Τι είναι η ατμοσφαιρική πίεση;
Η ατμοσφαιρική πίεση ή η βαρομετρική πίεση είναι η δύναμη που ασκείται από τη στήλη αέρα της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια της γης σε ένα συγκεκριμένο σημείο.
Αυτή η δύναμη είναι αντιστρόφως ανάλογη με το υψόμετρο. Όσο υψηλότερο είναι το υψόμετρο, τόσο χαμηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση και όσο χαμηλότερο είναι το υψόμετρο, τόσο υψηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση.
Η υψηλότερη ατμοσφαιρική πίεση είναι αυτή που εμφανίζεται στο επίπεδο της θάλασσας. Επομένως, αυτό το μέτρο λαμβάνεται ως αναφορά για το κανονική ατμοσφαιρική πίεση.
Μονάδες ατμοσφαιρικής πίεσης
Υπάρχουν αρκετές μονάδες μέτρησης που αντιπροσωπεύουν την ατμοσφαιρική πίεση. Αυτό που χρησιμοποιείται στο S.I. Ονομάζεται Pascal (Pa) ή hectopascal (hPa). Ωστόσο, χρησιμοποιούνται επίσης ράβδοι (b), millibars (mb), “atmospheres” (atm), χιλιοστά υδραργύρου (mm Hg) και Torricellis (Torr).
Τύπος ατμοσφαιρικής πίεσης
Ο τύπος για τον υπολογισμό της ατμοσφαιρικής ή βαρομετρικής πίεσης διέπεται από τις αρχές του υδροστατική θεμελιώδης εξίσωση. Ας δούμε στη συνέχεια.
Pa = ρ.g.h
Σε αυτόν τον τύπο,
- Το Pa είναι ίσο με την πίεση που ασκείται σε ένα σημείο του υγρού.
- Το ρ είναι ίσο με την πυκνότητα του υγρού.
- g είναι ίση με την επιτάχυνση της βαρύτητας.
- h ισούται με βάθος.
Έτσι, εάν:
- ρ = 13550 kg / m3 (πυκνότητα υδραργύρου)
- g = 9,81 m / s2
- h = 0,76 m (ύψος της στήλης υδραργύρου)
Επειτα,
- Pa = 101 023 Pa
Τιμή ατμοσφαιρικής πίεσης στο επίπεδο της θάλασσας
Η κανονική τιμή ατμοσφαιρικής πίεσης (σε επίπεδο θάλασσας) είναι 760 mm, η οποία ισοδυναμεί με 760 torr. στα 1.013,2 mb (χιλιοστά) 101 325 Pa (pascals); στα 1013,2 hPa (hectopascals) ή επίσης σε 1 atm (ατμόσφαιρα).
Όργανο για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης
Βαρόμετρο αρενοειδούς
Το όργανο μέτρησης της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι γνωστό ως βαρόμετρο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ατμοσφαιρική πίεση ονομάζεται επίσης βαρομετρική πίεση. Υπάρχουν διάφοροι τύποι βαρόμετρων. Τα πιο σημαντικά είναι τα εξής:
Βαρόμετρο υδραργύρου
Βασικό σχήμα του βαρόμετρου υδραργύρου.
Είναι το πρώτο βαρόμετρο στην ιστορία, που εφευρέθηκε από την Evangelista Torricelli το 1643. Είναι ένας γυάλινος σωλήνας ανοιχτός στο κάτω άκρο και κλειστός στο άνω άκρο. Αυτός ο σωλήνας είναι γεμάτος με υδράργυρο, το επίπεδο του οποίου ποικίλλει ανάλογα με το βάρος της στήλης αέρα που στηρίζεται στη συσκευή. Ας δούμε πώς είναι δυνατόν.
Στο αποκαλούμενο πείραμα Torricelli, ο επιστήμονας γέμισε πλήρως έναν σωλήνα μήκους ενός μέτρου με υδράργυρο και τον έκλεισε με ένα δάχτυλο. Στη συνέχεια το γύρισε, το έβαλε σε μια ορισμένη κλίση σε ένα δοχείο, επίσης με υδράργυρο, και απελευθέρωσε το στόμα του σωλήνα.
Κάνοντας αυτό, το υγρό κατέβηκε, αλλά η κάθοδος σταμάτησε σε ύψος 76 cm, δημιουργώντας ένα κενό στο πάνω άκρο. Από αυτό προέκυψε ότι η πίεση σε κενό είναι ίση με 0. Με αυτά τα δεδομένα, ο Torricelli μπόρεσε να υπολογίσει την ατμοσφαιρική πίεση.
Βαρόμετρο αρενοειδούς
Εσωτερικός μηχανισμός βαρεόμετρου αρενοειδούς
Αυτό το βαρόμετρο εφευρέθηκε το 1843 από τον Lucien Vidie και αποτελείται από μια ασημένια μεταλλική κάψουλα. Αυτή η κάψουλα έρχεται σε επαφή με έναν μοχλό που συνδέεται με γρανάζια τα οποία, με τη σειρά τους, συνδέονται με μια βελόνα ένδειξης. Η κάψουλα συστέλλεται όταν υπάρχει μεγαλύτερη πίεση ή επεκτείνεται όταν υπάρχει λιγότερη πίεση, η οποία οδηγεί την κίνηση των γραναζιών και ενεργοποιεί τη βελόνα ένδειξης.
