Сегодня разбираем еще один запрос пользователя — Атмосферное давление, в котором нас просят вычислить атмосферное давление. В виду отсутствия дополнительной информации в запросе, я предположил, что нужно рассчитывать атмосферное давление в зависимости от высоты над уровнем моря.
Зависимость давления газа от высоты определяется так называемой барометрической формулой
,
где
— разность высот, м
— молярная масса воздуха, 29 г/моль (в расчете используется 0.029 кг/моль)
— универсальная газовая постоянная, 8.31 Дж/(мольК)
— ускорение силы тяжести, 9.81 м/(сс)
— температура воздуха (К)
Кстати, еще тема атмосферного давления развивается здесь Барометрическое нивелирование и здесь Зависимость температуры кипения воды от высоты над уровнем моря.
Ниже калькулятор — вводим давление на высоте уровня моря (можно оставить по умолчанию; 760 миллиметров ртутного столба — это нормальное атмосферное давление), температуру и высоту, получаем результат.
Зависимость давления от высоты над уровнем моря
Давление на уровне моря (мм.рт.ст.)
Температура воздуха (градусы Цельсия)
Высота над уровнем моря (метры)
Давление на заданной высоте (мм.рт.ст.)
Роджер уже привел барометрическую формулу. Приведу также некоторые конкретные числа, взятые из литературы. Итак,
нормальное атмосферное давление на нулевом уровне — 760 мм ртутного столба.
Высота 10 км, давление 217 мм.
Высота 20 км, давление 42 мм.
30 км — 9,5 мм (чуть больше, чем на Марсе, но самолет еще лететь может, если летит очень быстро).
40 км — 2,4 мм.
50 км — 0,76 мм.
60 км — 0,22 мм.
70 км — 0,055 мм.
80 км — 0,011 мм.
90 км — 0,002 мм.
100 км — 0,0006 мм.
120 км — 6×10^-5 мм.
150 км — 3,7×10^-6 мм.
200 км — 3×10^-7 мм (такой вакуум создает хороший лабораторный ртутный насос с азотной ловушкой).
Мы уже знаем, как рассчитать давление в жидкости по формуле $p=rho gh$, из которой видно, что давление зависит от ее плотности и высоты столба жидкости.
Так как жидкость мало подвержена сжатию, ее плотность на различных глубинах практически одинакова (рисунок 1). Соответственно, мы можем считать плотность жидкости постоянной и учитывать только изменение глубины/высоты.
Но газы, в отличие от жидкости, легко поддаются сжатию. Можно сказать, что чем сильнее газ сжат, тем больше его плотность и тем более сильное давление он производит.
Напомним, что нижние слои атмосферы наиболее плотные. Какова же величина атмосферного давления считается приемлемой и как изменение атмосферного давления влияет на нас?
Уменьшение давления с увеличением высоты
Зависимость давления воздуха от высоты намного сложнее, чем зависимость давления жидкости от высоты ее столба.
Как объяснить, что атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты подъема над уровнем Земли?
Наша атмосфера неоднородна, и давление воздуха вблизи поверхности Земли максимально. С высотой оно будет уменьшаться. Почему так происходит?
- Во-первых, при подъеме над землей высота столба воздуха над нами будет уменьшаться;
- Во-вторых, будет уменьшаться плотность воздуха.
Поэтому если вы полетите на воздушном шаре или вздумаете подняться в горы, то давление воздуха с высотой будет только уменьшаться.
Нормальное атмосферное давление
Наиболее заселенными участками Земли считаются равнины (до 500 м над уровнем моря), поэтому нам особенно важно знать величину атмосферного давления, приближенную к этим отметкам высоты над уровнем моря (рисунок 2).
Какое атмосферное давление называют нормальным?
Все эксперименты и опыты показали, что атмосферное давление в местах, расположенных на уровне моря, приблизительно равно 760 мм рт. ст. Именно эту величину атмосферного давления и назвали «нормальным атмосферным давлением».
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой $760 space мм$ при температуре $0 degree C$, называется нормальным атмосферным давлением.
Нормальное атмосферное давление в паскалях
Рассчитаем нормальное атмосферное давление в паскалях. В прошлых уроках мы выяснили, что $1 space мм space рт. space ст. = 133.3 space Па$.
$760 cdot 133.3 space Па approx 101 space 308 space Па approx 1013space гПа$.
Величина атмосферного давления в горах
Это давление считается нормальным, но будет ли оно таким, если подняться высоко в горы? Или на крышу небоскреба?
При подъеме на каждые 12 метров атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст., что можно с легкостью проверить с помощью барометра-анероида (или высотомера) и многоэтажного здания (рисунок 3).
Подобные расчеты на практике помогают ориентироваться в пространстве, определять положение заданных объектов относительно уровня Мирового океана (как вы знаете, данный уровень принят как стандартный нуль для отсчета любой высоты на Земле).
Интересные факты
Тело человека приспособлено к атмосферному давлению, но плохо переносит его понижение. При подъеме на такие высокие горы, (примерно с 4000 м, а иногда и ниже) многие люди начинают чувствовать себя плохо, появляются приступы «горной болезни»: становится трудно дышать, из ушей и носа нередко идет кровь, можно даже потерять сознание.
