Όταν ελέγχετε τον καιρό, αν σας αρέσουν οι περισσότεροι, αυτό που σας ενδιαφέρει περισσότερο είναι τα πράγματα που υπαγορεύουν το φόρεμά σας: Είτε είτε όχι Η βροχόπτωση κάποιου είδους είναι πιθανό να πέσει έξω από τον ουρανό κατά τη διάρκεια της εξωτερικής έκθεσης, ποια είναι η θερμοκρασία του αέρα και αν είναι ανεμώδης.
Ανάλογα με το πού ζείτε και την ώρα του χρόνου, μπορείτε επίσης να ελέγξετε (μερικές φορές με φόβο) για να δείτε τον συγγενή επίπεδο υγρασίας, για να βεβαιωθείτε ότι είστε αρκετά ενυδατωμένοι για την εφίδρωση που είναι πιθανό να ακολουθήσει δεδομένου ενός υψηλού ΑΝΑΓΝΩΣΗ.
Οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν το φαινόμενο της ατμοσφαιρικής πίεσης (συνήθως ονομάζεται βαρομετρική) επειδή το ακούνε ότι αναφέρεται ως τυπικό χαρακτηριστικό των μετεωρολογικών προβλέψεων, αλλά οι περισσότεροι άνθρωποι δεν φτάνουν μέχρι να διερευνήσουν ποια είναι η σχέση και γιατί ο αέρας βιώνει την πίεση αλλάζει όλα. Οι άνεμοι δεν φυσούν οριζόντια, ενώ η πίεση μετριέται από πάνω ως ένα είδος "ώθησης";
Πίεση είναι μια ποσότητα στη φυσική που ισχύει για σχεδόν κάθε φυσική διαδικασία. Αφορά τη δύναμη φά στην περιοχή ΕΝΑ σε ένα πλήθος περιεχομένων, εκφράζεται και ορίζεται μαθηματικά στην απλούστερη μορφή του ως P = F / Α. Παίζει έναν ιδιαίτερα ζωτικό ρόλο στον τομέα της δυναμικής των ρευστών. (Ένα υγρό αποτελείται από ύλη σε κατάσταση υγρού ή αερίου.) Η ατμόσφαιρα γύρω σας είναι ένα υγρό και ασκεί πολύ περισσότερη πίεση σε εσάς και σε οτιδήποτε άλλο από ό, τι νομίζετε.
Τι είναι η πίεση;
Τυπικά, η πίεση είναι μια μέτρηση της επίδρασης της εξάπλωσης του δύναμη (μετρούμενη σε Newton, ή N, στο τυπικό διεθνές σύστημα μέτρησης) σε κάποια πραγματική ή μαθηματικά καθορισμένη επιφάνεια (μετρούμενη σε τετραγωνικά μέτρα ή m2). Μπορεί να έχετε αντιμετωπίσει ήδη προβλήματα φυσικής στα οποία μια δύναμη (όπως η βαρύτητα ή ο εαυτός σας) ενεργεί και κινείται ένα αντικείμενο με μάζα, αλλά η πίεση είναι διαφορετική στο ότι στην ουσία περιγράφει την αραίωση ή τη συγκέντρωση του δύναμη.
-
Φανταστείτε δύο διαφορετικά στερεά κουτιά, το καθένα με όγκο Β 10 μ3 (κυβικά μέτρα) και γεμάτο με ομοιόμορφο στερεό υλικό με πυκνότητα ρ
το ήμισυ του νερού, ή 0,5 kg / L, ή (500 kg / m3). Το ένα κουτί έχει μήκος 1 m, πλάτος 1 m και ύψος 10 m, ενώ το άλλο είναι μήκος 2,5 m, πλάτος 2,5 m και ύψος 1,6 m. Κανένα κουτί δεν πρέπει να περιστραφεί από τη θέση του. Εάν θέλετε να είστε σίγουροι μια αρχαία πλατφόρμα που φαίνεται κοντά θα μπορούσε υποστήριξη είτε κουτί, αλλά θα μπορούσατε να επιλέξετε μόνο ένα από τα δύο για να το επιβεβαιώσετε, ποιο θα διαλέγατε;
Οι μάζες των αντικειμένων είναι ίδιες επειδή οι όγκοι και οι πυκνότητές τους είναι οι ίδιες (ρ = m / V, οπότε m = ρV = (500 kg / m3) (10 μ3) = 5.000 κιλά. Δεδομένου ότι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης είναι 9,8 m / s2, η δύναμη (ή το βάρος) κάθε κιβωτίου είναι επομένως (5.000 kg) (9.8 m / s2) = 49.000 N.
