Εάν έχετε παρακολουθήσει ποτέ μια τυπική αναφορά καιρού στην τηλεόραση ή έχετε ελέγξει τις τοπικές συνθήκες στο διαδίκτυο, έχετε δει κάτι που ονομάζεται ατμοσφαιρική πίεση (συχνά καλείται βαρομετρική πίεση επειδή η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε για τη λήψη αυτών των μετρήσεων ονομάζεται βαρόμετρο). Συχνά, αναμένεται να γνωρίζετε τι είναι αυτή η ποσότητα και τι σημαίνουν μονάδες όπως mm Hg, χωρίς καμία εξήγηση.
Ενώ η θερμοκρασία, η βροχόπτωση και η ηλιοφάνεια είναι συνήθως τα αστέρια της πρόβλεψης, ο ρόλος της πίεσης είναι επίσης σημαντικός. Σταγόνες σε ατμοσφαιρική πίεση κάτω από τη συνήθη τιμή περίπου 760 mm Hg συχνά ανακοινώνεται θυελλώδης, βροχερός ή Διαφορετικά δυσάρεστες συνθήκες, ενώ η αύξηση της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι συνήθως ένας προάγγελος των θερινών ουρανών να έρθω.
Τι είναι η πίεση στη Φυσική;
Η πίεση είναι το ποσό δύναμης που ασκείται ανά μονάδα επιφάνειας. Οι δυνάμεις έρχονται σε πολλές μορφές, αλλά κάθε «είδος» παίρνει μονάδες επιτάχυνσης μάζας. Δεδομένου ότι η βαρύτητα της Γης επιταχύνει τις μάζες προς το κέντρο της Γης, το βάρος είναι μια δύναμη, η τυπική μονάδα της οποίας είναι το Νεύτωνα (Ν).
Ο αέρας έχει μάζα, παρόλο που μπορεί να μην αισθάνεται έτσι, επειδή τα σώματα των πλασμάτων της Γης έχουν εξελιχθεί ώστε να αισθάνονται το βάρος του αέρα ως καθόλου βάρος. Το οξυγόνο, το άζωτο, το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια βιώνουν βαρύτητα όπως και οτιδήποτε άλλο με τη μάζα, ακόμη και μεμονωμένα άτομα.
Εάν υποθέσετε ότι ο αέρας γύρω σας είναι ομοιόμορφης πυκνότητας, φανταστείτε τι θα συνέβαινε αν μπορούσατε να σχεδιάσετε 1-m έως 1-m τετράγωνο στο έδαφος και μετρήστε το βάρος του αέρα σε ένα φανταστικό ορθογώνιο που εκτείνεται κάθετα προς το εξωτερικό χώρος. Αυτό το βάρος, διαιρούμενο με την επιφάνεια της πλατείας (1 m2) θα έδινε την ατμοσφαιρική πίεση σε N / m2 ή Πασκάλ (Πα).
Τι είναι η ατμοσφαιρική πίεση;
Σκεφτείτε τη "στήλη" του αέρα πάνω από το ύψος h, ασκώντας πίεση σε μια περιοχή διαστάσεων Α τετραγωνικών μέτρων (m2) στην επιφάνεια της Γης. Από τη βασική γεωμετρία, εάν διπλασιάζετε την τιμή του Α (η "βάση" αυτού του πολύ ψηλού, κοκαλιάρικου ορθογωνίου), διπλασιάζετε επίσης τον όγκο του ορθογωνίου. Αυτό σημαίνει διπλάσιο βάρος και διπλάσια πίεση. βάρος και πίεση έτσι και τα δύο διαφέρουν άμεσα με.
Αυτό σημαίνει ότι το απόλυτο μέγεθος της περιοχής πάνω από την οποία μετράται η πίεση δεν έχει σημασία. πρέπει να γνωρίζετε μόνο την αξία του και το βάρος της ατμόσφαιρας πάνω από αυτό. Έτσι, ακόμη και ένα μικρό σύστημα μπορεί να κάνει τη δουλειά εάν έχει ρυθμιστεί σωστά. Η εγκατάσταση είναι ένα ανοιχτό πιάτο του πυκνού υγρού μετάλλου υδραργύρου που συνδέεται με έναν κάθετο σωλήνα ανοιχτό στο βάθος του υδραργύρου αλλά σφραγίζεται υπό κενό στην κορυφή. Το βάρος του αέρα ωθεί τον υδράργυρο προς τα πάνω ανάλογα με την πίεση του αέρα, επιτρέποντας τη μέτρηση του τελευταίου.
- Το pascal είναι η μονάδα πίεσης SI, αλλά η kilopascal (kPa) είναι μια πιο βολική μονάδα για πιέσεις στο εύρος αυτής της ατμόσφαιρας της Γης.
Τι σημαίνει "mm Hg";
Η συσκευή που περιγράφεται παραπάνω ονομάζεται βαρόμετρο υδραργύρου. Κανονικά, το βάρος του αέρα δημιουργεί πίεση 760 mm Hg, μια μονάδα που ονομάζεται επίσης torr. Αυτό σημαίνει ότι η κανονική πίεση του αέρα είναι αρκετή για να διατηρηθεί μια στήλη υδραργύρου περίπου 30 ίντσες σε ύψος: (760 mm) (σε / 25,4 mm) = 29,92 in.
Φανταστείτε τι συμβαίνει όταν η πίεση του αέρα πέσει. Με μικρότερο βάρος στη στήλη του υδραργύρου, το πάνω μέρος της στήλης θα πέσει σε χαμηλότερη τιμή. Αντίθετα, εάν το βάρος πάνω από τη στήλη αυξάνεται (δηλαδή, αυξάνεται η ατμοσφαιρική πίεση), τότε το πάνω μέρος της στήλης θα ωθηθεί προς τα πάνω καθώς ο αέρας μετατοπίζει πεισματικά τον υδράργυρο από το πιάτο στον σωλήνα άνοιγμα.
Μετατροπή mm Hg σε Pascal
Για να υπολογίσετε την πίεση σε σχεδόν κάθε πιθανή μονάδα δεδομένης της πίεσης σε οποιαδήποτε άλλη μονάδα, δείτε τους πόρους.
- Σημειώστε ότι η πίεση του αέρα, όπως πολλές φυσικές ποσότητες, εξαρτάται από τη θερμοκρασία. καθώς τα μόρια κινούνται πιο γρήγορα και συγκρούονται περισσότερο με την αύξηση της θερμοκρασίας, αυξάνεται η πίεση.