De atmosfärstryck Det orsakas av vikten av de gaser som utgör atmosfären på jordytan. Atmosfärens massa uppskattas till cirka 5 x 1018 kg och alla levande varelser utsätts för det tryck som denna massa utövar.
Den första som mätte den var den italienska forskaren Evangelista Torricelli (1608-1647). Han utförde ett enkelt men mycket genialt experiment 1644: han fyllde helt ett glasrör som stängdes i ena änden med kvicksilver, inverterade det och hällde det i en behållare som också innehöll kvicksilver..
Torricelli observerade att röret inte tömdes helt utan fylldes med kvicksilver till en höjd av 76 cm. Förvånad gjorde han många tester med rör av olika form och fick alltid samma resultat..
På detta sätt insåg Torricelli att atmosfärstrycket höjde och höll kvicksilverkolonnen inuti röret på en höjd av 760 mm. På detta sätt fastställs medelvärdet för atmosfärstrycket..
Eftersom trycket definieras som kraft per areaenhet är enheterna i atmosfärstrycket i det internationella systemet newton / meter eller pascal, vilket förkortas Pa. Så i detta system är atmosfärstrycket Pbankomat har ett värde på:
Pbankomat = 101,354,8 Pa
Detta är det normala värdet av atmosfärstryck vid 0 ºC och vid havsnivå.
Artikelindex
I teorin är det maximala värdet av atmosfärstrycket precis vid havsnivån. Även om det finns så mycket variation på denna nivå, måste experter ställa in något referenssystem för att hjälpa dem att bestämma dess värde..
Här är de viktigaste faktorerna som påverkar värdet av atmosfärstrycket på en viss plats på jorden:
-Höjd över havet: för varje 10 meters höjd minskar trycket med 1 mm Hg. Men det händer också att densiteten hos gasen som utgör atmosfären inte är konstant. I princip minskar luftens densitet när höjden ökar.
-Temperatur: ju högre temperaturen minskar densiteten och luften väger mindre, därför minskar tryckvärdet.
-Latitud: atmosfärstrycket är lägre vid ekvatoriella breddgrader, eftersom jorden inte är en perfekt sfär. Kusten vid ekvatorn ligger längre bort från jordens centrum än polerna och där är luftens densitet också lägre..
-Kontinentalitet: ju mer du rör dig mot det inre av kontinenterna, desto högre atmosfärstryck, medan på kustnära platser är trycket lägre.
De altimetrisk ekvation som relaterar atmosfärstrycket P av en plats med sin höjd z över havsnivån har den följande form:
Här Peller är det befintliga trycket vid initial- eller referenshöjden, som normalt tas vid havsnivå, ρeller luftens densitet vid havsnivå och g värdet av tyngdacceleration. Senare i avsnittet lösta övningar finns steg-för-steg-avdraget.
Atmosfäriskt tryck mäts med barometer. Det enklaste är som den som Torricelli byggde, baserat på kvicksilver. Lutningen på röret eller diametern ändrar inte kvicksilverkolonnens höjd, såvida inte klimatfaktorerna är ansvariga för detta..
Till exempel bildas moln i områden med lågt tryck. Så när barometeravläsningen sjunker är det en indikation på att dåligt väder kommer..
Egentligen kan andra vätskor också användas istället för kvicksilver, till exempel kan du göra en vattenbarometer. Problemet är att kolonnens storlek är 10,33 m, mycket opraktiskt att transportera.
Det finns också instrument som mäter tryck mekaniskt - genom deformationer i rör eller spiraler -: aneroidbarometrarna och tryckmätare. De kan mäta tryckdifferensen mellan två punkter eller också mäta ett tryck med atmosfärstryck som referens.
Det normala tryckvärdet används för att definiera en ny tryckenhet: atmosfären, förkortat bankomat. Atmosfäriskt tryck är 1 atm; sålunda kan andra tryck uttryckas i termer av atmosfärstryck, vilket är ett mycket välbekant värde för alla:
1 atm = 101,293 Pa
Följande tabell visar de enheter som används mest inom vetenskap och teknik för att mäta tryck och motsvarande ekvivalens i pascal:
| Enhet | Likvärdighet i pascal |
| N / mtvå | 1 |
| bankomat | 101,355 |
| mm Hg | 133,3 |
| lb / intvå | 6894,76 |
| Pub | 1x 105 |
På den fria ytan av en vätska i statisk jämvikt och öppen för atmosfären verkar atmosfärstrycket. Men vid vätskans inre punkter verkar naturligtvis vätskekolonnens vikt.
