Първият човек, който измери атмосферното налягане, беше този, който го откри. Атмосферно налягане

Това налягане се нарича атмосферно. Колко голям е?

Изпратено от читатели от интернет сайтове

библиотека по физика, уроци по физика, програма по физика, конспекти от уроци по физика, учебници по физика, готови домашни

Съдържание на урока бележки към уроцитеподдържаща рамка презентация урок методи ускорение интерактивни технологии Практикувайте задачи и упражнения самопроверка работилници, обучения, казуси, куестове домашна работа въпроси за дискусия риторични въпроси от ученици Илюстрации аудио, видео клипове и мултимедияснимки, картинки, графики, таблици, диаграми, хумор, анекдоти, вицове, комикси, притчи, поговорки, кръстословици, цитати Добавки резюметастатии трикове за любознателните ясли учебници основен и допълнителен речник на термините други Подобряване на учебниците и уроцитекоригиране на грешки в учебникаактуализиране на фрагмент в учебник, елементи на иновация в урока, замяна на остарели знания с нови Само за учители перфектни уроцикалендарен план за годината насокидискусионни програми Интегрирани уроци

Заобикаляща атмосфера Земята, упражнява натиск върху повърхността на земята и върху всички обекти, разположени над земята. В покойната атмосфера налягането във всяка точка е равно на теглото на надлежащия въздушен стълб, който се простира до външната периферия на атмосферата и има напречно сечение от 1 cm 2.

Атмосферно наляганее измерена за първи път от италиански учен Еванджелиста Торичелипрез 1644г. Устройството представлява U-образна тръба с дължина около 1 м, запечатана в единия край и пълна с живак. Тъй като в горната част на тръбата няма въздух, налягането на живака в тръбата се създава само от теглото на живачния стълб в тръбата. По този начин атмосферното налягане е равно на налягането на живачния стълб в тръбата и височината на този стълб зависи от атмосферното налягане на околния въздух: колкото по-високо е атмосферното налягане, толкова по-висок е живачният стълб в тръбата и следователно, височината на тази колона може да се използва за измерване на атмосферното налягане.

Нормалното атмосферно налягане (на морското равнище) е 760 mmHg (mmHg) при 0°C. Ако атмосферното налягане е например 780 mm Hg. чл., това означава, че въздухът произвежда същото налягане като това, създадено от вертикален стълб от живак с височина 780 mm.

Наблюдавайки ден след ден височината на живачния стълб в тръбата, Торичели открива, че тази височина се променя и промените в атмосферното налягане по някакъв начин са свързани с промените във времето. Като прикрепи вертикална скала до тръбата, Торичели получи просто устройство за измерване на атмосферното налягане - барометър. По-късно налягането се измерва с помощта на анероиден („безтечен“) барометър, който не използва живак, а налягането се измерва с помощта на метална пружина. На практика, преди да вземете показания, трябва леко да почукате с пръст върху стъклото на устройството, за да преодолеете триенето в трансмисията на лоста.

Базиран на тръба на Торичели станция чаша барометър, който е основният уред за измерване на атмосферното налягане на метеорологични станциипонастоящем. Състои се от барометрична тръба с диаметър около 8 mm и дължина около 80 cm, спусната със свободния си край в барометрична чаша. Цялата барометрична тръба е затворена в месингова рамка, в горната част на която е направен вертикален участък за наблюдение на менискуса на живачния стълб.

При същото атмосферно налягане височината на живачния стълб зависи от температурата и ускорението на гравитацията, което варира в зависимост от географската ширина и надморска височина. За да се изключи зависимостта на височината на живачната колона в барометъра от тези параметри, измерената височина се намалява до температура от 0 ° C и ускорението на гравитацията на морското равнище на ширина 45 ° и чрез въвеждане на инструментална корекция се получава налягането в станцията.

В съответствие със международна системаединици (система SI) основната единица за измерване на атмосферното налягане е хектопаскал (hPa), но в услуга на редица организации е разрешено да се използват старите единици: милибар (mb) и милиметър живак (mm Hg) .

