Det atmosfærisk tryk Det skyldes vægten af de gasser, der udgør atmosfæren på jordens overflade. Atmosfærens masse anslås til at være ca. 5 x 1018 kg og alle levende væsener er underlagt det pres, som denne masse udøver.
Den første til at måle det var den italienske videnskabsmand Evangelista Torricelli (1608-1647). Han udførte et simpelt, men meget genialt eksperiment i 1644: Han fyldte helt et glasrør lukket i den ene ende med kviksølv, vendte det og hældte det i en beholder, der også indeholdt kviksølv..
Torricelli observerede, at røret ikke tømmede helt, men var fyldt med kviksølv i en højde på 76 cm. Overrasket gjorde han mange tests med rør af forskellig form og opnåede altid det samme resultat..
På denne måde indså Torricelli, at atmosfærisk tryk hævede og holdt kviksølvsøjlen inde i røret i en højde på 760 mm. På denne måde etableres den gennemsnitlige værdi af atmosfærisk tryk..
Da trykket er defineret som kraft pr. Arealeenhed, er enhederne af atmosfærisk tryk i det internationale system newton / meter eller pascal, hvilket forkortes Pa. Så i dette system er atmosfærisk tryk Ppengeautomat har en værdi på:
Ppengeautomat = 101.354,8 Pa
Dette er den normale værdi af atmosfærisk tryk ved 0 ºC og ved havoverfladen.
Artikelindeks
I teorien er den maksimale værdi af atmosfærisk tryk lige ved havets overflade. Selv om der er så meget variation på dette niveau, skal eksperter indstille et referencesystem for at hjælpe dem med at bestemme dets værdi..
Her er de vigtigste faktorer, der påvirker værdien af atmosfærisk tryk et bestemt sted på jorden:
-Højde: for hver 10 meter højde falder trykket med 1 mm Hg. Men det sker også, at tætheden af den gas, der udgør atmosfæren, ikke er konstant. I princippet falder luftens tæthed, når højden øges.
-Temperatur: selvfølgelig jo højere temperatur tætheden falder og luften vejer mindre, derfor falder trykværdien.
-Breddegrad: atmosfærisk tryk er lavere ved ækvatoriale breddegrader, fordi Jorden ikke er en perfekt sfære. Kysten ved ækvator er længere fra midten af jorden end polerne, og der er luftens tæthed også lavere..
-Kontinentalitet: jo mere du bevæger dig mod det indre af kontinenterne, jo højere er det atmosfæriske tryk, mens det på kystnære steder er trykket lavere.
Det højdemetrisk ligning der relaterer det atmosfæriske tryk P af et sted med dets højde z over havets overflade har den denne form:
Her Peller er det eksisterende tryk i begyndelses- eller referencehøjden, som normalt tages ved havoverfladen, ρeller tætheden af luft ved havoverfladen og g værdien af tyngdeacceleration. Senere i afsnittet om løste øvelser er det trinvise fradrag.
Atmosfærisk tryk måles med barometer. Den enkleste er som den Torricelli byggede, baseret på kviksølv. Hældningen på røret eller diameteren ændrer ikke højden på kviksølvsøjlen, medmindre de klimatiske faktorer er ansvarlige for at gøre det..
For eksempel dannes skyer i områder med lavt tryk. Så når barometeraflæsningen falder, er det en indikation af, at der kommer dårligt vejr..
Faktisk kan andre væsker også bruges i stedet for kviksølv, for eksempel kan du lave et vandbarometer. Problemet er, at søjlens størrelse er 10,33 m, meget upraktisk at transportere.
Der er også instrumenter, der måler tryk mekanisk - gennem deformationer i rør eller spiraler -: aneroide barometre og manometre. De kan måle trykforskellen mellem to punkter eller også måle et tryk med atmosfærisk tryk som reference.
Den normale trykværdi bruges til at definere en ny trykenhed: atmosfæren, forkortet pengeautomat. Atmosfærisk tryk er 1 atm; således kan andre tryk udtrykkes i form af atmosfærisk tryk, hvilket er en meget velkendt værdi for alle:
1 atm = 101,293 Pa
Følgende tabel viser de enheder, der er mest anvendt inden for videnskab og teknik til måling af tryk og den tilsvarende ækvivalens i pascal:
| Enhed | Ækvivalens i pascal |
| N / mto | 1 |
| pengeautomat | 101.355 |
| mm Hg | 133,3 |
| lb / into | 6894,76 |
| Pub | 1x 105 |
På den frie overflade af en væske i statisk ligevægt og åben for atmosfæren virker atmosfærisk tryk. Men på væskens indre punkter virker naturligvis væskesøjlens vægt.
