Kas notiek, ja atmosfēras spiediens sadalās nevienmērīgi? Atmosfēras spiediena vērtība

Satura rādītājs:

Kas notiek, ja atmosfēras spiediens sadalās nevienmērīgi? Atmosfēras spiediena vērtība
Kas notiek, ja atmosfēras spiediens sadalās nevienmērīgi? Atmosfēras spiediena vērtība
Anonim

Atmosfēras spiediens ir spēks, ar kādu mūs ietekmē apkārtējais gaiss, t.i., atmosfēra. Rakstā tiks prezentēti eksperimenti, kuru laikā pārliecināsimies, vai gaisa spiediens tiešām pastāv. Mēs uzzināsim, kurš to mērīja pirmo reizi, kas notiek, ja atmosfēras spiediens ir nevienmērīgi sadalīts, un daudz ko citu.

Atmosfēras spiediena izpausmes

Ja gaiss spiež visu apkārt, tad tas kaut ko sver. Vai tā tiešām ir taisnība, kāpēc tad mums tas šķiet bezsvara? Veiksim eksperimentus, kas parāda, ka atmosfēras spiediens patiešām pastāv.

Šļirce bez adatas
Šļirce bez adatas

Piepildiet šļirci ar ūdeni līdz vidum un pēc tam pavelciet virzuli uz augšu. Ūdens sekos virzulim. Iemesls tam ir atmosfēras spiediens, bet, kad cilvēki vēl nezināja par tā esamību, viņi teica, ka daba vienkārši necieš tukšumu. Tagad mēs zinām, ka tad, kad virzulis paceļas, tiek izveidots laukumspazemināts spiediens, un atmosfēra izspiež ūdeni šļircē.

Pieredze ar plastikāta karti un burciņu

Pieredze ar stikla taru
Pieredze ar stikla taru

Piepildiet stikla burku ar ūdeni līdz augšai, pārklājiet ar plastmasas gabalu, piemēram, karti. Apgriezīsim burku un skatīsimies, vai karte turas un nekrīt. Ūdens spiediena spēku kompensē atmosfēras spiediena spēks. Nekas nespiež ūdeni no augšas, bet atmosfēra spiež no apakšas, kā rezultātā kārts tiek turēta. Ja starp plastmasu un burku nokļūst gaiss, karte nokritīs un ūdens iztecēs.

Torricelli ierīce

Toričelli pieredze
Toričelli pieredze

Itāliešu zinātnieks Toričelli pirmo reizi izmērīja atmosfēras spiedienu. Viņš to izdarīja ar tā saukto dzīvsudraba barometru. Vispirms Toričelli piepildīja stikla cauruli ar dzīvsudrabu līdz augšai, paņēma lielu bļodu ar dzīvsudrabu, apgrieza cauruli otrādi, iegremdēja to bļodā un atvēra apakšējo galu. Merkurs sāka iet uz leju, bet neiznāca pilnībā, bet nolaidās līdz noteiktam augstumam.

Izrādījās, ka šis līmenis ir 760 mm. Tāpēc atmosfēras spiediens spēj noturēt 760 mm dzīvsudraba kolonnu. Ja spiediens paaugstinās, tad tas var turēt lielāka augstuma kolonnu, ja tas samazinās, mazāk. Ja tā, tad tā izmēru var spriest pēc pīlāra augstuma. Tāpēc praksē atmosfēras un gāzu spiedienu bieži mēra precīzi dzīvsudraba staba milimetros. Izveidosim attiecību starp dzīvsudraba staba milimetriem un parastajām paskāla vienībām.

Kā ir saistīti dzīvsudraba milimetri un paskāli

Atmosfēras spiediens paaugstina dzīvsudraba līmeni par 760 mm. Tas nozīmē, kadzīvsudraba kolonna 760 mm augstumā presē ar spēku, kas vienāds ar normālu atmosfēras spiediena līmeni. 1 mm Hg ir spiediens, ko rada 1 mm augsta dzīvsudraba kolonna. Iedomājieties, ka dzīvsudraba kolonnas augstums ir 1 mm. Aprēķiniet šim augstumam atbilstošu hidrostatisko spiedienu.

P=1 mmHg Hidrostatisko spiedienu aprēķina pēc formulas: ρgh. ρ ir dzīvsudraba blīvums, g ir gravitācijas paātrinājums, h ir šķidruma kolonnas augstums. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Aizstājiet šos datus formulā. Pēc konversijas saglabāsies 13,69,8=133,3 N/m2. N/m2 - tas ir Paskāls (Pa). Ja atmosfēras spiedienu pārvērš hektopaskālos, tad 1 mm Hg. Art. atbilst 1,333 hPa.

Hg un laikapstākļi

Toričelli ilgi vēroja dzīvsudraba barometra rādījumus. Viņš pamanīja interesantu lietu. Kad dzīvsudraba kolonna nokrīt, tas ir, kad atmosfēras spiediens kļūst zems, pēc kāda laika iestājas slikti laikapstākļi. Kad dzīvsudraba kolonna paceļas, pēc kāda laika sliktos laikapstākļus nomaina labi laika apstākļi. Tas nozīmē, ka atmosfēras spiediena mērīšana ļauj veikt laika prognozi.

