Že při nerovnoměrném rozložení atmosférického tlaku dochází? Hodnota atmosférického tlaku

Atmosférický tlak je síla, kterou na nás působí okolní vzduch, t. e. atmosféra. Článek bude obsahovat experimenty, během nichž zajistíme, že tlak vzduchu skutečně existuje. Zjistíme, kdo to poprvé změřil, co se vyskytuje při nerovnoměrném rozložení atmosférického tlaku a další.

Projevy atmosférického tlaku

Pokud vzduch tlačí na všechno kolem, pak něco váží. Je to opravdu pravda, proč se nám pak zdá beztížný? Provedeme experimenty, které naznačují, že atmosférický tlak ve skutečnosti existuje.

Naplňte stříkačku vodou do středu a poté vytáhněte píst nahoru. Voda bude následovat píst. Důvodem je atmosférický tlak, ale když lidé ještě nevěděli o jeho existenci, říkali, že příroda prostě netoleruje prázdnotu. Nyní víme, že když se píst zvedne, vytvoří se oblast nízkého tlaku a atmosféra vytlačuje vodu dovnitř stříkačky.

Zkušenosti s plastovou kartou a plechovkou

Naplníme skleněnou nádobu na vrchol vodou, přikryjeme ji kouskem plastu, například kartou. Otočte plechovku a uvidíte, že karta drží a nespadá. Tlaková síla vody je kompenzována tlakovou silou atmosféry. Shora na vodu nic netlačí a atmosféra tlačí dolů, v důsledku toho je karta držena. Pokud vzduch vstoupí mezi plast a plechovku, pak karta zmizí a voda vylije.

Přístroj Torricelli

Poprvé měřil atmosférický tlak italský vědec Torricelli. Udělal to pomocí takzvaného rtuťového barometru. Torricelli nejprve naplnil skleněnou trubici rtutí na vrchol, vzal velkou misku rtuti, otočil trubici, ponořil ji do mísy a otevřel spodní konec. Rtuť začala klesat, ale nevyšla celá, ale klesla do určité výšky.

Ukázalo se, že tato úroveň je 760 mm. Atmosférický tlak je proto schopen udržet sloupec rtuti na 760 mm. Pokud tlak stoupne, může držet sloup vyšší výšky, pokud klesá-méně. Pokud ano, jeho velikost lze posoudit podle výšky sloupu. Proto se v praxi tlak atmosféry a plynů často měří přesně v milimetrech rtuti. Navážeme spojení mezi milimetry rtuťového sloupu a obvyklými jednotkami Pascal.

Jak jsou vázány milimetry rtuti a pascaly

Atmosférický tlak zvyšuje rtuť o 760 mm. To znamená, že rtuťový sloupec vysoký 760 mm tlačí silou rovnou normální úrovni atmosférického tlaku. 1 mm rtuťového sloupce je tlak produkovaný 1 mm vysokým sloupcem rtuti. Představme si, že výška sloupce rtuti je 1 mm. Vypočítáme hydrostatický tlak odpovídající této výšce.

P=1 mmHg.St. Hydrostatický tlak se vypočítá podle vzorce: ρ * g * h. ρ je hustota rtuti, g — gravitační zrychlení, h-výška sloupce kapaliny. ρ=13,6*10³ kg / m³, g=9,8 N / kg, h=1*10^-3 m. Nahraďte tato data do vzorce. Po převodu zůstane 13,6*9,8=133,3 n / m². N / m² - to je Pascal (Pa). Pokud převedete atmosférický tlak na hektopascaly, pak 1 mmHg. St. odpovídá 1,333 hPa.

Rtuťový sloup a počasí

Torricelli dlouho pozoroval hodnoty rtuťového barometru. Všiml si zajímavé věci. Když se atmosférický tlak sníží, po chvíli nastane špatné počasí. Když rtuťový sloupec stoupá, po určité době je špatné počasí nahrazeno dobrým počasím. To znamená, že měření atmosférického tlaku umožňuje předpověď počasí.

