибелью всего живого на Земле. В то же время сейчас достоверно известно, что магнитное поле Земли уже неоднократно претерпевало подобные изменения, а жизнь продолжает существовать, хотя, возможно в несколько ином виде. Огромный скачок интенсивности космического излучения мог вполне привести к возникновению скрытых генетических изменений и большому росту числа мутаций в органическом мире. Может быть, и человек – плод такого рода мутаций.
Для городских условий загрязненные почвы рассматривают прежде всего как источник вторичного загрязнения атмосферного воздуха. На основе сопряженных геохимических и гигиенических исследований установлена возможность использования уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагополучного состояния атмосферы и оценки степени опасности загрязнения территории для здоровья населения. Исходной величиной для оценки уровня загрязнения почв в этом случае является значение фоновой концентрации рассматриваемого вещества в почвах региона. Обычно такие подходы используют при анализе загрязнения территории тяжелыми металлами и другими токсичными элементами.
Атмосфера и атмосферное давление
Атмосфе́ра Земли́ (от. др.-греч. ἀτμός —
пар и σφαῖρα — шар) —газовая оболочка,
окружающая планету Земля,
одна из геосфер.
Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и
частично земную кору, внешняя переходит в околоземную часть космического
пространства.
Совокупность разделов физики и химии,
изучающих атмосферу,
принято называть физикой атмосферы.
Состояние атмосферы определяет погоду и климат на
поверхности Земли. Изучением погоды занимается метеорология,
а климатом и его вариациями — климатология.
Атмосферное давление – это давление
газовой оболочки нашей планеты, атмосферы, которое действует на все имеющиеся в
ней предметы, а также земную поверхность. Давление соответствует силе, которая
действует в атмосфере на единицу площади.
В состав атмосферы
входит огромное количество газов. Преимущественно это азот и кислород (98%).
Также имеется углекислый газ, неон, аргон и др. Атмосфера начинается с
пограничного слоя толщиной 1-2 км и заканчивается экзосферой на высоте около 10
000 км, где плавно переходит в межпланетное пространство. Состав атмосферы
Состав атмосферы влияет на давление за счет плотности. Каждый компонент имеет
свою плотность. Чем больше высота, тем тоньше слой атмосферы и ниже его
плотность. Соответственно снижается и давление.
Измерение атмосферного
давления В Международной системе единиц атмосферное давление измеряется в
паскалях (Па). Также в России используются такие единицы, как бар, миллиметры ртутного
столба и их производные. Их применение обусловлено приборами, при помощи
которых измеряется давление – ртутными барометрами. 1 мм ртутного столба
соответствует около 133 Па. Барометры бывают двух типов: жидкостные;
механические (барометр-анероид).
Кроссворд
В каждую клетку, включая нумерованную,
вставить букву так, чтобы слова по горизонтали означали:
1.
Инертный газ,
впервые обнаруженный на Солнце.
2.
Инертный
радиоактивный газ.
3.
Голландский химик,
современник Галлилея, который ввел в научную практику слово «газ».
4.
Первые
изобретатели воздушного шара – братья….
5.
Английский
исследователь, первый установил состав газа.
6.
Газ, который
называют «газом жизни».
7.
Элемент,
который входит в химическую формулу воды.
8.
Французский
химик, изучивший химические основы горения.
По вертикали, в выделенных клетках – фамилия ученого, который ввел
в практику слово «атмосфера»
|
1 |
|||||||||
|
2 |
|||||||||
|
3 |
|||||||||
|
4 |
|||||||||
|
5 |
|||||||||
|
6 |
|||||||||
|
А |
Т |
М |
О |
С |
Ф |
Е |
Р |
А |
|
|
7 |
|||||||||
|
8 |
Ответы
1. Гелий
2. Радон
3. Гельмонт
4. Монголфье
5. Кавендиш
6. Кислород
7. Водород
8. Лавуазье
По
вертикали
– Ломоносов
Пояснения
1.
Ге́лий (химический
символ He, лат. H—elium) — химический
элемент 18-й
группы (по устаревшей классификации — побочной
подгруппы восьмой группы, VIIIB) первого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным
номером 2. Простое
вещество, гелий — инертный одноатомный газ
без цвета, вкуса и запаха. По
распространённости во Вселенной и
по лёгкости занимает второе место после водорода.
2.
Радо́н — элемент 18-й группы периодической системы
химических элементов Д. И. Менделеева (по старой классификации — главной подгруппы VIII группы), 6-го периода, с атомным номером 86.
Обозначается символом Rn (от лат. radon). Простое
вещество радон при нормальных условиях — бесцветный инертный газ; радиоактивен, стабильных изотопов не имеет, может представлять опасность
для здоровья и жизни. При комнатной температуре является
одним из самых тяжёлых газов.
3.