Kolonnens vikt beror på dess höjd och vätskans densitet, vilket vi antar konstant, liksom temperaturen. I detta fall är trycket P:
P = ρ. g. z
Det här är hydrostatiskt tryck när som helst i en vätska med konstant densitet och är direkt proportionell mot djupet z vätska.
Refererar till absolut tryck Pmagmuskler i en vätska i vila definieras den som summan av atmosfärstrycket Pbankomat och det hydrostatiska trycket P:
Pmagmuskler = Pbankomat + P
Slutligen mätningstrycket Pman i en vätska i vila är det skillnaden mellan absolut och atmosfärstryck och i detta fall motsvarar det att mäta det hydrostatiska trycket:
Pman = Pmagmuskler - Pbankomat
Storleken på den totala kraften som utövas av atmosfären på en människokropp kan uppskattas. Antag att kroppen har en yta på cirka 2 mtvå, Eftersom tryck definieras som kraft per ytenhet kan vi lösa och beräkna kraften:
P = F / A → F = P. A
För denna beräkning kommer vi att använda det normala värdet av atmosfärstrycket som fastställdes i början:
F = 101,354,8 Pa x 2 mtvå = 202,710 N
Detta resultat motsvarar mer eller mindre 20 ton kraft, men det utgör inte ett problem för de levande varelserna som bor på jordens yta, som är anpassade till detta, precis som fisken i havet..
Även om det är en ganska stor kraft. Varför kollapsar vi inte före henne?
Tja, trycket inuti kroppen är lika med trycket utanför. Vi kollapsar inte eftersom den inre kraften balanseras av en annan utåtriktad kraft. Men vissa människor påverkas av höjd och kan blöda från näsan när de klättrar upp mycket höga berg. Det beror på att balansen mellan blodtryck och atmosfärstryck har förändrats.
Atmosfäriskt tryck gör det möjligt att dricka läsk med halm eller sugrör. Sumerierna och andra forntida kulturer hade upptäckt att de kunde dricka öl med ihåliga växtstammar eller vass som sugrör.
Mycket senare, i slutet av artonhundratalet och början av 1900-talet, patenterades olika modeller av sugrör i USA, inklusive de med en dragspelformad armbåge, som ofta används idag..
Så fungerar de: när vätskan absorberas genom sugröret minskar trycket ovanför vätskan i sugröret och detta gör att trycket under, vilket är högre, skjuter vätskan uppåt för att enkelt dricka..
Av den anledningen är det inte tillrådligt att dricka vätskor på detta sätt efter en extraktion eller tandkirurgi, eftersom tryckfallet kan orsaka att såret öppnas och börjar blöda..
Hämta den altimetriska ekvationen P (z):
-Po är trycket vid referensnivån (havsnivå)
-z är höjden
-ρeller är densiteten hos vätskan vid havsnivå
-g är värdet på tyngdacceleration
Först och främst, låt dp ett differenstryck som enligt den grundläggande ekvationen för hydrostatik uttrycks som:
dp = - ρ.g.dz
Minustecknet tar hänsyn till det faktum att trycket minskar med ökande z. Luft antas också vara en idealisk gas, så tryck och densitet är relaterade till:
p = ρ.R.T / M
ρ = (M / RT). s
Densiteten ersätts omedelbart för att erhålla:
dp = - (M / RT) .p.g.dz
Att skriva trycket på detta sätt förutsätter att atmosfären är uppdelad i höjdlager dz, något som en stapel pannkakor, alla med tryck dp. På detta sätt erhålls en differentiell ekvation som löses genom att separera variablerna sid Y z:
dp / p = -(M / RT) .g.dz
Den integreras sedan på båda sidor, vilket motsvarar att lägga till tryckbidragen från varje lager. I vänster integral görs det från ett tryck Peller initialt, upp till ett tryck P slutlig. På samma sätt utvärderas integralen till höger från zeller fram tills z:
ln (P / Peller) = - (M / RT). G. (Z-zeller)
Följande är att lösa för P med exponential:
Slutligen, om båda T Vad g de förblir konstanta, ρeller= (M / RT)Peller, sedan M / RT = ρeller / Peller, och det kan också göras zeller = 0. Att sätta ihop allt detta:
Vad är värdet av atmosfärstrycket i La Paz, Bolivia, som ligger 3640 m över havet? Ta som den genomsnittliga lufttätheten värdet 1225 kg / m3 vid havsnivå.
Ersätt helt enkelt de numeriska värdena i den altimetriska ekvationen:
Sammanfattningsvis är det cirka 66% av det normala trycket.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.