На верхнем уровне ртутного чашечного барометра имеется отверстие, которое позволяет чаше взаимодействовать с атмосферой. В некоторых ситуациях это отверстие может быть закрыто винтом. В верхней части трубки отсутствует воздух, что приводит к поднятию столбика ртути до определённой высоты в колбе под воздействием атмосферного давления.
Атмосферное давление в физике
Знакомство с понятием атмосферного давления необходимо многим людям различных профессий: врачам, пилотам, ученым, исследователям Арктики и другим. Это значение оказывает непосредственное влияние на специфику их работы. Атмосферное давление представляет собой величину, которая используется для предсказания погоды. Повышение давления сигнализирует о наступлении солнечной погоды, тогда как его снижение предвещает ухудшение климатических условий, включая облачность, дожди, снегопады и град.
Атмосферное давление представляет собой силу, которая воздействует на поверхность Земли. Проще говоря, оно определяется массой столба воздуха, находящегося над данной точкой, с основанием в 1 квадратный метр.
Скачайте инструкцию и получите отформатированную версию всего за 30 секунд ?.
Основной единицей измерения атмосферного давления является паскаль (Па), который соответствует силе в 1 ньютон (Н), действующей на площадь в 1 м² (1 Па = 1 Н/м²). В сфере метрологии атмосферное давление часто предствляется в эктопаскалях (гПа) с точностью до 0,1 гПа, при этом 1 гПа эквивалентен 100 паскалям.
До недавнего времени основными единицами измерения атмосферного давления были миллибар (мбар) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Измерение атмосферного давления осуществляется на всех метеорологических станциях. Для составления обзорных карт, отображающих погодные условия в конкретный момент времени на уровне земли, давление воздуха на уровне метеостанции корректируется до значений, соответствующих уровню моря. Это позволяет выявлять области с высоким и низким давлением (антициклоны и циклоны), а также атмосферные фронты.
Среднее атмосферное давление при уровне моря, оцененное для широты 45 градусов и температуре воздуха 0 градусов, составляет 1013,2 гПа. Это значение принято считать стандартным и обозначается как «нормальное давление».
Полезно ли это для написания реферата на тему «Атмосферное давление в физике»? Курсовые, дипломные и другие работы, подготовленные студентами. 80% студентов, которые обратились за помощью, смогли улучшить свои оценки.
Определение атмосферного давления
Мы часто упускаем из виду, что воздух обладает весом. На поверхности нашей планеты плотность воздуха составляет 1,29 кг/м³. Галилео Галилей уже доказал наличие веса у воздуха. Его ученик Эванджелиста Торричелли стал первым, кто продемонстрировал, что воздух оказывает давление на все объекты на Земле. Это явление получило название атмосферное давление.
Невозможно точно вычислить атмосферное давление, применяя формулу для вычисления давления столба жидкости. В конечном итоге требуется знать как высоту этого столба, так и его плотность. Однако атмосфера не имеет четких границ, а плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты. Именно поэтому Эванджелиста Торричелли разработал альтернативный метод измерения атмосферного давления.
Он взял стеклянную трубочку длиной приблизительно один метр, закрытую с одного конца, заполнил её ртутью и опустил открытый конец в бассейн с ртутью. Часть ртути вытекала в чашу, но значительная доля оставалась внутри трубки. Каждый день уровень ртути в трубке слегка изменялся. Давление ртути на определенной высоте создается весом столба ртути, так как в верхней части трубки над ртутью отсутствует воздух. Здесь образуется вакуум, который называется «вакуумом Торричелли».
Можно сделать вывод, что атмосферное давление соответствует давлению столба ртути в трубке. Измерив высоту ртутного столба, можно вычислить давление, создаваемое ртутью, которое равно атмосферному давлению. Если атмосферное давление увеличивается, уровень ртути в трубке Торричелли поднимается, и наоборот.
