ჰაერი არის გაზი, მაგრამ ატმოსფერული წნევის გაანგარიშების მიზნით, თქვენ შეიძლება ჩათვალოთ იგი როგორც სითხე და დაანგარიშოთ წნევა ზღვის დონეზე სითხის წნევის გამოხატვის გამოყენებით. ეს გამოთქმაა:
სადაც ρ არის ჰაერის სიმკვრივე, g არის მიზიდულობის აჩქარება, h არის ატმოსფეროს სიმაღლე. ეს მიდგომა არ მუშაობს, რადგან არც ρ და არც h არ არის მუდმივი. ტრადიციული მიდგომა არის მერკური სვეტის სიმაღლის გაზომვა. თუ კონკრეტულ სიმაღლეზე ეძებთ ატმოსფერულ წნევას, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბარომეტრიული ფორმულა. ეს არის საკმაოდ რთული ურთიერთობა, რომელიც დამოკიდებულია რამდენიმე ცვლადზე, ამიტომ უფრო ადვილია უბრალოდ მოძებნოთ თქვენთვის სასურველი მნიშვნელობა.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
მეცნიერები აანგარიშებენ ატმოსფერულ წნევას ზღვის დონეზე მერკური სვეტის სიმაღლის გაზომვით და წნევის გაანგარიშებით, რომელიც ატმოსფეროს უწევს ამ სვეტის ამ სიმაღლეზე ასასვლელად.
მერკური ბარომეტრი
ჩაუშვით ჩაკეტილი შუშის მილის ვერცხლისწყლის უჯრაში და დაუშვით მთელი ჰაერის გაქცევა, შემდეგ მილის ვერტიკალურად გადაქცევა ვერცხლისწყალში ჩაფლული ხვრელით. თქვენ გექნებათ მერკური სვეტი მილის შიგნით და ვაკუუმი სვეტის ზედა ნაწილსა და მილის ბოლოს შორის. წნევა, რომელიც ატარებს ატმოსფეროს მერკურიდან უჯრაში, ხელს უწყობს სვეტს, ამიტომ სვეტის სიმაღლე არის ატმოსფერული წნევის გაზომვის საშუალება. თუ მილი მილიმეტრზეა დამთავრებული, სვეტის სიმაღლე დაახლოებით 760 მმ იქნება, რაც დამოკიდებულია ატმოსფერულ პირობებში. ეს არის წნევის 1 ატმოსფეროს განმარტება.
მერკური არის სითხე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ წნევა, რომელიც საჭიროა სვეტის დასაყრდენად, წნევის განტოლების გამოყენებით. ამ განტოლებაში, ρ არის ვერცხლისწყლის სიმკვრივე და h არის სვეტის სიმაღლე. SI (მეტრულ) ერთეულებში ერთი ატმოსფეროა 101,325 Pa (Pascals), ხოლო ბრიტანულ ერთეულებში 14,696 psi (გირვანქა დიუმზე) ტოლია. Torr არის ატმოსფერული წნევის კიდევ ერთი ერთეული, რომელიც თავდაპირველად განისაზღვრა, რომ უდრის 1 მმ Hg. მისი ამჟამინდელი განმარტებაა 1 torr = 133.32 Pa. ერთი ატმოსფერო = 760 torr.
ბარომეტრიული ფორმულა
მიუხედავად იმისა, რომ ვერ მიიღებთ ატმოსფერულ წნევას ზღვის დონეზე ატმოსფეროს საერთო სიმაღლიდან, შეგიძლიათ გამოთვალოთ ჰაერის წნევის ცვლილებები ერთი სიმაღლიდან მეორეზე. ეს ფაქტი, სხვა მოსაზრებებთან ერთად, იდეალური გაზის ჩათვლით, იწვევს ექსპონენციალურ კავშირს ზღვის დონის წნევას შორის (P0) და წნევა სიმაღლეზე h (Pთ). ეს ურთიერთობა, ცნობილი როგორც ბარომეტრიული ფორმულა, არის:
P_h = P_o e ^ {\ frac {-mgh} {kT}}
- მ = ერთი ჰაერის მოლეკულის მასა
- g = სიმძიმის გამო აჩქარება
- k = ბოლცმანის მუდმივა (გაზის იდეალური მუდმივი იყოფა ავოგადროს რიცხვზე)
- T = ტემპერატურა
მიუხედავად იმისა, რომ ეს განტოლება პროგნოზირებს ზეწოლას სხვადასხვა სიმაღლეზე, მისი პროგნოზები განსხვავდება დაკვირვებისგან. მაგალითად, ის პროგნოზირებს 25 ტორის წნევას 30 კმ სიმაღლეზე (19 მილზე), მაგრამ ამ სიმაღლეზე დაფიქსირებული წნევა მხოლოდ 9,5 ტორია. შეუსაბამობა პირველ რიგში განპირობებულია იმით, რომ მაღალ სიმაღლეზე ტემპერატურა უფრო ცივია.