Wie misst man den atmosphärischen Druck in Pascal? Was ist der normale atmosphärische Druck im Pascal?

Atmosphäre ist die Gaswolke, die die Erde umgibt. Das Gewicht der Luft, deren Säulenhöhe 900 km übersteigt, hat einen starken Einfluss auf die Bewohner unseres Planeten. Wir fühlen das nicht und nehmen das Leben am Boden des Luftmeeres als eine Selbstverständlichkeit. Unbequemlichkeit fühlt man sich in den Bergen hoch. Der Mangel an Sauerstoff provoziert eine schnelle Ermüdung. Gleichzeitig ändert sich der atmosphärische Druck deutlich.

Physik betrachtet den atmosphärischen Druck, seine Veränderungen und seinen Einfluss auf die Erdoberfläche.

Im Laufe der Physik der Sekundarschule wird dem Studium der Wirkung der Atmosphäre erhebliche Aufmerksamkeit geschenkt. Die Merkmale der Definition, die Abhängigkeit von der Höhe, der Einfluss auf im Alltag oder in der Natur auftretende Prozesse werden anhand der Kenntnis der Wirkung der Atmosphäre erklärt.

Wann beginnen sie, atmosphärischen Druck zu studieren? Klasse 6 – Zeit, um die Besonderheiten der Atmosphäre kennenzulernen. Dieser Prozess setzt sich in den Profilklassen der Seniorenschule fort.

Studium Geschichte

Die ersten Versuche, atmosphärischen Luftdruck zu errichten, wurden 1643 auf Anregung der italienischen Evangelista Torricelli gemacht. Ein von einem Ende geschweißtes Glasrohr wurde mit Quecksilber gefüllt. Auf der anderen Seite, wurde es in Quecksilber gesenkt. Im oberen Teil des Röhrchens wurde durch die partielle Flucht von Quecksilber ein leerer Raum gebildet, der "Torricellianische Leere" genannt wurde.

Zu dieser Zeit dominierten die Naturwissenschaften die Theorie des Aristoteles, die glaubten, dass "die Natur Angst vor der Leere" hat. Nach seinen Ansichten kann es keinen Leerraum geben, der nicht mit Materie gefüllt ist. Daher versuchte das Vorhandensein einer Leere in einer Glasröhre lange Zeit, durch andere Materie zu erklären.

Die Tatsache, dass dieser leere Raum, zweifellos, kann es nicht mit irgendetwas gefüllt werden, weil Quecksilber zu Beginn des Experiments vollständig den Zylinder füllte. Und, fließend, erlaubte es anderen Substanzen nicht, den freien Platz zu füllen. Aber warum hat das ganze Quecksilber nicht in das Schiff gegossen, weil es auch keine Hindernisse gibt? Die Schlußfolgerung deutet an: Quecksilber in der Röhre, wie bei der Vermittlung von Gefäßen, schafft den gleichen Druck auf Quecksilber im Gefäß, sowie etwas von außen. Auf der gleichen Ebene steht nur die Atmosphäre in Kontakt mit der Quecksilberoberfläche. Es ist ihr Druck, der die Substanz unter dem Einfluss der Schwerkraft ausgießt. Gas, wie bekannt, schafft die gleiche Aktion in alle Richtungen. Sein Einfluss ist der Quecksilberoberfläche im Gefäß ausgesetzt.

Die Höhe des Quecksilberzylinders beträgt ca. 76 cm. Es wird festgestellt, dass dieser Index mit der Zeit variiert, daher ändert sich der Druck der Atmosphäre. Es kann in cm Quecksilber (oder in Millimeter) gemessen werden.

Welche Einheiten gelten?

Das internationale System der Einheiten ist international, so dass es nicht die Verwendung von Millimeter Quecksilber beinhaltet. Art. Bei der Bestimmung des Drucks. Die Einheit des atmosphärischen Drucks wird in analoger Weise in Festkörper und Flüssigkeiten hergestellt. Die Druckmessung in Pascal erfolgt in SI.

