Áp suất khí quyển là lực mà chúng ta chịu tác động của không khí xung quanh, tức là khí quyển. Bài báo sẽ trình bày các thí nghiệm trong đó chúng tôi sẽ đảm bảo rằng áp suất không khí thực sự tồn tại. Chúng tôi sẽ tìm ra ai đã đo nó lần đầu tiên, điều gì xảy ra khi áp suất khí quyển phân bố không đều và nhiều hơn thế nữa.
Biểu hiện của áp suất khí quyển
Nếu không khí đè lên mọi thứ xung quanh, thì nó sẽ nặng một thứ gì đó. Điều này có thực sự đúng không, tại sao nó dường như không có trọng lượng đối với chúng ta? Hãy tiến hành các thí nghiệm chứng minh rằng áp suất khí quyển thực sự tồn tại.
Đổ đầy nước vào giữa ống tiêm, sau đó kéo pít-tông lên. Nước sẽ theo piston. Lý do cho điều này là áp suất khí quyển, nhưng khi con người chưa biết về sự tồn tại của nó, họ nói rằng thiên nhiên đơn giản là không chấp nhận sự trống rỗng. Bây giờ chúng ta biết rằng khi piston tăng lên, một khu vực được tạo ragiảm áp suất và bầu khí quyển ép nước vào ống tiêm.
Trải nghiệm với thẻ nhựa và hũ
Đổ đầy nước vào lọ thủy tinh, đậy nắp bằng miếng nhựa, ví dụ như thẻ. Hãy lật ngược cái lọ và thấy rằng thẻ được giữ và không bị rơi. Lực ép của nước được bù bằng lực ép của khí quyển. Không có gì ép vào nước từ trên cao, nhưng không khí sẽ ép từ bên dưới, kết quả là thẻ được giữ. Nếu không khí lọt vào giữa nhựa và bình, thẻ sẽ rơi ra và nước sẽ tràn ra ngoài.
thiết bị Torricelli
Nhà khoa học người Ý Torricelli lần đầu tiên đo áp suất khí quyển. Ông đã làm điều này với cái gọi là phong vũ biểu thủy ngân. Đầu tiên, Torricelli đổ đầy thủy ngân lên trên một ống thủy tinh, lấy một bát thủy ngân lớn, lật ngược ống, nhúng nó vào bát và mở đầu dưới. Sao Thủy bắt đầu đi xuống, nhưng không đi ra hoàn toàn mà đi xuống một độ cao nhất định.
Hóa ra mức này là 760 mm. Do đó, áp suất của khí quyển có thể giữ một cột thủy ngân là 760 mm. Nếu áp suất tăng, thì nó có thể giữ một cột có chiều cao lớn hơn, nếu nó giảm thì ít hơn. Nếu đúng như vậy, thì kích thước của nó có thể được đánh giá bằng chiều cao của cột trụ. Do đó, trong thực tế, áp suất của khí quyển và các chất khí thường được đo chính xác bằng milimét thủy ngân. Hãy thiết lập mối quan hệ giữa milimét thủy ngân và các đơn vị thông thường của pascal.
Milimét thủy ngân và pascal có liên quan như thế nào
Áp suất khí quyển làm tăng thủy ngân thêm 760 mm. Nó có nghĩa làmột cột thủy ngân cao 760 mm ép với một lực bằng mức bình thường của áp suất khí quyển. 1 mm Hg là áp suất do một cột thủy ngân cao 1 mm tạo ra. Hãy tưởng tượng rằng chiều cao của cột thủy ngân là 1 mm. Tính áp suất thủy tĩnh tương ứng với độ cao này.
P=1 mmHg Áp suất thủy tĩnh được tính theo công thức: ρgh. ρ là khối lượng riêng của thủy ngân, g là gia tốc do trọng trường, h là chiều cao của cột chất lỏng. ρ=13, 6103kg / m3, g=9, 8 N / kg, h=110 -3m. Thay những dữ liệu này vào công thức. Sau khi chuyển đổi, 13,69,8=133,3 N / m2sẽ vẫn còn. N / m2- đây là Pascal (Pa). Nếu chúng ta chuyển đổi áp suất khí quyển sang hectopascal, thì 1 mm Hg. Mỹ thuật. tương ứng với 1,333 hPa.
Hg và thời tiết
Torricelli đã xem các kết quả đo của phong vũ biểu thủy ngân trong một thời gian dài. Anh ấy nhận thấy một điều thú vị. Khi cột thủy ngân giảm xuống, tức là khi áp suất khí quyển trở nên thấp, sau một thời gian thời tiết xấu sẽ xuất hiện. Khi cột thủy ngân tăng lên, sau một thời gian thời tiết xấu được thay thế bằng thời tiết tốt. Tức là, phép đo áp suất khí quyển cho phép bạn dự báo thời tiết.