Søjlens vægt afhænger af dens højde og væskens densitet, som vi antager konstant, ligesom temperaturen. I dette tilfælde er trykket P:
P = ρ. g. z
Dette er hydrostatisk tryk når som helst inde i en væske med konstant densitet og er direkte proportional med dybden z væske.
Henviser til absolut pres Pabs i en væske i hvile er det defineret som summen af det atmosfæriske tryk Ppengeautomat og det hydrostatiske tryk P:
Pabs = Ppengeautomat + P
Endelig måler tryk Pmand i en væske i hvile er det forskellen mellem absolut og atmosfærisk tryk, og i dette tilfælde svarer det til måling af det hydrostatiske tryk:
Pmand = Pabs - Ppengeautomat
Størrelsen af den samlede kraft, som atmosfæren udøver på en menneskelig krop, kan estimeres. Antag, at kroppen har et overfladeareal på ca. 2 mto, Da trykket er defineret som kraft pr. Arealeenhed, kan vi løse og beregne kraften:
P = F / A → F = P. A
Til denne beregning bruger vi den normale værdi af atmosfærisk tryk, der blev oprettet i starten:
F = 101,354,8 Pa x 2 mto = 202.710 N
Dette resultat svarer til mere eller mindre 20 tons kraft, men det repræsenterer ikke et problem for de levende væsener, der bebor jordens overflade, som er tilpasset dette ligesom fiskene i havet..
Selvom det er en ret stor styrke. Hvorfor kollapser vi ikke før hende?
Nå, trykket inde i kroppen er lig med trykket udenfor. Vi kollapser ikke, fordi den indre kraft afbalanceres af en anden ydre kraft. Men nogle mennesker er påvirket af højde og kan bløde fra næsen, når de klatrer meget høje bjerge. Det er fordi balancen mellem blodtryk og atmosfærisk tryk er blevet ændret.
Atmosfærisk tryk gør det muligt at drikke sodavand med halm eller halm. Sumererne og andre gamle kulturer havde opdaget, at de kunne drikke øl ved hjælp af hule plantestængler eller siv som sugerør.
Meget senere, i slutningen af det nittende og begyndelsen af det tyvende århundrede, blev forskellige modeller af strå patenteret i USA, inklusive dem med en harmonika-formet albue, der er meget brugt i dag..
Sådan fungerer de: Når væsken absorberes gennem halmen, reduceres trykket over væsken i halmen, og dette får trykket under, hvilket er højere, for at skubbe væsken opad for let at drikke..
Efter en ekstraktion eller tandkirurgi er det ikke tilrådeligt at nippe til væsker på denne måde, da faldet i tryk kan få såret til at åbne og begynde at bløde..
Udled den altimetriske ligning P (z):
-Po er trykket på referenceniveauet (havniveau)
-z er højden
-ρeller er densiteten af væsken ved havoverfladen
-g er værdien af tyngdeacceleration
Først og fremmest, lad dp et differenstryk, der ifølge den grundlæggende ligning af hydrostatik udtrykkes som:
dp = - ρ.g.dz
Minustegnet tager højde for det faktum, at trykket falder med stigende z. Luft antages også at være en ideel gas, så tryk og tæthed er relateret til:
p = ρ.R.T / M
ρ = (M / RT). s
Densiteten erstattes straks for at opnå:
dp = - (M / RT). p.g.dz
Nu antager man at skrive trykket på denne måde, at atmosfæren er opdelt i højdelag dz, noget som en stak pandekager, hver med pres dp. På denne måde opnås en differentialligning, der løses ved at adskille variablerne s Y z:
dp / p = -(M / RT) .g.dz
Det integreres derefter på begge sider, hvilket svarer til at tilføje de trykbidrag, som hvert lag giver. I venstre integral sker det ud fra et tryk Peller initial, op til et tryk P endelig. Ligeledes evalueres integralet til højre ud fra zeller så længe z:
ln (P / Peller) = - (M / RT). G. (Z-zeller)
Følgende er at løse for P ved hjælp af den eksponentielle:
Endelig, hvis begge dele T Hvad g de forbliver konstante, ρeller= (M / RT)Peller, derefter M / RT = ρeller / Peller, og det kan også gøres zeller = 0. Sætter alt dette sammen:
Hvad er værdien af det atmosfæriske tryk i La Paz, Bolivia, der ligger 3640 m over havets overflade? Tag den gennemsnitlige tæthed af luft værdien på 1.225 kg / m3 ved havoverfladen.
Du skal blot erstatte de numeriske værdier i den altimetriske ligning:
Afslutningsvis er det ca. 66% af det normale tryk.
Endnu ingen kommentarer