Für 1 Pa wird ein solcher Druck genommen, der durch die Kraft von 1 N pro 1 m ^{2 Fläche erzeugt wird} .

Wir definieren, wie die Maßeinheiten zusammenhängen . Der Druck der Flüssigkeitssäule wird nach folgender Formel eingestellt: p = ρgh. Die Dichte von Quecksilber beträgt ρ = 13600 kg / m ³ . Für den Referenzpunkt nehmen wir eine Säule aus Quecksilber mit einer Länge von 760 Millimetern. Von hier:

P = 13600 kg / m ³ × 9,83 N / kg × 0,76 m = 101292,8 Pa

Um den atmosphärischen Druck in Pascal zu erfassen, berücksichtigen wir: 1 mm Hg. = 133,3 Pa.

Beispiel für Problemlösung

Bestimmen Sie die Kraft, mit der die Atmosphäre auf die Oberfläche des Daches mit Abmessungen von 10×20 m wirkt. Der atmosphärische Druck wird gleich 740 mm Hg angenommen.

P = 740 mm Hg, a = 10 m, b = 20 m

Analyse

Um die Wirkungsstärke zu bestimmen, ist es notwendig, den atmosphärischen Druck in Pascal zu bestimmen. Unter Berücksichtigung, dass 1 Millimeter Quecksilber. Ist gleich 133,3 Pa, wir haben folgendes: p = 98642 Pa.

Die Lösung

Wir verwenden die Formel für die Bestimmung des Drucks:

P = F / s,

Da die Dachfläche nicht gegeben ist, nehmen wir an, dass sie die Form eines Rechtecks hat. Der Bereich dieser Figur ist durch die Formel definiert:

S = ab.

Ersetzen Sie den Bereich in der Formel:

P = F / (ab), aus denen:

F = pab

Wir berechnen: F = 98642 Pa × 10 m × 20 m = 19728400 H = 1,97 MN.

Antwort: Der Druck der Atmosphäre auf dem Dach des Hauses beträgt 1.97 MN.

Messmethoden

Die experimentelle Bestimmung des atmosphärischen Drucks kann mit einer Quecksilbersäule durchgeführt werden. Wenn eine Skala an sie angehängt ist, wird es möglich, die Änderungen aufzuzeichnen. Dies ist das einfachste Quecksilberbarometer.

Er war überrascht, die Veränderungen in der Atmosphäre der Evangelista Torricelli zu bemerken und diesen Prozess mit Hitze und Kälte zu verbinden.

Das Optimum war der Druck der Atmosphäre auf Meereshöhe bei 0 Grad Celsius. Dieser Wert beträgt 760 mm Hg. Normaler atmosphärischer Druck in Pascal gilt als gleich 10 ⁵ Pa.

Es ist bekannt, dass Quecksilber für die menschliche Gesundheit schädlich ist. Als Ergebnis können offene Quecksilberbarometer nicht verwendet werden. Andere Flüssigkeiten haben eine Dichte viel weniger, so dass ein mit Flüssigkeit gefülltes Rohr lang genug sein muss.

Zum Beispiel sollte die Wassersäule von Blaise Pascal in der Größenordnung von 10 m Höhe sein. Die Unannehmlichkeiten liegen auf der Hand.

Frei fließendes Barometer

Ein bemerkenswerter Schritt vorwärts ist die Idee, sich von der Flüssigkeit bei der Erstellung von Barometern zu entfernen. Die Möglichkeit, ein Instrument zur Bestimmung des Drucks der Atmosphäre zu machen, wird in Barometer-Aneroiden realisiert.

Der Hauptteil dieses Messgerätes ist ein flacher Kasten, aus dem Luft herausgepumpt wird. Um sicherzustellen, dass es nicht durch die Atmosphäre zerkleinert wird, wird die Oberfläche gewellt. Das Federsystem der Box ist mit einem Pfeil verbunden, der den Druckwert auf der Skala angibt. Letzteres kann in allen Einheiten abgestuft werden. Der atmosphärische Druck in Pascal kann mit einer geeigneten Messskala gemessen werden.