И все же люди приспосабливаются и к таким непростым условиям, например, в мире есть несколько стран (Боливия, Мексика, Перу, Эфиопия, Афганистан), в которых большинство населения проживают на высоте свыше 1000 м над уровнем моря.
В Тибете граница обитания человека превышает 5000 м над уровнем моря. Потоси — город, который еще во времена Инков являлся крупнейшим месторождением серебра в Южной Америке, — построен на высоте 4090 метров и имеет население около 160 тысяч человек. Это один из самых высокогорных городов на земном шаре.
Упражнения
Упражнение №1
Почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме над Землей увеличивается в объеме?
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
Изнутри на оболочку воздушного шарика оказывает давление водород. При подъеме это давление изменяться не будет. А вот давление воздуха (атмосферное давление) с подъемом шарика будет становиться меньше.
Когда шарик находится у поверхности Земли, то давление газа внутри него и атмосферное давление уравновешивают друг друга. При подъеме атмосферное давление будет уменьшатся — равновесие нарушится. Давление водорода внутри шарика станет больше давления воздуха снаружи. Это и приведет к увеличению размеров воздушного шарика.
Упражнение №2
У подножия горы барометр показывает 760 мм рт. ст., а на вершине 722 мм рт. ст. Какова примерно высота горы?
Дано:
$p_1 = 760 space мм space рт. space ст.$
$p_2 = 722 space мм space рт. space ст.$
$h — ?$
Посмотреть решение ответ
Скрыть
Решение:
Сначала вычислим разницу атмосферного давления у подножия горы и на ее вершине:
$Delta p = p_1 space − space p_2$,
$Delta p = 760 space мм space рт. space ст. space − space 722 space мм space рт. space ст. = 38 space мм space рт. space ст.$
Мы знаем, что атмосферное давление при подъеме на каждые $12 space м$ уменьшается на $1 space мм space рт. space ст.$ У нас же давление уменьшилось на $38 space мм space рт. space ст.$ Значит, мы можем вычислить высоту горы:
$h = Delta p cdot 12$,
$h = 38 space мм space рт. space ст. cdot 12 = 456 space м$.
Ответ: $h = 456 space м$.
Упражнение №3
Выразите нормальное атмосферное давление в гектопаскалях ($гПа$).
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
$1 space мм space рт. space ст. = 133.3 space Па = 1.333 space гПа$.
$p = 760 cdot 1.333 space гПа approx 1013 space гПа$.
Упражнение №4
При массе $60 space кг$ и росте $1.6 space м$ площадь поверхности тела человека равна примерно $1.6 space м^2$. Рассчитайте силу, с которой атмосфера давит на человека (при нормальном атмосферном давлении).
Для того, чтобы рассчитать силу, при вычислениях нам необходимо использовать величину нормального атмосферного давления, выраженную в паскалях: $p = 760 cdot 133.3 space Па = 101 space 308 space Па$.
Дано:
$p = 760 space мм space рт. space ст.$
$S = 1.6 space м^2$
СИ:
$p = 101 space 308 space Па$.
$F — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
Давление по определению:
$p = frac{F}{S}$.
Выразим из этой формулы силу, с которой атмосфера давит на человека, и рассчитаем ее:
$F = pS$,
$F = 101 space 308 space Па cdot 1.6 space м^2 = 162 space 092.8 space Н approx 162 space кН$.
Ответ: $F approx 162 space кН$.
Упражнение №5
Высота самой высокой точки на планете, горы Эверест, составляет приблизительно $8800 space м$ над уровнем моря. Какого же будет атмосферное давление на вершине горы?
Дано:
$h = 8800 space м$
$p = 760 space мм space рт. space cт.$
$p_1 — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
Обозначим величину изменения давления с высотой как $h_1$. Так как мы знаем, что каждые $12 space м$ давление воздуха уменьшается на $1 space мм space рт. space ст.$ можно записать:
$h_1 = 12 frac{м}{мм space рт. space ст.}$
Обозначим разницу давлений: $Delta p = p_2 space − space p_1$, где:
$p_2$ — давление у основания горы (или $p$),
$p_1$ — давление на вершине горы.
Рассчитаем изменение атмосферного давления $Delta p$ по формуле:
$Delta p= frac{h}{h_1}$,
$Delta p=frac{8800 space м}{12 frac{м}{мм. space рт. space ст.}} approx 733 space мм. space рт. space ст.$
Искомое давление:
$p_1 = p space − space Delta p$,
$p_1 = 760 space мм. space рт. space ст. space − space 733 space мм. space рт. space ст. = 27 space мм. space рт. space ст.$
Ответ: $p_1 = 27 space мм. space рт. space ст.$
Задание
С помощью барометра-анероида измерьте атмосферное давление на первом и последнем этажах здания школы. Определите по полученным данным расстояние между этажами.
Чтобы выполнить это задание, измерьте давление на первом этаже школы ($p_1$) и давление на последнем этаже школы ($p_2$). Значения фиксируйте в мм рт. ст.
Воспользуйтесь тем фактом, что каждые 12 метров атмосферное давление уменьшается на 1 мм.
