Se hai mai guardato un bollettino meteorologico standard in televisione o controllato le condizioni locali online, hai visto qualcosa chiamato pressione atmosferica (chiamato spesso pressione barometrica perché il dispositivo utilizzato per effettuare queste misurazioni si chiama barometro). Spesso ci si aspetta che tu sappia qual è questa quantità e cosa significano unità come mm Hg, senza alcuna spiegazione.
Mentre la temperatura, le precipitazioni e il sole sono solitamente le stelle delle previsioni, anche il ruolo della pressione è importante. Le cadute della pressione atmosferica al di sotto del valore abituale di circa 760 mm Hg spesso preannunciano ventoso, piovoso o condizioni altrimenti spiacevoli, mentre l'aumento della pressione atmosferica è tipicamente un presagio di cieli sereni venire.
Che cos'è la pressione in fisica?
La pressione è la quantità di forza esercitata per unità di superficie. Le forze si presentano in molte forme, ma ogni "tipo" richiede unità di massa per accelerazione. Poiché la gravità terrestre accelera le masse verso il centro terrestre, il peso è una forza la cui unità standard è il newton (N).
L'aria ha massa, anche se potrebbe non sembrare perché i corpi delle creature della Terra si sono evoluti per sentire il peso dell'aria come nessun peso. L'ossigeno, l'azoto, l'anidride carbonica e altri gas sperimentano la gravità proprio come qualsiasi altra cosa dotata di massa, anche i singoli atomi.
Se assumi che l'aria intorno a te sia di densità uniforme, immagina cosa accadrebbe se potessi disegnare 1 m per 1 m quadrato a terra e misurare il peso dell'aria in un rettangolo immaginario che si estende verticalmente verso l'esterno spazio. Questo peso, diviso per l'area del quadrato (1 m2) darebbe la pressione atmosferica in N/m2 o pascal (papà).
Che cos'è la pressione atmosferica?
Si pensi alla "colonna" d'aria al di sopra dell'altezza h, che esercita una pressione su un'area di A metri quadrati (m2) sulla superficie terrestre. Dalla geometria di base, se raddoppi il valore di A (la "base" di questo rettangolo molto alto e sottile), raddoppi anche il volume del rettangolo. Ciò significa il doppio del peso e il doppio della pressione; peso e pressione quindi entrambi variare direttamente con un.
Ciò significa che la dimensione assoluta dell'area su cui viene misurata la pressione è irrilevante; basta conoscerne il valore e quello del peso dell'atmosfera che lo sovrasta. Quindi anche un piccolo sistema può fare il lavoro se configurato correttamente. La configurazione è un piatto aperto del mercurio di metallo liquido denso collegato a un tubo verticale aperto nella profondità del mercurio ma sigillato sottovuoto nella parte superiore. Il peso dell'aria spinge il mercurio verso l'alto in proporzione alla pressione dell'aria, permettendo di misurare quest'ultima.
- Il pascal è l'unità SI della pressione, ma il kilopascal (kPa) è un'unità più conveniente per pressioni nell'intervallo di quella dell'atmosfera terrestre.
Cosa significa "mm Hg"?
Il dispositivo sopra descritto è chiamato barometro a mercurio. Normalmente, il peso dell'aria crea una pressione di 760 mm Hg, un'unità chiamata anche Torra. Ciò significa che la normale pressione dell'aria è sufficiente per mantenere una colonna di mercurio alta circa 30 pollici: (760 mm) (in/25,4 mm) = 29,92 pollici.
Immagina cosa succede quando la pressione dell'aria scende. Con un peso inferiore sulla colonna di mercurio, la parte superiore della colonna scenderà a un valore inferiore; al contrario, se il peso sopra la colonna aumenta (cioè la pressione atmosferica aumenta), allora la parte superiore della colonna sarà forzata verso l'alto poiché l'aria sposta ostinatamente il mercurio dal piatto nel tubo apertura.
Conversione mm di Hg in Pascal
Per calcolare la pressione in virtualmente ogni unità immaginabile data la pressione in qualsiasi altra unità, vedere Risorse.
- Nota che la pressione dell'aria, come molte grandezze fisiche, ha una dipendenza dalla temperatura; man mano che le molecole si muovono più velocemente e si scontrano di più con l'aumento della temperatura, la pressione aumenta.