Ωστόσο, συγκρίνετε τις περιοχές στις οποίες κατανέμονται αυτές οι αντίστοιχες μάζες: Το πρώτο κουτί έχει μια βάση (μήκος πλάτος) 1 m × 1 m = 1 m2, ενώ το άλλο κουτί έχει βάση 2,5 × 2,5 = 6,25 m2. Δεδομένου ότι η πίεση ισούται με τη δύναμη διαιρούμενη με την περιοχή, το στενό κουτί, με λιγότερο από το ένα έκτο της περιοχής βάσης για να λειτουργήσει ως δεύτερο κουτί, θα ασκήσει 6,25 φορές μεγαλύτερη πίεση στην πλατφόρμα όπως θα το κάνει ο συνεργάτης της. Επομένως, εάν η πλατφόρμα ramshackle μπορεί να υποστηρίξει το πρώτο κιβώτιο, θα πρέπει να μπορεί να κρατά και το δεύτερο μόνο του - υπό την προϋπόθεση ότι μπορείτε να τα σηκώσετε εκεί!
Μονάδες πίεσης και ορολογία
Στο παραπάνω παράδειγμα, η πίεση του πρώτου κουτιού σε οποιαδήποτε επιφάνεια στην οποία στηρίζεται είναι (49.000 N) / (1 m2) και αυτό του δεύτερου είναι (49.000 Β) (6,25 m2). Οι μονάδες πίεσης στο τυπικό σύστημα είναι έτσι το N / m2, πιο συχνά ονομάζεται pascal (Pa). Επειδή αυτό φαίνεται να είναι τόσο μικρή ποσότητα στον πραγματικό κόσμο, το kilopascal (kPa) χρησιμοποιείται πολύ πιο συχνά.
ο η πίεση της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια της Γης είναι περίπου101,325 Pa, ή 101,3 kPa. Λόγω των μέσων με τα οποία ο άνθρωπος καθορίζει την πίεση, ωστόσο, πολλές άλλες μονάδες χρησιμοποιούνται καθημερινά. Το ένα είναι το torr, επίσης γνωστό ως χιλιοστά υδραργύρου (mm Hg). (Οποιεσδήποτε περιέργειες έχετε σχετικά με το γιατί επιλέχθηκε αυτό το μέταλλο θα ικανοποιηθούν σε μια στιγμή.) 101,3 kPa, που ονομάζεται επίσης 1 atm για αναφορά, ισοδυναμεί με 760 torr από αυτό το πρότυπο. Από 1 ίντσα = 25,4 mm, 760 mm Hg = (760 / 25,4) = 29,92 σε Hg. Τέλος, 1 millibar = 0,001 atm, έτσι ατμοσφαιρική πίεση σε millibars = 1.013 mbar.
