De atmosfærisk trykk Det er forårsaket av vekten av gassene som utgjør atmosfæren på jordoverflaten. Atmosfærens masse anslås til å være omtrent 5 x 1018 kg og alle levende vesener er underlagt presset som denne massen utøver.
Den første som målte den var den italienske forskeren Evangelista Torricelli (1608-1647). Han utførte et enkelt, men veldig genialt eksperiment i 1644: han fylte et glassrør helt lukket i den ene enden med kvikksølv, vendte det og helte det i en beholder som også inneholdt kvikksølv..
Torricelli observerte at røret ikke tømte helt, men ble fylt med kvikksølv i en høyde på 76 cm. Overrasket gjorde han mange tester med rør av forskjellig form, og oppnådde alltid det samme resultatet..
På denne måten innså Torricelli at atmosfæretrykket hevet og holdt kvikksølvkolonnen inne i røret i en høyde på 760 mm. På denne måten blir gjennomsnittsverdien for atmosfæretrykk etablert..
Siden trykk er definert som kraft per arealeenhet, er enhetene til atmosfæretrykk i det internasjonale systemet newton / meter eller pascal, som er forkortet Pa. Så i dette systemet er atmosfæretrykk Pminibank har en verdi på:
Pminibank = 101,354,8 Pa
Dette er den normale verdien av atmosfæretrykk ved 0 ºC og ved havnivå.
Artikkelindeks
I teorien er den maksimale verdien av atmosfæretrykk bare på havnivå. Selv om det er så mye variasjon på dette nivået, må eksperter sette et referansesystem for å hjelpe dem med å bestemme verdien..
Her er de viktigste faktorene som påvirker verdien av atmosfæretrykket et bestemt sted på jorden:
-Høyde: for hver tiende høydemeter faller trykket med 1 mm Hg. Men det hender også at tettheten til gassen som utgjør atmosfæren ikke er konstant. I prinsippet, når høyden øker, avtar luftens tetthet.
-Temperatur: jo høyere temperaturen tettheten synker og luften veier mindre, derfor reduseres trykkverdien.
-Breddegrad: atmosfæretrykket er lavere på ekvatoriale breddegrader, fordi jorden ikke er en perfekt sfære. Kysten ved ekvator er lenger fra sentrum av jorden enn polene, og der er også tettheten av luften lavere..
-Kontinentalitet: jo mer du beveger deg mot det indre av kontinentene, jo høyere er atmosfæretrykket, mens på kystnære steder er trykket lavere.
De høydemetrisk ligning som relaterer atmosfæretrykket P av et sted med høyden z over havet har den denne formen:
Her Peller er det eksisterende trykket i start- eller referansehøyden, som normalt tas ved havnivå, ρeller tettheten av luft ved havnivå og g verdien av tyngdeakselerasjonen. Senere i avsnittet om løste øvelser er trinnvis trekk.
Atmosfærisk trykk måles med barometer. Den enkleste er som den Torricelli bygde, basert på kvikksølv. Helningen på røret eller diameteren endrer ikke høyden på kvikksølvkolonnen, med mindre klimafaktorene er ansvarlige for å gjøre det..
For eksempel dannes skyer i områder med lavt trykk. Så når barometeravlesningen faller, er det en indikasjon på at dårlig vær kommer..
Egentlig andre væsker kan også brukes i stedet for kvikksølv, for eksempel kan du lage et vannbarometer. Problemet er at størrelsen på søylen er 10,33 m, veldig upraktisk å transportere.
Det er også instrumenter som måler trykk mekanisk - gjennom deformasjoner i rør eller spiraler -: aneroidbarometrene og trykkmålere. De kan måle trykkforskjellen mellom to punkter eller også måle et trykk som tar atmosfæretrykk som referanse.
Den normale trykkverdien brukes til å definere en ny trykkenhet: atmosfæren, forkortet minibank. Atmosfærisk trykk er 1 atm; dermed kan andre trykk uttrykkes i form av atmosfærisk trykk, noe som er en veldig kjent verdi for alle:
1 atm = 101,293 Pa
Følgende tabell viser enhetene som er mest brukt innen vitenskap og konstruksjon for å måle trykk, og tilsvarende ekvivalens i pascal:
| Enhet | Ekvivalens i pascal |
| N / mto | 1 |
| minibank | 101,355 |
| mm Hg | 133.3 |
| lb / into | 6894,76 |
| Pub | 1x 105 |
På den frie overflaten av en væske i statisk likevekt og åpen for atmosfæren, virker atmosfærisk trykk. Men på væskens indre punkter virker selvfølgelig vekten av væskesøylen.