- Найдите разницу между зафиксированными значениями давления на разных этажах:
$Delta p = p_1 space − space p_2$; - Полученную разницу умножьте на 12 и вы получите значение расстояния между этажами:
$h = Delta p cdot 12$.
Не все знают, что на разной высоте давление атмосферы отличается. Существует даже специальный прибор для измерения и давления, и высоты. Называется он барометр-альтиметр. В статье мы подробно изучим, как с высотой изменяется атмосферное давление и при чем тут плотность воздуха. Рассмотрим эту зависимость на примере графика.
Давление атмосферы на разных высотах
Атмосферное давление зависит от высоты. При ее увеличении на 12 м давление уменьшается на 1 мм ртутного столба. Этот факт можно записать с помощью такого математического выражения: ∆h/∆P=12 м/мм рт. ст. ∆h — это изменение высоты, ∆P — изменение атмосферного давления при изменении высоты на ∆h. Что из этого следует?
Из формулы видно, как с высотой изменяется атмосферное давление. Значит, если мы поднимемся на 12 м, то АД уменьшится на 12 мм ртутного столба, если на 24 м — то на 2 мм ртутного столба. Таким образом, измеряя атмосферное давление, можно судить о высоте.
Миллиметры ртутного столба и гектопаскали
В некоторых задачах давление выражается не в миллиметрах ртутного столба, а в паскалях или гектопаскалях. Запишем вышеприведенное соотношение для случая, когда давление выражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.
Теперь выразим соотношение высоты и атмосферного давления не через миллиметры ртутного столба, а через гектопаскали. ∆h/∆P=12 м/1,333 гПа. После вычисления получим: ∆h/∆P=9 м/гПа. Выходит, что когда мы поднимаемся на 9 метров, то давление уменьшается на один гектопаскаль. Нормальное давление — это 1013 гПа. Округлим 1013 до 1000 и примем, что на поверхности Земли именно такое АД.
Если мы поднимаемся на 90 м, как с высотой изменяется атмосферное давление? Оно уменьшается на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м — на 1000 гПа. Если на земле давление в 1000 гПа, а мы поднялись на 900 м вверх, то атмосферное давление стало нулевым. Так что, получается что атмосфера заканчивается на девятикилометровой высоте? Нет. На такой высоте есть воздух, там летают самолеты. Так в чем же дело?
Связь плотности воздуха и высоты. Особенности
Как с высотой изменяется атмосферное давление вблизи поверхности Земли? На этот вопрос уже ответила картинка выше. Чем больше высота, тем меньше плотность воздуха. Покуда мы находимся недалеко от поверхности земли, изменение плотности воздуха незаметно. Поэтому на каждую единицу высоты давление уменьшается примерно на одно и тоже значение. Два записанные нами ранее выражения нужно воспринимать как правильные, только если мы находимся недалеко от поверхности Земли, не выше 1-1,5 км.
График, показывающий как атмосферное давление изменяется с высотой
Теперь перейдем к наглядности. Построим график зависимости давления атмосферы от высоты. При нулевой высоте P0=760мм рт. ст. Из-за того, что с ростом высоты давление уменьшается, атмосферный воздух будет менее сжат, его плотность станет меньше. Поэтому на графике зависимость давления от высоты не будет описываться прямой линией. Что это значит?
Как с высотой изменяется атмосферное давление? Над поверхностью земли? На высоте 5,5 км оно уменьшается в 2 раза (Р0/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р0/4 и т. д.
Соединим точки, и мы увидим, что график — это не прямая, а кривая. Почему, когда мы записывали соотношение зависимости, складывалось впечатление, что на высоте 9 км атмосфера заканчивается? Мы считали, что график является прямой на любых высотах. Это было бы так, если бы атмосфера была жидкой, то есть если бы ее плотность была постоянной.
Важно понимать, что этот график является лишь фрагментом зависимости на малых высотах. Ни на какой точке этой линии давление не снижается до нуля. Даже в глубоком космосе существуют молекулы газов, которые, правда, не имеют отношение к земной атмосфере. Ни в одной точке Вселенной не существует абсолютного вакуума, пустоты.
Определение атмосферного давления весьма просто – это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление – это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный.
Измерение атмосферного давления
Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.
Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике – паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба. Ну а последняя единица измерения – бары.
1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.
Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному – 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.
[custom_ads_shortcode1]
Нормальное атмосферное давление
760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C – это нормальное давление. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.
Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.
[custom_ads_shortcode2]
Влияние атмосферного давления на погоду
Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.
Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?
Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.
Для того, чтобы узнать, сколько в паскале атмосфер, необходимо воспользоваться простым онлайн калькулятором. Введите в левое поле интересующее вас количество паскалей, которое вы хотите конвертировать. В поле справа вы увидите результат вычисления. Если необходимо перевести паскали или атмосферы в другие единицы измерения, просто кликните по соответствующей ссылке.
[custom_ads_shortcode3]
Что такое «паскаль»
Единица измерения из системы СИ – паскаль (Па, Pa), равен давлению при равномерном приложении силы в 1 ньютон к ровной поверхности площадью 1 кв.
м. В паскалях измеряют также механическое напряжение, модули упругости, модуль Юнга, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву и срезу, звуковое и осмотическое давление, летучесть. Названа единица в честь французского физика и математика Блеза Паскаля в 1961 году.