Bây giờ dịch vụ khí tượng suốt ngày đêm, cứ 3 giờ một lần, đo áp suất khí quyển. Cuốn sách Người đội trưởng mười lăm tuổi của Jules Verne mô tả việc quan sát phong vũ biểu và thời tiết. Nhân vật chính của cuốn sách đã phát hiện ra rằng nếu cột thủy ngân giảm nhanh, thì thời tiết sẽ xấu đi rõ rệt, nhưng không lâu, nếu mức thủy ngân giảm từ từ, trong vài ngày, thìthời tiết sẽ xấu đi dần dần, nhưng kéo dài trong một thời gian dài.
Điều gì sẽ xảy ra khi áp suất khí quyển phân bố không đều
Hãy xem xét một bản đồ khái quát. Nó chứa các giá trị của áp suất khí quyển ở các khu vực, thành phố, quốc gia, lục địa khác nhau. Hướng chuyển động của các khối khí được biểu thị bằng các mũi tên. Tại sao gió thổi? Áp suất khí quyển lớn hơn ở một số nơi và ít hơn ở những nơi khác. Từ nơi nó lớn hơn, gió thổi đến nơi nó nhỏ hơn. Chúng tôi nhìn thấy nó theo hướng của các mũi tên trên bản đồ.
Nếu bạn nhìn vào toàn bộ hành tinh, bạn có thể thấy rằng nó khác nhau ở các phần khác nhau. Các khu vực có áp suất cao được đánh dấu bằng màu tím, nơi các mũi tên gió xoáy và di chuyển theo chiều kim đồng hồ. Vùng có áp suất cao này được gọi là vùng chống đông khí. Trời thường có tiết trời quang đãng.
Nhưng Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha. Ở đây chúng tôi quan sát thấy hai loại thuốc chống co giật mạnh nhất. Sự xoắn của các dòng không khí được kết nối với sự quay của địa cầu.
Và đây là hai khu vực mạnh mẽ của áp suất khí quyển thấp - chỉ 965 haopascal. Đây là một cơn lốc xoáy, không khí trong nó quay ngược chiều kim đồng hồ.
Vì vậy, bạn có thể quan sát sự phân bố của áp suất khí quyển ở những nơi khác nhau trên hành tinh của chúng ta. Ngày nay, các nhà khí tượng học dự đoán chính xác những thay đổi thời tiết xảy ra khi áp suất khí quyển phân bố không đều.
Áp suất ở và trên mực nước biển
Giả sử phong vũ biểu cho thấy áp suất là 1006 hPa. Nhưng nếunhìn vào bản đồ khái quát của một khu vực, thành phố nhất định, có thể thấy rằng áp suất khí quyển ở đó khác nhau. Tại sao chuyện này đang xảy ra? Thực tế là các bản đồ khái quát thể hiện các giá trị của áp suất khí quyển ở mực nước biển. Chúng ta có thể ở một độ cao nhất định so với mực nước biển, vì vậy áp suất mà phong vũ biểu hiển thị trong phòng sẽ nhỏ hơn ở mực nước biển.
Altimeter
Làm thế nào để đo chiều cao của vị trí của bạn? Có những dụng cụ đặc biệt tương tự như khí áp kế, nhưng thang đo của chúng được chia độ không theo đơn vị áp suất mà theo đơn vị chiều cao. Khách du lịch và phi công có những thiết bị như vậy. Chúng được gọi là máy đo độ cao hoặc máy đo độ cao tham số. Khi phi công ở trên mặt đất, anh ta đặt máy đo độ cao bằng 0, vì độ cao của anh ta so với mặt đất bằng không. Nếu cần, anh ta đặt mũi tên ở độ cao trên mực nước biển, tùy thuộc vào việc anh ta có biết sân bay ở độ cao nào trên mực nước biển hay không. Trong trường hợp bay đường dài, điều này có thể hữu ích, đặc biệt nếu sân bay ở trên núi. Sau đó, nhìn vào kim đo độ cao, phi công xác định độ cao.
Tại sao áp suất khí quyển tăng theo độ cao
Sau khi chúng ta biết rằng khi áp suất khí quyển phân bố không đều, gió sẽ xuất hiện, hãy tìm hiểu lý do tại sao áp suất giảm khi độ cao tăng. Không khí có trọng lượng nên bị trái đất hút, tạo áp lực lên nó. Nếu chúng ta đặt một phong vũ biểu trong một lớp khí quyển nào đó, thì nó sẽ bị lớp khí quyển đó ép lại,ở trên. Cần lưu ý rằng bầu khí quyển không có ranh giới rõ ràng.
Nếu chúng ta đặt một phong vũ biểu ở mực nước biển, áp suất sẽ bằng tổng áp suất trong lớp không khí này và áp suất ở các lớp bên trên của khí quyển. Tức là khi độ cao càng tăng thì áp suất càng giảm. Câu hỏi đặt ra: có thể tính áp suất khí quyển theo công thức Р=ρgh không? Không, bởi vì giá trị của mật độ không khí là không đổi trong các lớp khác nhau của khí quyển. Ở phía dưới, không khí chịu nhiều áp suất hơn, vì vậy nó dày đặc hơn, và ở phía trên, nó ít đặc hơn.