Vekten av kolonnen avhenger av høyden og væskens tetthet, som vi vil anta konstant, og det samme gjør temperaturen. I dette tilfellet er trykket P:
P = ρ. g. z
Dette er hydrostatisk trykk når som helst inne i en væske med konstant tetthet og er direkte proporsjonal med dybden z væske.
Henviser til absolutt press Pabs i en væske i hvile, er den definert som summen av atmosfæretrykket Pminibank og det hydrostatiske trykket P:
Pabs = Pminibank + P
Til slutt måler trykket PMann i en væske i hvile er det forskjellen mellom absolutt og atmosfærisk trykk, og i dette tilfellet tilsvarer det å måle det hydrostatiske trykket:
PMann = Pabs - Pminibank
Størrelsen på den totale kraften som utøves av atmosfæren på en menneskekropp kan estimeres. Anta at kroppen har et overflateareal på ca. 2 mto, Siden trykk er definert som kraft per arealeenhet, kan vi løse og beregne kraften:
P = F / A → F = P. A
For denne beregningen vil vi bruke den normale verdien av atmosfæretrykket som ble etablert i begynnelsen:
F = 101,354,8 Pa x 2 mto = 202,710 N
Dette resultatet tilsvarer mer eller mindre 20 tonn kraft, men det representerer ikke noe problem for de levende vesener som bor på jordens overflate, som er tilpasset dette, akkurat som fisken i havet..
Selv om det er en ganske stor styrke. Hvorfor kollapser vi ikke før henne?
Vel, trykket inne i kroppen tilsvarer trykket utenfor. Vi kollapser ikke fordi den indre kraften balanseres av en annen ytre kraft. Men noen mennesker er påvirket av høyde og kan blø fra nesen når de klatrer veldig høye fjell. Det er fordi balansen mellom blodtrykk og atmosfæretrykk er endret.
Atmosfærisk trykk gjør det mulig å drikke brus med sugerør eller sugerør. Sumererne og andre eldgamle kulturer hadde oppdaget at de kunne drikke øl ved hjelp av hule plantestengler eller siv som sugerør.
Mye senere, på slutten av det nittende og begynnelsen av det tjuende århundre, ble forskjellige modeller av sugerør patentert i USA, inkludert de med en trekkspillformet albue, mye brukt i dag..
Slik fungerer de: Når væsken absorberes gjennom halmen, reduseres trykket over væsken i halmen, og dette fører til at trykket under, som er høyere, skyver væsken oppover for enkel drikking..
Etter en ekstraksjon eller tannkirurgi er det ikke tilrådelig å nippe til væsker på denne måten, siden trykkfallet kan føre til at såret åpnes og begynner å blø..
Utled den høydemetriske ligningen P (z):
-Po er trykket på referansenivå (havnivå)
-z er høyden
-ρeller er væskens tetthet ved havnivå
-g er verdien av tyngdekraftens akselerasjon
Først av alt, la dp et differensialtrykk, som ifølge den grunnleggende ligningen av hydrostatikk uttrykkes som:
dp = - ρ.g.dz
Minustegnet tar hensyn til det faktum at trykket synker med økende z. Luft vil også bli antatt å være en ideell gass, så trykk og tetthet er relatert av:
p = ρ.R.T / M
ρ = (M / RT). s
Tettheten erstattes umiddelbart for å oppnå:
dp = - (M / RT). p.g.dz
Nå, for å skrive trykket på denne måten, forutsettes at atmosfæren er delt inn i høydelag dz, noe som en bunke med pannekaker, hver med trykk dp. På denne måten oppnås en differensialligning som løses ved å skille variablene s Y z:
dp / s = -(M / RT) .g.dz
Den integreres deretter på begge sider, noe som tilsvarer å legge til trykkbidragene fra hvert lag. I venstre integral gjøres det fra et trykk Peller innledende, opp til et trykk P endelig. På samme måte blir integralet til høyre evaluert fra zeller før z:
ln (P / Peller) = - (M / RT) .g. (Z-zeller)
Følgende er å løse for P ved hjelp av eksponentiell:
Til slutt, hvis begge deler T Hva g de forblir konstante, ρeller= (M / RT)Peller, deretter M / RT = ρeller / Peller, og det kan også gjøres zeller = 0. Sette alt dette sammen:
Hva er verdien av atmosfæretrykket i La Paz, Bolivia, som ligger 3640 moh? Ta den gjennomsnittlige tettheten av luften verdien av 1225 kg / m3 på havnivå.
Erstatte bare de numeriske verdiene gitt i den høydemetriske ligningen:
Avslutningsvis er det omtrent 66% av normalt trykk.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.