Höhen- und atmosphärischer Druck

Die Veränderung der Dichte der Atmosphäre, wenn sie nach oben steigt, führt zu einer Abnahme des Drucks. Die Inhomogenität der Gasschale erlaubt uns nicht, ein lineares Gesetz der Variation einzuführen, da mit zunehmender Höhe der Grad der Abnahme des Drucks abnimmt. Auf der Oberfläche der Erde als Anstieg für alle 12 Meter, die Wirkung der Atmosphäre fällt um 1 mm Hg. Art. In der Troposphäre tritt eine ähnliche Veränderung bei jedem 10,5 m auf.

In der Nähe der Oberfläche der Erde, in der Höhe des Fluges eines Flugzeugs, kann ein Aneroid, der mit einer speziellen Skala ausgestattet ist, die Höhe durch atmosphärischen Druck bestimmen. Dieses Gerät wird als Höhenmesser bezeichnet.

Ein spezielles Gerät auf der Oberfläche der Erde erlaubt es Ihnen, den Höhenmesser auf Null zu setzen, um ihn später zu verwenden, um die Hubhöhe zu bestimmen.

Beispiel für die Lösung des Problems

Am Fuß des Bergbarometers zeigte sich ein atmosphärischer Druck von 756 Millimeter Quecksilber. Was ist der Wert auf 2500 Meter über dem Meeresspiegel? Es ist erforderlich, den atmosphärischen Druck in Pascal aufzuzeichnen.

P & sub1; = 756 mm Hg, H = 2500 m, p & sub2; – & alpha;

Die Lösung

Um die Barometerwerte auf einer Höhe H zu bestimmen, berücksichtigen wir, dass der Druck um 1 Millimeter Quecksilber sinkt. Alle 12 Meter. Daher:

(Р ₁ – р ₂ ) × 12 m = Н × 1 mm Hg, von wo aus:

P ₂ = p ₁ – H x 1 mm Hg / 12 m = 756 mm Hg. – 2500 m × 1 mm Hg / 12 m = 546 mm Hg.

Um den atmosphärischen Druck in Pascal zu erfassen, führen wir folgende Aktionen durch:

P ₂ = 546 × 133,3 Pa = 72619 Pa

Antwort: 72619 Pa.

Atmosphärischer Druck und Wetter

Die Bewegung der atmosphärischen Luftschichten in der Nähe der Erdoberfläche und die inhomogene Erwärmung von Luft in verschiedenen Gebieten führen zu einer Veränderung der Witterungsverhältnisse auf allen Teilen des Planeten.

Der Druck kann um 20-35 mm Hg variieren. In einer langen Zeit und 2-4 Millimeter Quecksilber. im Laufe des Tages. Eine gesunde Person nimmt keine Veränderungen in diesem Indikator wahr.

Atmosphärischer Druck, dessen Wert niedriger als normal ist und sich oft ändert, zeigt einen Zyklon an, der einen bestimmten abdeckt. Oft wird dieses Phänomen von Trübung und Niederschlag begleitet.

Niederdruck ist nicht immer ein Zeichen des Regenwetters. Hass ist mehr abhängig von der allmählichen Abnahme der Indikator in Frage.

Ein starker Druckabfall auf 74 Zentimeter Quecksilber. Und unten droht mit einem Sturm, Regenguss, die auch dann weitergehen wird, wenn der Indikator bereits steigt.

Veränderung des Wetters zum Besseren kann durch folgende Merkmale bestimmt werden:

• Nach einer langen Zeit des schlechten Wetters wird ein allmählicher und stetiger Anstieg des atmosphärischen Drucks beobachtet;
• Bei nebeligem, schlampigem Wetter steigt der Druck;
• In der Periode der südlichen Winde steigt der betreffende Indikator für mehrere Tage in Folge an;
• Die Zunahme des atmosphärischen Drucks bei windigem Wetter ist ein Zeichen für ein angenehmes Wetter.