Hava bir gazdır, ancak atmosferik basıncı hesaplamak için onu bir sıvı olarak kabul edebilir ve sıvı basıncı ifadesini kullanarak deniz seviyesindeki basıncı hesaplayabilirsiniz. Bu ifade:
ρ havanın yoğunluğu, g yerçekimi ivmesi ve h atmosferin yüksekliğidir. Ancak bu yaklaşım işe yaramaz çünkü ne ρ ne de h sabit değildir. Geleneksel yaklaşım, bunun yerine bir cıva sütununun yüksekliğini ölçmektir. Belirli bir yükseklikte atmosferik basınç arıyorsanız, barometrik formülü kullanabilirsiniz. Bu, birkaç değişkene bağlı olan oldukça karmaşık bir ilişkidir, bu nedenle ihtiyacınız olan değeri bir tabloda aramak daha kolaydır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Bilim adamları, bir cıva sütununun yüksekliğini ölçerek ve sütunu bu yüksekliğe yükseltmek için atmosferin uygulamak zorunda olduğu basıncı hesaplayarak deniz seviyesindeki atmosferik basıncı hesaplar.
Merkür Barometresi
Kapalı ucu kapalı bir cam boruyu bir cıva tepsisine daldırın ve tüm havanın dışarı çıkmasına izin verin, ardından açıklığı cıvaya daldırılmış şekilde boruyu dik çevirin. Tüpün içinde bir cıva sütunu ve sütunun üstü ile tüpün ucu arasında bir vakum olacak. Atmosferin tepsideki cıvaya uyguladığı basınç kolonu desteklemektedir, bu nedenle kolonun yüksekliği atmosfer basıncını ölçmenin bir yoludur. Tüp milimetre cinsinden derecelendirilirse, atmosferik koşullara bağlı olarak kolonun yüksekliği yaklaşık 760 mm olacaktır. Bu 1 atmosfer basıncın tanımıdır.
Cıva bir sıvıdır, bu nedenle basınç denklemini kullanarak sütunu desteklemek için gereken basıncı hesaplayabilirsiniz. Bu denklemde ρ cıvanın yoğunluğudur ve h sütunun yüksekliğidir. SI (metrik) birimlerinde, bir atmosfer 101.325 Pa'ya (Pascal) eşittir ve İngiliz birimlerinde 14.696 psi'ye (inç kare başına pound) eşittir. Torr, başlangıçta 1 mm Hg'ye eşit olarak tanımlanan atmosferik basıncın başka bir birimidir. Mevcut tanımı 1 torr = 133,32 Pa'dır. Bir atmosfer = 760 torr.
Barometrik Formül
Atmosferin toplam yüksekliğinden deniz seviyesindeki atmosferik basıncı elde edemeseniz de, bir yükseklikten diğerine hava basıncındaki değişiklikleri hesaplayabilirsiniz. Bu gerçek, ideal gaz yasası da dahil olmak üzere diğer hususlarla birlikte, deniz seviyesi basıncı (P) arasında üstel bir ilişkiye yol açar.0) ve h yüksekliğindeki basınç (Ph). Barometrik formül olarak bilinen bu ilişki şöyledir:
P_h=P_o e^{\frac{-mgh}{kT}}
- m = bir hava molekülünün kütlesi
- g = yerçekimi nedeniyle ivme
- k = Boltzmann sabiti (ideal gaz sabitinin Avogadro sayısına bölümü)
- T = sıcaklık
Bu denklem, çeşitli yüksekliklerdeki basınçları tahmin etmesine rağmen, tahminleri gözlemden farklıdır. Örneğin, 30 km (19 mil) yükseklikte 25 torr'luk bir basınç öngörür, ancak bu yükseklikte gözlemlenen basınç yalnızca 9,5 torr'dur. Tutarsızlık, öncelikle sıcaklıkların daha yüksek kotlarda daha soğuk olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.