Ян Баптиста ван Гельмонт — бельгийско-голландский химик, физиолог, врач и мистик. В химии
сделал много открытий, ввёл в химическую терминологию термин «газ》, названный им по аналогии с греческим хаосом; химическим же путём стремился найти средство от всех
болезней; вообще, считал химические процессы началом многих явлений.
4.
Монгольфье́ — братья Жозеф-Мишель (1740—1810) и Жак-Этьенн (1745—1799), изобретатели воздушного
шара. Братьям принадлежит первый успех в воздухоплавании — они
подняли в воздух изготовленный из бумаги шар с отверстием внизу, наполняя шар
горячими газами легче воздуха, пока их температура была ещё достаточно
высока. Первый публичный опыт Монгольфье
произвели 5 июня 1783 года с шаром из холста, оклеенным обоями с принадлежащей их семье фабрики.
Шар имел около 12 метров в поперечнике, за 10 минут взлетел с грузом около
200 кг на значительную высоту и опустился на расстоянии 1,2 км от места
подъёма.
5.
Ге́нри Ка́вендиш — британский физик и химик, член Лондонского королевского общества (1760), иностранный член Парижской академии наук (1803). Его первое сообщение о газах под названием «Искусственный
воздух» было опубликовано в 1766 году. Оно начинается с определения
искусственного воздуха, как «любого вида воздуха, который содержится в
других органах в „неупругом“ состоянии, и может быть получен оттуда».
6.
Кислоро́д (химический
символ — O, от лат. Oxygenium) — химический
элемент 16-й
группы (по устаревшей классификации — главной
подгруппы шестой группы, VIA), второго периода периодической системы Д. И. Менделеева, с атомным
номером 8. Кислород — химически активный неметалл,
является самым лёгким элементом из группы халькогенов.
Как простое
вещество (при нормальных
условиях) кислород — газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого
состоит из двух атомов (формула —
O2). Систематическое
название: дикислород. Жидкий
кислород(при низких температурах) имеет светло-голубой цвет, а
твёрдый (при низких температурах) представляет собой кристаллы светло-синего
цвета.
7.
Водоро́д (химический
символ — H, от лат. hydrogenium) — химический
элемент первого периода периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным
номером 1. Одноатомная форма водорода — самое
распространённое химическое вещество во Вселенной,
составляющее примерно 75 % всей барионной массы.
Звёзды, кроме компактных,
в основном состоят из водородной плазмы.
Самый лёгкий из элементов периодической таблицы. Ядро самого распространённого
— протия — состоит из одного только протона и
не содержит нейтронов.
При стандартной температуре и давлении водород — бесцветный, не
имеющий запаха и вкуса, нетоксичный
двухатомный газ (химическая
формула — H2), который в смеси с воздухом или кислородом горюч и
крайне пожаро- и взрывоопасен.
8.
Антуа́н
Лора́н Лавуазье́ —
французский естествоиспытатель,
основатель современной химии.
Член Парижской академии наук (1768, ), Лондонского королевского общества (1788). В своих
исследованиях Лавуазье показал, что при процессе горения вещество
не выделяется из горящего тела, а присоединяется к нему. Установив свой новый
взгляд на процессы горения и окисления,
Лавуазье вместе с тем правильно понял состав воздуха.
Путём анализа и синтеза он показал, что воздух есть смесь двух газов: один из
них — есть газ, преимущественно поддерживающий горение, «здоровый воздух,
чистый воздух, жизненный воздух, кислород», как последовательно называл его сам
Лавуазье, другой газ — нездоровый воздух или азот.
Михаи́л Васи́льевич Ломоно́сов — первый крупный русский учёный—естествоиспытатель.
Будучи ярким примером «универсального
человека» (лат. homo universalis), он проявил себя как энциклопедист, физик и химик:
вошёл в науку как первый химик, который дал физической
химии определение, весьма близкое к современному, и
предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом
предвосхитила современное представление о строении материи и многие фундаментальные
законы, в числе которых — одно из начал термодинамики.
Основоположник научного мореплавания и
физической химии; заложил основы науки о стекле. Астроном (открыл
наличие атмосферы у
планеты Венеры), приборостроитель, географ, металлург, геолог.
Сыграл основополагающую роль в формировании русского литературного
языка (наряду с Н. М. Карамзиным и А. С. Пушкиным, и последовавшими за ними классиками
русской литературы). Оценивается как великий реформатор русского языка,
определивший пути его дальнейшего развития в статусе языка национального.
Он же — художник, генеалог, историограф;
поборник развития отечественных наук, экономики, образования (разработал
проект Московского университета, впоследствии
названного в его честь).
Статский
советник, профессор химии (1745), действительный
член Санкт-Петербургской Императорской академии наук (1745)
и почётный
член Королевской Шведской и Болонской
академий наук.