[custom_ads_shortcode1]
Что такое «атмосфера»
Внесистемная единица измерения давления, приблизительно соответствующая атмосферному давлению на уровне мирового океана.
Равноправно существуют две единицы – техническая атмосфера (ат, at) и нормальная, стандартная или физическая атмосфера (атм, atm). Одна техническая атмосфера – это равномерное перпендикулярное давление силы в 1 кгс на ровную поверхность площадью 1 см².
1 ат = 98 066,5 Па.
[custom_ads_shortcode2]
Как перевести давление в Паскали
Стандартная атмосфера – это давление ртутного столба высотой 760 мм при плотности ртути 13 595,04 кг/м³ и нулевой температуре. 1 атм = 101 325 Па = 1,033233 ат. В РФ используется только техническая атмосфера. В прошлом для абсолютного и избыточного давления употребляли термины «ата» и «ати».
Избыточное давление – разница между абсолютным и атмосферным давлением, когда абсолютное больше атмосферного. Разница между атмосферным и абсолютным давлением, когда абсолютное давление ниже атмосферного, называется разрежением (вакуумом).
[custom_ads_shortcode3]
Атмосферное давление
Паска́ль (русское обозначение: Па, международное: Pa) — единица измерениядавления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ)[1]. Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр: 1 Па = 1 Н·м−2.
[custom_ads_shortcode1]
Атмосферное давление: перевод мегапаскалей (МПа) в атмосферы
С основными единицами СИ паскаль связан следующим образом: 1 Па = 1 кг·м−1·с−2. В СИ паскаль также является единицей измерения механического напряжения, модулей упругости, модуля Юнга, объёмного модуля упругости, предела текучести, предела пропорциональности, сопротивления разрыву, сопротивления срезу, звукового давления, осмотического давления, летучести (фугитивности)[2]. В соответствии с общими правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы паскаль пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной.
Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием паскаля. Например, обозначение единицы динамической вязкости записывается как Па·с. Единица названа в честь французскогофизика и математикаБлеза Паскаля. Впервые наименование было введено во Франции декретом о единицах в 1961 году[2][3].
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ. На практике применяют приближённые значения: 1 атм = 0,1 МПа и 1 МПа = 10 атм. 1 мм водяного столба примерно равен 10 Па, 1 мм ртутного столба равен приблизительно 133 Па. Нормальное атмосферное давление принято считать равным 760 мм ртутного столба, или 101 325 Па (101 кПа). Размерность единицы давления (Н/м²) совпадает с размерностью единицы плотности энергии (Дж/м³), но с точки зрения физики эти единицы не эквивалентны, так как описывают разные физические свойства.
В связи с этим некорректно использовать Паскали для измерения плотности энергии, а давление записывать как Дж/м³.
[custom_ads_shortcode2]
Сколько атмосферы в 1 бар?
Название единицы давления в баре происходит от греческого слова для веса. Производная этой единицы, миллибар, широко используется в метеорологии. Бар относится к категории единиц, определяемых силами силы и площади. Есть две единицы с тем же именем, называемые линией. Одним из них является единица измерения давления, принятая в физической системе единиц CGS (сантиметр, грамм, другая). Этот блок определяется как 1 dyne / cm2, где 1 dyne — это единица силы, используемая в системе.
Кроме того, под 1 баром находится внесистемная система, метеорологическая единица, также называемая стандартной атмосферой. Соотношение между двумя полосами составляет 1 бар или 1 стандартная атмосфера составляет 106 дин / см2.
В дополнение к стандартной атмосфере, техническая (метрическая) атмосфера и физическая (нормальная) атмосфера используются на практике. Техническая или метрическая атмосфера используется в технической системе подразделений МКГСС. Он также обозначается как кгс / см2. Техническая атмосфера определяется как давление, создаваемое силой 1 кгс, направленное перпендикулярно и равномерно распределенное на плоскую поверхность 1 см2.
Соотношение стержня к технической атмосфере составляет 1 бар = 10197 кгс / см2. Нормальная атмосфера — дополнительный системный блок, такое же давление на поверхности Земли. Он определяется как давление, контролируемое 760 мм ртути при 0 градусах Цельсия, нормальная плотность ртути и нормальное ускорение веса. Связь между полосой и нормальной или физической атмосферой — 1 бар = 0,98692 атм.
Часто быстрый и удобный расчет не требует высокой точности. Поэтому приведенные выше значения могут быть округлены в зависимости от того, какие ошибки вы готовы принять в измерениях.
[custom_ads_shortcode3]
Атмосферное нормальное и стандартное давление
Если ошибка составляет 0,5%, вы можете взять 1 бар, что равно 0,98 атм. или 1,02 кгс / см2. Если мы проигнорируем разницу между технической атмосферой и баром (стандартная атмосфера), то ошибка составляет 2%. И, допустив ошибку 3%, мы можем принять во внимание физическую и стандартную атмосферу, которая эквивалентна друг другу.
По материалам сайта http://otvet.mail.ru.
Давление — это физическая величина, показывающей действующую силу на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Давление определяется, как P = F / S, где P – давление, F – сила давления, S – площадь поверхности. Из этой формулы видно, что давление зависит от площади поверхности тело действующего с некой силой. Чем меньше площадь поверхности, тем больше давление.
