Če preverjate vreme, vas najbolj zanimajo stvari, ki narekujejo vašo obleko: ali ne neke vrste padavin bodo verjetno padle z neba med zunanjo izpostavljenostjo, kakšna je temperatura zraka in ali je vetrovno.
Glede na to, kje živite in letni čas, lahko tudi preverite (včasih s strahom), da vidite sorodnika stopnjo vlažnosti, da se prepričate, da ste dovolj hidrirani za potenje, ki mu bo verjetno sledilo ob visoki temperaturi branje.
Večina ljudi se zaveda pojava atmosferskega (običajno imenovanega zračnega) tlaka, ker sliši, da je omenjen kot standardna značilnost vremenskih napovedi, toda večina ljudi ne doseže tako daleč, da bi raziskala, kakšen je odnos in zakaj zrak doživlja spremembe tlaka pri vse. Ali vetrovi ne pihajo vodoravno, medtem ko se tlak od zgoraj meri kot nekakšen "potisk"?
Pritisk je količina v fiziki, ki velja za skoraj vsak fizični proces, ki si ga lahko zamislimo. Povezuje silo F na območje A v množici kontekstov je izražen in matematično opredeljen v najpreprostejši obliki kot
P = F / A. Ima še posebej pomembno vlogo na področju dinamike tekočin. (Tekočina je sestavljena iz snovi v tekočem ali plinskem stanju.) Ozračje okoli vas je tekočina in na vas in na vse drugo izvaja veliko večji pritisk, kot bi si mislili.Kaj je pritisk?
Formalno je tlak merjenje učinka širjenja sila (izmerjeno v newtonih ali N, v standardnem mednarodnem merilnem sistemu) na neki realni ali matematično opredeljeni površini (izmerjeno v kvadratnih metrih ali m2). Morda ste že naleteli na težave s fiziko, pri katerih sila (kot je gravitacija ali vi sami) deluje in se premika predmet z maso, tlak pa je drugačen, saj dejansko opisuje razredčenje ali koncentracijo sila.
-
Predstavljajte si dve različni masivni škatli, vsaka s prostornino V 10 m3 (kubičnih metrov) in napolnjena z enotno trdno snovjo z gostoto ρ
polovica vode, ali 0,5 kg / L ali (500 kg / m3). Ena škatla je dolga 1 m, široka 1 m in visoka 10 m, druga pa 2,5 m, široka 2,5 m in visoka 1,6 m. Nobene škatle ne smete zavrteti s svojega položaja. Če bi se radi prepričali o starodavni bližnji ploščadi lahko podporo bodisi polje, vendar lahko za potrditev tega izberete le enega, katerega bi izbrali?
Mase predmetov so enake, ker sta njihovi prostornini in gostoti enaki (ρ = m / V, torej m = ρV = (500 kg / m3) (10 m3) = 5.000 kg. Glede na to, da je pospešek zaradi gravitacije na zemeljski površini 9,8 m / s2je sila (ali teža) vsake škatle torej (5.000 kg) (9,8 m / s2) = 49.000 N.
Vendar primerjajte površine, na katerih so te mase porazdeljene: prvo polje ima podstavek (dolžina krat širina) 1 m × 1 m = 1 m2, medtem ko ima druga škatla dno 2,5 × 2,5 = 6,25 m2. Ker je tlak enak sili, deljeni s površino, bo ozka škatla z manj kot šestino osnovne površine, s katero bomo delali kot druga škatla 6,25-krat večji pritisk na platformi, kot bo njen partner. Torej, če lahko ramshackle platforma podpira prvo škatlo, bi morala biti sposobna držati tudi drugo - pod pogojem, da jih lahko dvignete tam gor!
Tlačne enote in terminologija
V zgornjem primeru je tlak prve škatle na katero koli površino, na kateri sloni, (49.000 N) / (1 m2), drugi pa (49.000 N) (6,25 m2). Enote tlaka v standardnem sistemu so torej N / m2, bolj pogosto imenovan paskal (Pa). Ker se to v resničnem svetu izkaže za tako majhno, se kilopaskal (kPa) uporablja veliko pogosteje.