1 mb = 1 hPa; 1 mmHg = 1,333224 hPa

Пространственото разпределение на атмосферното налягане се нарича поле на налягане. Полето на налягане може да бъде визуално представено с помощта на повърхности, във всички точки на които налягането е еднакво. Такива повърхности се наричат ​​изобарни. За да се получи визуално представяне на разпределението на налягането върху земната повърхност, се изграждат изобарни карти на морското равнище. За да направите това на географска картапоказват атмосферно налягане, измерено в метеорологични станции и нормализирано спрямо морското равнище. След това точките с еднакъв натиск се свързват с гладки извити линии. Областите на затворени изобари с високо налягане в центъра се наричат ​​максимуми на налягането или антициклони, а областите на затворени изобари с ниско налягане в центъра се наричат ​​ниски на налягането или циклони.

Атмосферното налягане във всяка точка на земната повърхност не остава постоянно. Понякога налягането се променя много бързо с течение на времето, но понякога остава почти непроменено за доста дълго време. IN денонощен ходналягане има два максимума и два минимума. Максимуми се наблюдават около 10 и 22 часа местно време, минимуми около 4 и 16 часа. Годишната промяна на налягането силно зависи от физическите и географските условия. Това движение е по-забележимо над континентите, отколкото над океаните.

Атмосферното налягане е силата, с която въздухът около нас натиска земната повърхност. Първият човек, който го измери, беше ученикът на Галилео Галилей Еванджелиста Торичели. През 1643 г., заедно с колегата си Винченцо Вивиани, той провежда прост експеримент.

Опит на Торичели

Как успя да определи атмосферното налягане? Вземайки тръба с дължина метър, запечатана от единия край, Торичели изсипа живак в нея, затвори дупката с пръст и като я обърна, я спусна в купа, също пълна с живак. В същото време част от живака се изля от тръбата. Живачният стълб спря на 760 мм. от нивото на повърхността на живака в купата.

Интересното е, че резултатът от експеримента не зависел от диаметъра, наклона или дори формата на тръбата - живакът винаги спирал на едно и също ниво. Въпреки това, ако времето внезапно се промени (и атмосферното налягане падне или се повиши), живачният стълб падна или се повиши с няколко милиметра.

Оттогава атмосферното налягане се измерва в милиметри живачен стълб и налягането е 760 mm. rt. Изкуство. се приема за равна на 1 атмосфера и се нарича нормално налягане. Така е създаден първият барометър – уред за измерване на атмосферното налягане.

Други начини за измерване на атмосферното налягане

Живакът не е единствената течност, която може да се използва за измерване на атмосферното налягане. Много учени в различно времете построиха водни барометри, но тъй като водата е много по-лека от живака, техните тръби се издигнаха на височина до 10 м. Освен това водата се превърна в лед вече при 0 ° C, което създаде определени неудобства.

Съвременните живачни барометри използват принципа на Торичели, но са малко по-сложни. Например, сифонният барометър е дълга стъклена тръба, огъната в сифон и пълна с живак. Дългият край на тръбата е запечатан, късият край е отворен. Малка тежест плува върху откритата повърхност на живак, балансирана от противотежест. Когато атмосферното налягане се промени, живакът се движи, влачейки със себе си поплавъка, който от своя страна задвижва противотежестта, свързана със стрелката.

Живачните барометри се използват в стационарни лаборатории и метеорологични станции. Те са много точни, но доста тромави, така че у дома или на полето атмосферното налягане се измерва с помощта на барометър без течност или анероиден барометър.

Как работи анероидният барометър?

В барометър без течност, колебанията в атмосферното налягане се усещат от малка кръгла метална кутия с разреден въздух вътре. Анероидната кутия има тънка гофрирана мембранна стена, която се изтегля назад от малка пружина. Мембраната се огъва навън, когато атмосферното налягане спадне, и се притиска навътре, когато се повиши. Тези движения причиняват отклонения на стрелката, движеща се по специална скала. Скалата на анероидния барометър е изравнена с живачен барометър, но все още се счита за по-малко точен инструмент, тъй като с течение на времето пружината и мембраната губят своята еластичност.