Nyní meteorologické služby nepřetržitě, každé 3 hodiny, měří atmosférický tlak. Kniha patnáctiletého kapitána Julesa Verna popisuje pozorování barometru a počasí. Protagonista knihy zjistil, že pokud rtuťový sloupec rychle klesá, pak se počasí prudce zhoršuje, ale krátce, pokud hladina rtuti klesá pomalu, několik dní, pak se počasí postupně zhoršuje a trvá dlouho.

Co se vyskytuje při nerovnoměrném rozložení atmosférického tlaku

Zvažte synoptickou mapu. Obsahuje hodnoty atmosférického tlaku v různých lokalitách, městech, zemích, kontinentech. Směr pohybu vzdušných hmot je označen šipkami. Proč fouká vítr? Atmosférický tlak je na některých místech větší a na jiných méně. Odtud, kde je větší, fouká vítr tam, kde je menší. Vidíme to ve směru šipek na mapě.

Při pohledu na celou planetu je vidět, že se v různých částech liší. Vysokotlaké oblasti jsou označeny fialovou barvou, v nich jsou ruce větru zkroucené a pohybují se ve směru hodinových ručiček. Taková oblast vysokého tlaku se nazývá anticyklon. Má obvykle jasné počasí.

A tady je Španělsko a Portugalsko. Zde pozorujeme dva nejsilnější anticyklony. Kroucení proudů vzduchu souvisí s rotací zeměkoule.

Ale tady jsou dvě silné oblasti sníženého atmosférického tlaku-celkem 965 hektopascalů. Je to cyklón, vzduch v něm se otáčí proti směru hodinových ručiček.

Tímto způsobem lze pozorovat rozložení atmosférického tlaku na různých místech naší planety. V moderní době meteorologové přesně předpovídají změnu počasí, ke které dochází při nerovnoměrném rozložení atmosférického tlaku.

Tlak na úrovni a nad mořem

Předpokládejme, že barometr ukazuje tlak rovný 1006 hPa. Ale pokud se podíváte na synoptickou mapu této oblasti, města, může se ukázat, že atmosférický tlak se tam liší. Proč se tak děje? Na synoptických mapách jsou uvedeny hodnoty atmosférického tlaku na hladině moře. Můžeme být v určité nadmořské výšce, takže tlak, který barometr vykazuje v místnosti, je menší než tlak na hladině moře.

Výškoměr

Jak změřit výšku vaší polohy? Existují speciální zařízení podobná barometru, ale jejich stupnice není přehrána v jednotkách tlaku, ale v jednotkách výšky. Taková zařízení mají turisté, piloti. Nazývají se výškoměry nebo parametrické výškoměry. Když je pilot na zemi, nastaví šipku výškoměru na nulu, protože jeho výška nad zemí je nulová. V případě potřeby umístí šipku do nadmořské výšky, podle toho, zda je důležité vědět, v jaké nadmořské výšce je letiště nad hladinou moře, nebo ne. V případě dálkových letů to může být užitečný, zvláště pokud je letiště v horách. Poté, při pohledu na šipku výškoměru, pilot určí výšku.

Proč se zvyšující se Nadmořská výška zvyšuje atmosférický tlak

Poté, co jsme se dozvěděli, že při nerovnoměrném rozložení atmosférického tlaku vzniká vítr, pochopíme, proč tlak klesá s rostoucí výškou. Vzduch má hmotnost, takže je přitahován k zemi a vytváří na něj tlak. Pokud umístíme barometr do určité vrstvy atmosféry, bude na něj tlačena výše uvedená vrstva atmosféry. Atmosféra nemá jasné hranice.

Pokud umístíme barometr na hladinu moře, pak se tlak rovná součtu tlaku v této vrstvě vzduchu a tlaku v nadložních vrstvách atmosféry. To znamená, že s rostoucí výškou tlak klesá. Vyvstává otázka: nelze atmosférický tlak považovat za vzorec Pu003d ρ * g * h? Ne, protože velikost hustoty vzduchu je v různých vrstvách atmosféry nestálá. Dole vzduch Nachází se pod větší tlak, takže je hustší a nahoře je méně hustý.