वायु एक गैस है, लेकिन वायुमंडलीय दबाव की गणना के प्रयोजनों के लिए, आप इसे एक तरल पदार्थ के रूप में मान सकते हैं, और तरल दबाव के लिए अभिव्यक्ति का उपयोग करके समुद्र के स्तर पर दबाव की गणना कर सकते हैं। यह अभिव्यक्ति है:
जहाँ वायु का घनत्व है, g गुरुत्वाकर्षण का त्वरण है, और h वायुमंडल की ऊँचाई है। हालाँकि, यह दृष्टिकोण काम नहीं करता है, क्योंकि न तो ρ और न ही h स्थिर हैं। पारंपरिक दृष्टिकोण इसके बजाय पारे के एक स्तंभ की ऊंचाई को मापना है। यदि आप किसी विशेष ऊंचाई पर वायुमंडलीय दबाव की तलाश कर रहे हैं, तो आप बैरोमीटर के सूत्र का उपयोग कर सकते हैं। यह काफी जटिल संबंध है जो कई चरों पर निर्भर करता है, इसलिए किसी तालिका में आपके लिए आवश्यक मान को देखना आसान है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
वैज्ञानिक समुद्र के स्तर पर वायुमंडलीय दबाव की गणना पारा के एक स्तंभ की ऊंचाई को मापकर करते हैं और उस ऊंचाई तक स्तंभ को ऊपर उठाने के लिए वातावरण को दबाव की गणना करते हैं।
बुध बैरोमीटर
एक बंद सिरे वाली कांच की नली को पारे की ट्रे में डुबोएं और सारी हवा को बाहर निकलने दें, फिर नली को पारे में डूबे हुए उद्घाटन के साथ सीधा करें। आपके पास ट्यूब के अंदर पारा का एक कॉलम होगा और कॉलम के शीर्ष और ट्यूब के अंत के बीच एक वैक्यूम होगा। ट्रे में पारा पर वायुमंडल द्वारा डाला गया दबाव स्तंभ का समर्थन कर रहा है, इसलिए स्तंभ की ऊंचाई वायुमंडलीय दबाव को मापने का एक तरीका है। यदि ट्यूब को मिलीमीटर में ग्रैजुएट किया जाता है, तो वायुमंडलीय स्थितियों के आधार पर कॉलम की ऊंचाई लगभग 760 मिमी होगी। यह दबाव के 1 वातावरण की परिभाषा है।
पारा एक तरल पदार्थ है, इसलिए आप दबाव समीकरण का उपयोग करके स्तंभ को सहारा देने के लिए आवश्यक दबाव की गणना कर सकते हैं। इस समीकरण में, mercury पारा का घनत्व है और h स्तंभ की ऊंचाई है। SI (मीट्रिक) इकाइयों में, एक वायुमंडल १०१,३२५ Pa (पास्कल) के बराबर होता है, और ब्रिटिश इकाइयों में, यह १४.६९६ psi (पाउंड प्रति वर्ग इंच) के बराबर होता है। टोर्र वायुमंडलीय दबाव की एक और इकाई है जिसे मूल रूप से 1 मिमी एचजी के बराबर परिभाषित किया गया है। इसकी वर्तमान परिभाषा 1 टॉर = १३३.३२ पा. एक वायुमंडल = ७६० टोर्र है।
बैरोमेट्रिक फॉर्मूला
यद्यपि आप वायुमंडल की कुल ऊंचाई से समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव प्राप्त नहीं कर सकते हैं, आप वायु दाब में एक ऊंचाई से दूसरी ऊंचाई में परिवर्तन की गणना कर सकते हैं। यह तथ्य, आदर्श गैस कानून सहित अन्य विचारों के साथ, समुद्र के स्तर के दबाव (पी .) के बीच एक घातीय संबंध को जन्म देता है0) और ऊंचाई h (P .) पर दबावएच). बैरोमेट्रिक सूत्र के रूप में जाना जाने वाला यह संबंध है:
P_h=P_o e^{\frac{-mgh}{kT}}
- एम = एक वायु अणु का द्रव्यमान
- जी = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण
- k = बोल्ट्जमान स्थिरांक (आदर्श गैस स्थिरांक को अवोगाद्रो संख्या से विभाजित किया जाता है)
- टी = तापमान
हालांकि यह समीकरण विभिन्न ऊंचाइयों पर दबाव की भविष्यवाणी करता है, लेकिन इसकी भविष्यवाणियां अवलोकन से भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, यह 30 किमी (19 मील) की ऊंचाई पर 25 टॉर के दबाव की भविष्यवाणी करता है, लेकिन उस ऊंचाई पर देखा गया दबाव केवल 9.5 टोर है। विसंगति मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण है कि उच्च ऊंचाई पर तापमान ठंडा होता है।