Единицей измерения давления является ньютон на квадратный метр (H/м). Также мы можем перевести единицы давления Н/м в паскали, – единицы измерения, названные в честь французского ученого Блеза Паскаля, который вывел, так называемый, Закон Паскаля. 1 Н/м = 1 Па.
Что такое ? ? ?
Давления газов и жидкостей – манометром, дифманометром, вакумметро, датчиком давления. Атмосферного давления – барометром. Артериального давления – тонометром.
И так, еще раз давление определяется, как P = F / S. Сила в гравитационном поле равно весу – F= m * g, где m – масса тело; g – ускорение свободного падения. Тогда давление –
P = m * g / S. Используя данную формулу, можно определить давление оказываемое телом на поверхность. Например, человеком на землю.
Атмосферное давление с высотой убывает. Зависимость атмосферного давления от высоты определяется барометрической формулой –
P = Po*exp(- μgh/RT). Где, μ = 0,029 кг/м3 – молекулярная масса газа (воздуха); g = 9.81 м/с2 – ускорение свободного падения; h – ho– разность высоты над уровнем моря и высотой принятой начало отчета (h=ho); R = 8,31 – Дж/моль К– газовая постоянная; Ро – атмосферное давление на высоте , принятой за начало отсчета; Т- температура по Кельвину. Опытным путем установлено, что атмосферное давление на уровне моря составляет примерно 760 мм рт. ст. Стандартное атмосферное давление принято равным 760 мм рт. ст., или 101 325 Па, отсюда вытекает определение миллиметра ртутного столба 101 325/760 Па = 133,322 368, т.е. 1 мм рт. ст. = 133,322 Па.
|
Давление. |
||
|
Па. |
мм.рт.ст. |
|
| Нормальное атмосферное давление | ||
| На высоте Останкинской телебашни в Москве (540м) | ||
| В пассажирской кабине самолета Ан-10 при полете на высоте 8 км* | ||
| В колбе газонаполненной электрической лампы | ||
| Наименьшее давление, допускаемое в гермитических кабинах самолетов** | ||
| На высочайшей горной вершине (пик Коммунизма, высота 7495 м) | ||
| На наибольшей высоте суши над уровнем моря (вершина горы Эверест, высота 8848 м) | ||
| На высоте 8 км*** | ||
| На высоте 9 км*** | ||
| На высоте 10 км*** | ||
| На высотк 11 км*** | ||
| В камере бытового пылесоса | 11 000 – 12 100 | |
| В пространстве между двойными стенками сосуда Дьюара | 10 – 10 | 10 – 10 |
| в колбе вакуумной электрической лампы накаливания | 10 – 10 | 10 – 10 |
| В кольбе ренгетовской трубки | 10 – 10 | 10 – 10 |
| на высоте 250 км**** | 3x 10 | 3x 10 |
| В колбе радио лампы | 10 | 10 |
| В вакуумной камере современного ускорителя заряженных частиц | 10- 10 | 10 – 10 |
| В камере установки для термоядерных реакций | до 10 | до 10 |
* Соответствует давлению воздуха на высоте 1400 м над Землей.** Соотвествует давлению воздуха на высоте 2400 м над Землей.*** Высота, на которой совершается обычно полеты турбовинтовыхи турбореактивных пассажирских самолетов. **** Средняя высота полета космического корабля “Восток”
[custom_ads_shortcode1]
Давление атмосферы на различной высоте над Землей
|
h, км. |
P. |
h, км. |
P. |
|
Па. |
мм рт. ст. |
Па. |
мм рт. ст. |
| 3,19 *10 | 2,4*10 | ||
| 2,67*10 | 2,0-10 | ||
[custom_ads_shortcode2]
Таблица. Перевод миллиметров ртутного столба в Паскали
|
мм рт. ст. |
мм рт. ст. |
|
Па. |
|
|
13198,9. Примеры. |
- 43 мм рт. ст.=5732,85 Па.
- 0,51 мм рт. ст. = 51 мм рт. ст. * 10 = 6799,42 * 10 Па = 67,9942 Па ≈68 Па
- 182 мм рт. ст. = 180 мм рт. ст. + 2 мм рт. ст. = 18 мм рт. ст. * 10 + 2 мм рт. ст. = 2399,8 Па * 10 + 266,64 Па = 24264,64 Па ≈ 24,3 кПа
- 1055 мм рт. ст.=1000 мм рт. ст. + 55 мм рт. ст .= 10 мм рт. ст. * 100 + 55 мм рт. ст. = 1333,22 Па * 100 + 7332,71 Па = 133322 Па + 7332,71 Па = 140654,71 Па ≈ 140,7 кПа.