Рисунок 1: Измерение атмосферного давления. Author24 — Электронный обмен студенческими документами
Инструменты для определения атмосферного давления
Для проведения измерений атмосферного давления применяются следующие виды приборов:
- станционный барометр чашечный ртутный СР-А (для диапазона 810-1070 гПа, который характерен для равнин) или СР-Б (для диапазона 680-1070 гПа, что наблюдается на высокогорных станциях);
- барометр-анероид БАММ-1;
- барограф метеорологический М-22А.
Ртутные барометры, использующиеся для определения атмосферного давления на метеорологических станциях, обладают высокой точностью и广泛 распространены. Они устанавливаются в специально подготовленные шкафы. Доступ к ним строго контролируется по соображениям безопасности: только специально обученные специалисты и наблюдатели могут их обслуживать.
Наиболее часто встречаются анемометры, которые предназначены для измерения атмосферного давления на метеорологических станциях и географических объектах, а также для определения расстояний. Они широко применяются для барометрической настройки.
Барограф M-22A обычно используется для выявления и постоянной регистрации изменений атмосферного давления. Существует два его варианта:
- для суточной регистрации колебаний давления применяется модель М-22АС;
- для отслеживания изменений давления в течение недели используется модель М-22АН.
Содержание
- 1 История
- 2 Изменчивость и влияние на погоду
- 3 Стандартное давление
- 4 Барическая ступень
- 5 Приведение к уровню моря
- 6 См. также
- 7 Примечания
- 8 Ссылки
Атмосферное давление вызвало массу вопросов у людей в 1638 году, когда попытка герцога Тосканского украсить фонтаны садами Флоренции потерпела неудачу – вода не могла подняться выше 10,3 метра. Стремление понять причины данного явления и эксперименты, проведенные Эванджелистой Торричелли с более тяжелым элементом – ртутью, привели к тому, что в 1643 году он установил, что воздух обладает весом. В сотрудничестве с В. Вивиани Торричелли осуществил первый опыт по измерению атмосферного давления и создал трубку Торричелли (первая ртутная барометрика) – стеклянную трубу, внутри которой отсутствовал воздух. Ртуть в этой трубке поднималась на высоту примерно 760 мм.
Изменчивость и воздействие на погоду
На поверхности нашей планеты атмосферное давление варьируется в зависимости от географического положения и временных изменений. Особенно важными считаются непериодические колебания давления, которые влияют на климатические условия и связаны с образованием, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся гигантских вихрей (циклонов), где доминирует пониженное давление. Атмосферное давление на уровне моря колеблется в пределах от 641 до 816 мм рт. ст. Внутри торнадо давление может резко снижаться и достигать 560 мм рт. ст.
С увеличением высоты атмосферное давление снижается, так как оно создается только слоем атмосферы, который располагается выше. Связь между давлением и высотой над уровнем моря описывается так называемой барометрической формулой.
На метеорологических картах атмосферное давление изображается с помощью изобаров, которые представляют собой линии, соединяющие точки с одинаковым давлением на поверхности. Это давление неизменно снижается по мере подъема к уровню моря.
Атмосферное давление является одним из самых динамичных метеорологических показателей. В соответствии с его определением, оно зависит от высоты столба воздуха, его плотности и силы тяжести, которая варьируется в зависимости от географической широты и этажности над уровнем моря.
| 1 гПа = 0,75 мм рт. ст. Или 1 мм рт. ст. = 1,333 гПа (133,322 Па). |
Нормативное давление
В химической науке давление, равное 100 кПа, с 1982 года принято считать стандартным атмосферным давлением по рекомендации IUPAC. Атмосферное давление представляет собой одно из ключевых свойств атмосферных условий. В условиях спокойной атмосферы давление в любой конкретной точке соответствует весу столба воздуха однородного сечения, находящегося над данной точкой.
В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентны 1013,25 мб. Основной единицей измерения давления в системе СИ является Pascal (Па). Один Паскаль соответствует одному Ньютону на квадратный метр (1 Па = 1 Н/м²). В соответствии с системой СИ, 1013,25 мб равны 101325 Па, что также можно записать как 101,3 кПа или 0,1 МПа.