Τέλος, τι γίνεται με αυτά τα κιλά ανά τετραγωνική ίντσα (psi ή lb / in)2) χρησιμοποιείται συνήθως για τη μέτρηση της πίεσης των ελαστικών στις Ηνωμένες Πολιτείες; Αφού καλέσετε τις μετατροπές μεταξύ lb και kg και μεταξύ in και m, μπορείτε να δείξετε ότι 101,3 kPa = 14,7 lb / in2. Δεδομένου ότι η συνιστώμενη ελάχιστη πίεση ελαστικών αυτοκινήτου είναι μόνο περίπου 30 psi, τι σημαίνει αυτό για τη διαίσθησή σας σχετικά με το "αμελητέο" βάρος και, συνεπώς, την πίεση του αέρα;
Πώς μετράται η πίεση
ΕΝΑ μανόμετρο είναι μια συσκευή που μετρά την πίεση του αέρα χρησιμοποιώντας ένα δοχείο με σωλήνα σχήματος "U" ανοιχτό στο ένα ή και στα δύο άκρα. Σε ένα κλειστό μανόμετρο, ένα δείγμα αερίου εισάγεται στο ένα άκρο, το οποίο στη συνέχεια καλύπτεται. Στη συνέχεια, ένα ρευστό γνωστής πυκνότητας χύνεται στο άλλο άκρο. Το υγρό θα σταματήσει να κινείται όταν η πίεση του αερίου παγιδευτεί μεταξύ του πώματος και του υγρού μαζί με την πίεση στο Το κάτω μέρος της στήλης ρευστού σε αυτήν την πλευρά ταιριάζει με την πίεση του αέρα συν την πίεση της στήλης υγρού στο ανοιχτό πλευρά.
Το ύψος του υγρού στην ανοιχτή πλευρά θα είναι πιο ψηλά από την πλευρά όταν η πίεση του αέρα είναι μικρότερη από την πίεση του αερίου και πιο χαμηλα στην ανοιχτή πλευρά όταν η πίεση του αέρα υπερβαίνει την πίεση του αερίου. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη διαφορά ύψους για να υπολογίσετε την πίεση αερίου.
Δεδομένου ότι P = F / A = mg / A, m = ρV και V = Ah για έναν κυλινδρικό σωλήνα (δηλαδή, όγκος = εμβαδόν επί ύψος), αυτό μπορεί να αποδειχθεί ότι η πίεση που δημιουργείται από μια κατακόρυφη στήλη υγρού είναι ρgh, όπου h = ύψος σε μέτρα. Αυτή η πίεση αντιπροσωπεύει τη θετική ή αρνητική διαφορά μεταξύ της πίεσης αερίου και της ατμοσφαιρικής πίεσης.
-
Ανδρας- είναι η λατινική ρίζα για τη λέξη που σημαίνει χέρι, "από την οποία προέρχεται επίσης το" manipulate ". Ένας εύκολος τρόπος για να μεταδώσετε την έννοια της πίεσης εάν περιορίζεται σε μη λεκτική γλώσσα θα ήταν να χρησιμοποιήσετε το χέρι σας για να πιέσετε απαλά εναντίον ενός άλλου ατόμου.
- ΕΝΑ βαρόμετρο είναι ένας τύπος μετρητή πίεσης που χρησιμοποιείται ειδικά για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης.
- Η χειροκίνητη συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της αρτηριακής πίεσης σε μια υγειονομική περίθαλψη ονομάζεται a σφυγμόμετρο, με σφυγμός- μετάφραση χαλαρά σε "συμπίεση". Αυτό συμβαίνει επειδή μια μανσέτα πρέπει να φουσκώνει στο χέρι στο επίπεδο πάνω από αρτηριακή πίεση του σώματος για να το μετρήσει σωστά. πρέπει να πιέσουν κυριολεκτικά το χέρι σας για να το κάνουν.
Πίεση και καιρός
Η ατμοσφαιρική πίεση δεν είναι σταθερή και ποικίλλει εντός ενός τυπικού εύρους όπως η θερμοκρασία και άλλες γεωφυσικές ποσότητες. Μια ξεχωριστή συζήτηση από μόνη της, αυτή η πίεση είναι ένας αξιόπιστος δείκτης του επικείμενου καιρού. Όταν ένα σύστημα χαμηλής πίεσης εισέρχεται σε μια περιοχή, το αποτέλεσμα είναι συνήθως σύννεφα, άνεμος και βροχόπτωση, ενώ a σύστημα υψηλής πίεσης παράγει συνήθως καλό και ήρεμο καιρό. (Παρτο αυτο? Η "υψηλή πίεση" καταλήγει σε "ήρεμη"... μόνο στον τρελό κόσμο της φυσικής!)