[custom_ads_shortcode3]
Давления
|
Объект, среда. |
Давление. |
|
|
кПа. |
кгс/см |
|
|
Газы. |
||
| Воздух в баллонах акваланга | ||
| Воздух в пневмаматических инструментах | ||
| Природный газ в магистральном газопроводе | ||
| Атмосфера на поверхности планеты Венера (по измерениям советских межпланетных станций “Венера-9” и “Венера-10”) | ||
| Пороховые газы на канале современного ствола | до 390 000 | до 4000 |
| Газы в центре взрыва термоядерной бомбы | до 1011 | до 109 |
|
Жидкости. |
||
| Масло в магистрали смазки автомобилей и траторов | ||
| Максимально допустимое давление масла в школьном гидравлической прессе | ||
| Внутреннее молекулярное давление в воде | ||
| Внутреннее молекулярное давление в ртути | ||
|
Твердые тела. |
||
| Гусенечные траторы с уширенными гусеницами на почву | ||
| Гусеничные траторы на почву | ||
| Колеса легкового автомобиля на почву | ||
| Колеса железнодорожного вагона на рельсы |
[custom_ads_shortcode1]
Единицы давления
| Паскаль (Pa, Па) | Бар (bar, бар) | Техническая атмосфера (at, ат) | Физическая атмосфера (atm, атм) | Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., Hg, Torr, торр) | Метр водянного солба (м вод. ст., m HO) | Фунт-сила на кв. дюйм (psi) | |
| 1 Па | 1 Н/м | 10 | 10,197х10 | 9,8692х10 | 7,5006х10 | 1,0197х10 | 145,04х10 |
| 1 бар | 10 | 1х10дин/см | |||||
| 1 ат | 1 кгс/см | ||||||
| 1 атм | 1 атм | ||||||
| 1 мм рт.ст. | 1,3332х10 | 1,3595х10 | 1,3158х10 | 1 мм рт. ст. | 13,595х10 | 19,337х10 | |
| 1 м вод. ст | 9,80665х10 | 1 м вод. ст. | |||||
| 1 psi | 68,948х10 | 70,307х10 | 68,046х10 | 1 ibf/in |
Продолжение будет …
Наша Земля имеет атмосферу, оказывающую давление на все, что пребывает внутри нее. В 1634 году итальянский ученый Торричелли первым определил величину, которой равно атмосферное давление . Воздействие на человечка его изменений изучают ученые самых различных профессий.
Как угодило, атмосферное давление зависит от температуры, плотности воздуха, возвышенности, силы тяготения, широты местности.
Оно подвержено вечным колебаниям.
P1018000 Уравнение статики выражает закон изменения давления с вышиной: – p = gz, где: p – давление , g – ускорение свободного падения, – плотность воздуха, z – толщина пласта. Из главного уравнения статики следует, что при наращивании высоты (z > 0) изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Сурово говоря, основное уравнение статики справедливо только для больно высокого (бесконечно высокого) пласта воздуха z.
Однако на практике оно употребляемо, когда изменение высоты довольно немного по взаимоотношению к примерной толщине атмосферы.
Что значит НОРМАЛЬНОЕ АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ ДЛЯ ЗАДАННОЙ ВЫСОТЫ? Нормальное атмосферное давление – давление всего столба атмосферы на уровне моря и географической широте 45 град. За нормальное давление принимают 760 мм рт.
столба (1013 мбар, 101. 3 кН/кПа). При расчетах в динамической метеорологии за нормальное давление традиционно принимается 1000 мбар.
. . Это значит, что на уровне моря у широты 45° при температуре 0°С атмосферное давление равно весу столбика ртути в 760 мм или 1013 мбар, что принято за нормальное атмосферное давление земного шарика.
ВСЁ! Ну, если Вы второе желали спросить.
Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы.
Зависимость.
давления
от высоты описывается.
Или вот – табличка. . .
На квадратный сантиметр тела нормальное давление действует подобно весу, равный 1, 033 кг, но мы его не замечаем. Это потому, что газы воздуха растворены в тканевых жидкостях.
Они совершенно уравновешивают давление атмосферы.
Нарушение равновесия при переменах погоды воспринимается подобно ухудшению самочувствия. Какое атмосферное давление считается нормальным ?
Наверное, то, которое не оказывает негативного воздействия на организм. По словам медиков, оно равно 750 мм. рт. ст.
Гипотония уже успешно лечится По особой новейшей безмедикаментозной методике Фролова. Прорыв в медицине! lotus.
infodvd°€‘partner. ru Есть противопоказания. Посовещайтесь с доктором.
Эндометриоз. Действенное лечение. Как скоро освободиться от недуга не глядя из дома, уделяя по 15 мин.
за день mirdravi. ru Есть противопоказания. Посовещайтесь с доктором.
Нужно призвать удачу и обилие? Практический фен – шуй. Сделайте следующий возраст мировым возрастом в Вашей жизни!
vladimirzakharov.comДля того, чтобы узнать, сколько в миллиметре ртутного столба атмосфер, необходимо воспользоваться простым онлайн калькулятором. Введите в левое поле интересующее вас количество миллиметров ртутного столба, которое вы хотите конвертировать. В поле справа вы увидите результат вычисления. Если необходимо перевести или атмосферы в другие единицы измерения, просто кликните по соответствующей ссылке.
[custom_ads_shortcode2]
Что такое «миллиметр ртутного столба»
Внесистемная единица миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.; mm Hg), иногда называемая «торр», равна 101 325 / 760 ≈ 133,322 368 4 Па. Атмосферное давление измеряли барометром со столбиком ртути, отсюда и пошло название этой единицы измерения. На уровне моря атмосферное давление примерно равно 760 мм рт. ст. или 101 325 Па, отсюда значение – 101 325/760 Па. Данная единица традиционно используется в вакуумной технике, при измерении кровяного давления и в метеосводках. В некоторых приборах измерения производят по миллиметрам водяного столба (1 мм рт. ст. = 13,5951 мм вод. ст.), а в США и Канаде встречается также «дюйм ртутного столба» (inHg) = 3,386389 кПа при 0°C.
