Atmosfēras spiediens: kas tas ir, formula, vērtība un vienības

Kas ir atmosfēras spiediens?

Atmosfēras spiediens vai barometriskais spiediens ir spēks, ko noteiktā vietā atmosfēras gaisa kolonna pieliek Zemes virsmai.

Šis spēks ir apgriezti proporcionāls augstumam. Jo augstāks ir augstums, jo zemāks ir atmosfēras spiediens un jo zemāks ir augstums, jo lielāks ir atmosfēras spiediens.

Augstākais atmosfēras spiediens ir tas, kas rodas jūras līmenī. Tāpēc šo mērījumu ņem par normāla atmosfēras spiediena atsauci.

Atmosfēras spiediena vienības

Atmosfēras spiediena attēlošanai ir dažādas mērvienības. SI tiek izmantots tā saucamais Pascal (Pa) vai hectopascal (hPa). Tomēr tiek izmantoti arī stieņi (b), milibāri (mb), “atmosfēra” (atm), dzīvsudraba milimetri (mm Hg) un Torricellis (Torr).

Atmosfēras spiediena formula

Atmosfēras vai barometriskā spiediena aprēķināšanas formulu regulē hidrostatiskā pamata vienādojuma principi. Redzēsim zemāk.

Pa = ρ.gh

Šajā formulā

• Pa ir vienāds ar spiedienu, kas tiek veikts uz šķidruma punktu.P ir vienāds ar šķidruma blīvumu.G ir vienāds ar smaguma paātrinājumu.H ir vienāds ar dziļumu.

Tādējādi, ja:

• ρ = 13550 kg / m3 (dzīvsudraba blīvums) g = 9,81 m / s2h = 0,76 m (dzīvsudraba kolonnas augstums)

Tātad

• Pa = 101 023 Pa

Atmosfēras spiediena vērtība jūras līmenī

Normāla atmosfēras spiediena vērtība (jūras līmenī) ir 760 mm, kas ir ekvivalents 760 torr; pie 1,013,2 mb (milibāri); 101 325 Pa (paskāli); pie 1013,2 hPa (hektopaskāli) vai arī pie 1 atm (atmosfēra).

Ierīce atmosfēras spiediena mērīšanai

Arenoīda barometrs

Atmosfēras spiediena mērīšanas instrumentu sauc par barometru. Tāpēc atmosfēras spiedienu sauc arī par barometrisko spiedienu. Ir dažādi barometru veidi. Vissvarīgākie ir šādi:

Dzīvsudraba barometrs

Dzīvsudraba barometra pamata diagramma.

Tas ir pirmais barometrs vēsturē, kuru 1643. gadā izgudroja Evangelista Torricelli. Tā ir stikla caurule, kas atvērta apakšējā galā un aizvērta augšējā galā. Šī caurule ir piepildīta ar dzīvsudrabu, kura līmenis mainās atkarībā no gaisa kolonnas svara, kas atrodas uz ierīces. Redzēsim, kā tas ir iespējams.

Torricelli tā sauktajā eksperimentā zinātnieks pilnībā piepildīja viena metra garu mēģeni ar dzīvsudrabu un aizvēra to ar pirkstu. Tad viņš to apgāza, noteiktā leņķī ievietoja traukā, arī ar dzīvsudrabu, un atbrīvoja mēģenes muti.

To darot, šķidrums nolaidās, bet nolaišanās apstājās 76 cm augstumā, augšējā galā izveidojot vakuumu. No tā izrietēja, ka spiediens vakuumā ir vienāds ar 0. Ar šiem datiem Torricelli izdevās aprēķināt atmosfēras spiedienu.

Arenoīda barometrs

Arnoīda barometra iekšējais mehānisms

Šo barometru 1843. gadā izgudroja Luciens Vidijs, un tas sastāv no sudraba metāla kapsulas. Šī kapsula ir saskarē ar sviru, kas piestiprināta pie pārnesumiem, kuri, savukārt, ir piestiprināti pie indikatora adatas. Kapsula saraujas, kad ir lielāks spiediens, vai izplešas, ja ir mazāks spiediens, kas virza zobratu kustību un aktivizē indikatora adatu.