The tlak ozračja na površini Zemlje je približno101.325 Pa, ali 101,3 kPa. Zaradi sredstev, s katerimi ljudje določajo pritisk, pa so številne druge enote v vsakdanji uporabi. Eno je torr, znan tudi kot milimetri živega srebra (mm Hg). (Vse zanimivosti, zakaj je bila izbrana ta kovina, bodo v trenutku zadovoljne.) 101,3 kPa, imenovan tudi 1 atm za referenco, je po tem standardu enak 760 torr. Ker je 1 palec = 25,4 mm, 760 mm Hg = (760 / 25,4) = 29,92 v Hg. Na koncu je 1 milibar = 0,001 atm, torej atmosferski tlak v milibarjih = 1,013 mbar.
Končno, kaj pa tisti kilogrami na kvadratni palec (psi ali lb / in2), ki se običajno uporablja za merjenje tlaka v pnevmatikah v ZDA? Po klicanju pretvorb med lb in kg ter med in in m lahko pokažeš, da je 101,3 kPa = 14,7 lb / in2. Glede na to, da je priporočeni najmanjši tlak v avtomobilskih pnevmatikah le približno 30 psi, kaj to nakazuje na vašo intuicijo glede "zanemarljive" teže in s tem tlaka zraka?
Kako se meri tlak
A manometer je naprava, ki meri zračni tlak s pomočjo posode s cevjo v obliki črke "U", odprto na enem ali obeh koncih. V zaprtem manometru se na en konec vnese vzorec plina, ki se nato zapre. Nato se na drugi konec vlije tekočina z znano gostoto. Tekočina se bo ustavila, ko bo tlak plina med pokrovčkom in tekočino skupaj s tlakom pri dno stolpca tekočine na tej strani ustreza tlaku zraka in tlaku stolpca tekočine na odprtem strani.
Višina tekočine na odprti strani bo višje na tej strani, ko je zračni tlak manjši od tlaka plina in nižje na odprti strani, ko zračni tlak preseže tlak plina. To višinsko razliko lahko uporabite za izračun tlaka plina.
Ker je P = F / A = mg / A, m = ρV in V = Ah za cilindrično cev (tj. Prostornina = površina krat višina), je mogoče dokazati, da je tlak, ki ga ustvarja navpični steber tekočine, ρgh, kjer je h = višina v metrov. Ta tlak predstavlja pozitivno ali negativno razliko med tlakom plina in atmosferskim tlakom.
-
Človek- je latinski koren besede, ki pomeni roko, "od koder prihaja tudi" manipulirati "; en preprost način, kako prenesti koncept pritiska, če je omejen na neverbalni jezik, je uporaba roke, da nežno pritisnete na roke druge osebe.
- A barometer je vrsta manometra, ki se uporablja posebej za merjenje atmosferskega tlaka.
- Ročna naprava za merjenje krvnega tlaka v zdravstvenem okolju se imenuje a sfigmomanometer, s sfig- prevajanje ohlapno v "stiskanje". To je zato, ker mora biti manšeta napihnjena proti roki do nivoja nad telesni krvni tlak, da ga pravilno izmerimo; za to morajo dobesedno stisniti roko.
Tlak in vreme
Atmosferski tlak ni stalen in se v običajnem območju spreminja tako kot temperatura in druge geofizične količine. Ta pritisk je ločena razprava sam po sebi zanesljiv pokazatelj bližajočega se vremena. Ko a nizkotlačni sistem vstopi na območje, rezultat so običajno oblaki, veter in padavine, medtem ko a visokotlačni sistem ponavadi ustvari lepo in mirno vreme. (Razumeš? "Visok tlak" se konča z "mirno"... samo v čudnem svetu fizike!)