[custom_ads_shortcode3]
Что такое «атмосфера»
Внесистемная единица измерения давления, приблизительно соответствующая атмосферному давлению на уровне мирового океана. Равноправно существуют две единицы – техническая атмосфера (ат, at) и нормальная, стандартная или физическая атмосфера (атм, atm). Одна техническая атмосфера – это равномерное перпендикулярное давление силы в 1 кгс на ровную поверхность площадью 1 см². 1 ат = 98 066,5 Па. Стандартная атмосфера – это давление ртутного столба высотой 760 мм при плотности ртути 13 595,04 кг/м³ и нулевой температуре. 1 атм = 101 325 Па = 1,033233 ат. В РФ используется только техническая атмосфера.
В прошлом для абсолютного и избыточного давления употребляли термины «ата» и «ати». Избыточное давление – разница между абсолютным и атмосферным давлением, когда абсолютное больше атмосферного. Разница между атмосферным и абсолютным давлением, когда абсолютное давление ниже атмосферного, называется разрежением (вакуумом).
Атмосфера – газовое скопление, окружающее Землю. Вес воздуха, высота столба которого превосходит 900 км, оказывает массивное воздействие на обитателей нашей планетки. Мы не чувствуем этого, воспринимая жизнь на деньке воздушного океана как само собой разумеющееся.
Дискомфорт человек чувствует, поднимаясь высоко в горы. Недочет кислорода провоцирует резвую утомляемость. При всем этом значимым образом меняется атмосферное давление.
Физика рассматривает атмосферное давление, его конфигурации и воздействие на поверхность Земли.
В курсе физики средней школы исследованию деяния атмосферы уделяется существенное внимание. Особенности определения, зависимость от высоты, воздействие на процессы, протекающие в быту либо в природе, объясняются на основании познаний о действии атмосферы.
Когда начинают учить атмосферное давление? 6 класс – время знакомства с особенностями атмосферы. Длится этот процесс в профильных классах старшей школы.
[custom_ads_shortcode1]
История исследования
1-ые пробы установить атмосферное давление воздуха предприняли в 1643 г. по предложению итальянца Эванджелиста Торричелли. Стеклянная запаянная с 1-го конца трубка была заполнена ртутью.
Закрыв с другой стороны, ее опустили в ртуть. В высшей части трубки вследствие частичного вытекания ртути образовалось пустое место, получившее последующее заглавие: «торричеллиева пустота».
К этому времени в естествознании властвовала теория Аристотеля, считавшего, что «природа опасается пустоты». Согласно его мнениям, пустого, не заполненного веществом места быть не может. Потому наличие пустоты в стеклянной трубке длительно пробовали объяснить другими материями.
В том, что это пустое место, колебаний нет, оно ничем не может быть заполнено, ведь ртуть к началу опыта стопроцентно заполняла цилиндр. И, вытекая, не позволила другим субстанциям заполнить освободившееся место. Но почему вся ртуть не вылилась в сосуд, ведь препятствий этому также нет?
Вывод навязывается сам: ртуть в трубке, как в сообщающихся сосудах, делает такое же давление на ртуть в сосуде, как и нечто снаружи. На том же уровне с поверхностью ртути соприкасается только атмосфера. Конкретно ее давление держит вещество от выливания под действием силы тяжести.
Газ, как понятно, делает однообразное действие во всех направлениях. Его воздействию подвергается ртутная поверхность в сосуде.
Высота ртутного цилиндра приблизительно равна 76 см. Увидено, что этот показатель варьируется со временем, как следует, давление атмосферы изменяется. Его можно определять в см ртутного столба (либо в миллиметрах).
[custom_ads_shortcode2]
Какие единицы использовать?
Интернациональная система единиц является международной, потому не подразумевает использования мм рт. ст. при определении давления.
Единица атмосферного давления устанавливается аналогично тому, как это происходит в жестких телах и жидкостях. Измерение давления в паскалях принято в СИ.
За 1 Па принято такое давление, которое создается силой 1 Н, приходящейся на участок в 1 м 2 . Определим, как связаны единицы измерения. Давление столба воды устанавливаем по последующей формуле: p = ρgh.
Плотность ртути ρ = 13600 кг/м 3 . За точку отсчета возьмем столбик ртути длиной 760 мм. Отсюда:
р = 13600 кг/м 3 ×9,83 Н/кг×0,76 м = 101292,8 ПаЧтоб записать атмосферное давление в паскалях, учитываем: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па.
[custom_ads_shortcode3]
Пример решения задач
Обусловьте силу, с которой атмосфера действует на поверхность крыши размерами 10х20 м. Давление атмосферы считать равным 740 мм рт. ст.
р = 740 мм рт. ст. , a = 10 м, b = 20 м.