Tagad meteoroloģiskie dienesti visu diennakti, ik pēc 3 stundām, mēra atmosfēras spiedienu. Žila Verna grāmatā Piecpadsmit gadus vecais kapteinis ir aprakstīts barometra un laikapstākļu novērojums. Grāmatas varonis atklāja, ja dzīvsudraba stabs strauji krīt, tad laikapstākļi strauji pasliktinās, bet ne uz ilgu laiku, ja dzīvsudraba līmenis samazinās lēni, vairāku dienu laikā, tadlaika apstākļi pakāpeniski pasliktināsies, bet saglabāsies ilgu laiku.

Kas notiek, ja atmosfēras spiediens ir nevienmērīgi sadalīts

Apskatīsim sinoptisko karti. Tas satur atmosfēras spiediena vērtības dažādos apgabalos, pilsētās, valstīs, kontinentos. Gaisa masu kustības virzienu norāda ar bultiņām. Kāpēc pūš vējš? Atmosfēras spiediens dažviet ir lielāks, citviet mazāks. No vietas, kur tas ir lielāks, vējš pūš tur, kur tas ir mazāks. Mēs to redzam kartes bultiņu virzienā.

Ja paskatās uz visu planētu, var redzēt, ka tā dažādās daļās atšķiras. Augsta spiediena apgabali ir atzīmēti purpursarkanā krāsā, kur vēja bultiņas griežas un virzās pulksteņrādītāja virzienā. Šo augsta spiediena zonu sauc par anticiklonu. Parasti ir skaidrs laiks.

augsta spiediena zonā
augsta spiediena zonā

Bet Spānija un Portugāle. Šeit mēs novērojam divus spēcīgākos anticiklonus. Gaisa straumju griešanās ir saistīta ar zemeslodes griešanos.

Un šeit ir divas spēcīgas zema atmosfēras spiediena zonas - tikai 965 hektopaskāli. Šis ir ciklons, gaiss tajā griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Zema spiediena apgabals
Zema spiediena apgabals

Tādējādi jūs varat novērot atmosfēras spiediena sadalījumu dažādās mūsu planētas vietās. Mūsdienās meteorologi precīzi prognozē laika apstākļu izmaiņas, kas rodas, ja atmosfēras spiediens ir nevienmērīgi sadalīts.

Spiediens jūras līmenī un virs tā

Pieņemsim, ka barometrs rāda spiedienu 1006 hPa. Bet japaskaties uz dotā apgabala, pilsētas sinoptisko karti, var izrādīties, ka tur ir atšķirīgs atmosfēras spiediens. Kāpēc tas notiek? Fakts ir tāds, ka sinoptiskās kartes parāda atmosfēras spiediena vērtības jūras līmenī. Mēs varam atrasties noteiktā augstumā virs jūras līmeņa, tāpēc spiediens, ko telpā rāda barometrs, ir mazāks nekā jūras līmenī.

Altimetrs

Altimetrs- altimetrs
Altimetrs- altimetrs

Kā izmērīt jūsu atrašanās vietas augstumu? Ir speciāli barometram līdzīgi instrumenti, taču to skala ir graduēta nevis spiediena, bet gan augstuma mērvienībās. Tūristiem un pilotiem ir šādas ierīces. Tos sauc par altimetriem vai parametriskajiem altimetriem. Kad pilots atrodas uz zemes, viņš uzstāda altimetru uz nulli, jo viņa augstums virs zemes ir nulle. Ja nepieciešams, viņš uzstāda bultu augstumā virs jūras līmeņa, atkarībā no tā, vai viņam ir svarīgi zināt, kādā augstumā lidlauks atrodas virs jūras līmeņa, vai nē. Tālo lidojumu gadījumā tas var būt noderīgi, īpaši, ja lidlauks atrodas kalnos. Pēc tam, skatoties uz altimetra adatu, pilots nosaka augstumu.

Kāpēc atmosfēras spiediens palielinās līdz ar augstumu

Pēc tam, kad uzzinājām, ka atmosfēras spiedienam nevienmērīgi sadaloties, rodas vējš, izdomāsim, kāpēc spiediens samazinās, palielinoties augstumam. Gaisam ir svars, tāpēc tas tiek piesaistīts zemei, izdara uz to spiedienu. Ja mēs ievietosim barometru noteiktā atmosfēras slānī, tad to nospiedīs šis atmosfēras slānis,kas ir augstāk. Jāņem vērā, ka atmosfērai nav skaidru robežu.

Ja novietosim barometru jūras līmenī, spiediens būs vienāds ar spiediena summu šajā gaisa slānī un spiedienu virsējos atmosfēras slāņos. Tas ir, palielinoties augstumam, spiediens samazinās. Rodas jautājums: vai ir iespējams aprēķināt atmosfēras spiedienu pēc formulas Р=ρgh? Nē, jo gaisa blīvuma vērtība dažādos atmosfēras slāņos nav nemainīga. Apakšā gaiss ir pakļauts lielākam spiedienam, tāpēc tas ir blīvāks, un augšpusē tas ir mazāk blīvs.

Ieteicams: