Ако някога сте гледали стандартен метеорологичен доклад по телевизията или сте проверявали местните условия онлайн, сте видели нещо наречено атмосферно налягане (често се нарича барометрично налягане тъй като устройството, използвано за извършване на тези измервания, се нарича барометър). Често се очаква да знаете какво е това количество и какво означават единици като mm Hg, без никакво обяснение.
Докато температурата, валежите и слънчевото греене обикновено са звездите на прогнозата, ролята на натиска също е важна. Капки в атмосферното налягане под обичайната стойност от около 760 mm Hg често предвещават ветровито, дъждовно или иначе неприятни условия, докато повишаването на атмосферното налягане обикновено е предвестник на справедливо небе да дойде.
Какво е налягането във физиката?
Налягането е количеството сила, упражнявана за единица площ. Силите идват в много форми, но всеки "вид" отнема единици маса, умножена по ускорение. Тъй като земната гравитация ускорява масите към земния център, теглото е сила, чиято стандартна единица е нютонът (N).
Въздухът има маса, въпреки че може да не се чувства така, защото телата на земните същества са еволюирали, за да усещат тежестта на въздуха като никаква. Кислородът, азотът, въглеродният диоксид и други газове изпитват гравитацията точно както всичко друго с маса, дори и отделните атоми.
Ако приемете, че въздухът около вас е с еднаква плътност, представете си какво би се случило, ако можете да нарисувате 1-m на 1-m квадрат на земята и измерете теглото на въздуха във въображаем правоъгълник, простиращ се вертикално навън пространство. Това тегло, разделено на квадратурата (1 m2) ще даде атмосферното налягане в N / m2 или паскал (Па).
Какво е атмосферното налягане?
Помислете за "колоната" на въздуха над височината h, оказвайки натиск върху площ с размер А квадратни метра (m2) на повърхността на Земята. От основната геометрия, ако удвоите стойността на A („основата“ на този много висок, слаб правоъгълник), вие също удвоите обема на правоъгълника. Това означава два пъти повече тегло и двойно по-голямо налягане; тегло и налягане по този начин и двете варират директно с.
Това означава, че абсолютният размер на площта, върху която се измерва налягането, е без значение; трябва само да знаете стойността му и тази на теглото на атмосферата над него. По този начин дори малка система може да свърши работата, ако е настроена правилно. Настройката е отворена чиния от плътния течен метален живак, свързана с вертикална тръба, отворена в дълбочината на живака, но запечатана с вакуум в горната част. Теглото на въздуха изтласква живака нагоре пропорционално на въздушното налягане, което позволява последното да бъде измерено.
- Паскалът е SI единица за налягане, но килопаскалът (kPa) е по-удобна единица за налягане в диапазона на тази на земната атмосфера.
Какво означава "mm Hg"?
Описаното по-горе устройство се нарича живачен барометър. Обикновено теглото на въздуха създава налягане от 760 mm Hg, наричан още единица тор. Това означава, че нормалното въздушно налягане е достатъчно, за да се запази живачна колона с височина около 30 инча: (760 mm) (in / 25.4 mm) = 29.92 in.
Представете си какво се случва, когато налягането на въздуха спадне. С по-малко тегло върху колоната с живак, горната част на колоната ще падне до по-ниска стойност; обратно, ако теглото над колоната се увеличи (т.е. атмосферното налягане се повиши), тогава отгоре на колоната ще бъде принуден нагоре, тъй като въздухът упорито измества живака от съда в тръбата бленда.
Преобразуване на mm Hg в Pascal
За да изчислите налягането в почти всяка възможна единица, предвид налягането в която и да е друга единица, вижте Ресурсите.
- Обърнете внимание, че въздушното налягане, както много физически величини, има температурна зависимост; тъй като молекулите се движат по-бързо и се сблъскват все повече с повишаване на температурата, налягането се повишава.