[custom_ads_shortcode1]
Анализ
Для определения силы деяния нужно установить атмосферное давление в паскалях. С учетом того, что 1 мм рт.ст. равен 133,3 Па, имеем последующее: р = 98642 Па.
[custom_ads_shortcode2]
Решение
Воспользуемся формулой определения давления: Так как площадь крыши не дана, представим, что она имеет форму прямоугольника. Площадь этой фигуры определим по формуле:
Подставим значение площади в расчетную формулу: p = F/(ab), откуда:
Вычислим: F = 98642 Па×10 м×20 м = 19728400 Н = 1,97 МН. Ответ: сила давления атмосферы на крышу дома равна 1,97 МН.
[custom_ads_shortcode3]
Методы измерения
Экспериментальное определение давления атмосферы можно делать, используя столб ртути. Если рядом с ним закрепить шкалу, то возникает возможность фиксировать конфигурации. Это самый обычный ртутный барометр. С удивлением отметил конфигурации деяния атмосферы конкретно Эванджелиста Торричелли, связав этот процесс с теплом и холодом.
Хорошим было названо давление атмосферы на уровне поверхности моря при 0 градусов по Цельсию. Это значение составляет 760 мм рт.ст. Обычное атмосферное давление в паскалях принято считать равным 10 5 Па.
Понятно, что ртуть довольно вредоносна для людского здоровья. Вследствие этого открытые ртутные барометры использовать нельзя. Другие воды имеют плотность существенно меньше, потому трубка, заполненная жидкостью, должна быть довольно длинноватой.
Например, аква столб, сделанный Блезом Паскалем, должен быть порядка 10 м в высоту. Неудобство разумеется.
[custom_ads_shortcode1]
Безжидкостный барометр
Восхитительным шагом вперед можно именовать идею отступить от воды при разработке барометров. Возможность сделать прибор для определения давления атмосферы реализована в барометрах-анероидах.
Основная деталь этого измерителя – плоская коробка, из которой откачан воздух. Чтоб ее не сдавило атмосферой, поверхность делают гофрированной. Системой пружин коробка соединена со стрелкой, указывающей значение давления на шкале. Последнюю можно проградуировать в всех единицах. Определять атмосферное давление в паскалях можно при соответственной измерительной шкале.
[custom_ads_shortcode2]
Высота подъема и давление атмосферы
Изменение плотности атмосферы по мере подъема ввысь приводит к уменьшению давления. Неоднородность газовой оболочки не позволяет ввести линейный закон конфигурации, так как с повышением высоты степень снижения давления миниатюризируется. У поверхности Земли по мере подъема на каждые 12 метров действие атмосферы падает на 1 мм рт.
ст. В тропосфере аналогичное изменение происходит на каждых 10,5 м.
Поблизости поверхности Земли, на высоте полета самолета, анероид, снабженный специальной шкалой, может определять высоту по атмосферному давлению. Этот прибор именуется альтиметром. Особое устройство на поверхности Земли позволяет установить показания альтиметра на нуле, чтоб в предстоящем использовать его для определения высоты подъема.
[custom_ads_shortcode3]
Пример решения задачки
У подножья горы барометр показал атмосферное давление в 756 мм рт. ст. Какое значение будет на высоте 2500 метров над уровнем моря?
Требуется записать атмосферное давление в паскалях. р 1 = 756 мм рт. ст.
[custom_ads_shortcode1]
Решение
Чтоб найти показания барометра на высоте Н, учтем, что давление падает на 1 мм рт. ст. каждые 12 метров.
Как следует: (р 1 – р 2)×12 м = Н×1 мм рт. ст. , откуда:
р 2 = р 1 – Н×1 мм рт. ст. /12 м = 756 мм рт.
ст. – 2500 м×1 мм рт. ст.
/12 м = 546 мм рт. ст. Чтоб записать приобретенное атмосферное давление в паскалях, выполним последующие деяния:
р 2 = 546×133,3 Па = 72619 ПаОтвет: 72619 Па.
[custom_ads_shortcode2]
Атмосферное давление и погода
Движение воздушных атмосферных слоев поблизости поверхности Земли и неоднородный прогрев воздуха на разных участках приводят к изменению погодных критерий на всех участках планетки. Давление может варьироваться на 20-35 мм рт. ст.
в продолжительном периоде и на 2-4 мм рт. ст. в течение денька.
Атмосферное давление, значение которого ниже обычного и нередко изменяется, показывает на циклон, накрывший определенный. Нередко это явление сопровождается облачностью и осадками. Низкое давление не всегда является признаком дождливой погоды. Ненастье больше находится в зависимости от постепенного понижения рассматриваемого показателя.
Резкое снижение давления до 74 см рт.ст. и ниже угрожает бурей, ливнями, которые продлятся даже тогда, когда показатель уже начинает подниматься.
Изменение погоды к наилучшему можно найти по последующим признакам:
- после долгого периода ненастья наблюдается постепенный и неуклонный рост атмосферного давления;
- в туманную слякотную погоду увеличивается давление;
- в период южных ветров рассматриваемый показатель подымается некоторое количество дней попорядку;
- возрастание атмосферного давления при ветреной погоде – признак установления комфортабельной погоды.
Источники:
- naturae.ru
- vipstylelife.ru
- www.kilomol.ru
- digitaljournals.ru