Prvýkrát meral atmosféru. Meranie atmosférického tlaku

Tento tlak sa nazýva atmosférický tlak. Aké je to veľké?

Zaslané čitateľmi z internetových stránok

fyzikálna knižnica, hodiny fyziky, program fyziky, poznámky k hodinám fyziky, učebnice fyziky, hotové domáce úlohy

Obsah lekcie poznámky k lekcii podporná rámcová lekcia prezentácia akceleračné metódy interaktívne technológie Prax úlohy a cvičenia autotest workshopy, školenia, prípady, questy domáce úlohy diskusia otázky rečnícke otázky študentov Ilustrácie audio, videoklipy a multimédiá fotografie, obrázky, grafika, tabuľky, diagramy, humor, anekdoty, vtipy, komiksy, podobenstvá, výroky, krížovky, citáty Doplnky abstraktyčlánky triky pre zvedavcov jasličky učebnice základný a doplnkový slovník pojmov iné Zdokonaľovanie učebníc a vyučovacích hodínoprava chýb v učebnici aktualizácia fragmentu v učebnici, prvky inovácie v lekcii, nahradenie zastaraných vedomostí novými Len pre učiteľov perfektné lekcie kalendárny plán na rok usmernenia diskusné programy Integrované lekcie

Okolitá atmosféra Zem, vyvíja tlak na zemský povrch a na všetky objekty umiestnené nad zemou. V pokojovej atmosfére sa tlak v ktoromkoľvek bode rovná hmotnosti nad ním ležiaceho stĺpca vzduchu, siahajúceho po vonkajší okraj atmosféry a s prierezom 1 cm2.

Atmosférický tlak prvýkrát zmeral taliansky vedec Evangelista Torricelli v roku 1644. Zariadenie je trubica v tvare U dlhá asi 1 m, na jednom konci utesnená a naplnená ortuťou. Pretože v hornej časti trubice nie je vzduch, tlak ortuti v trubici je vytvorený iba hmotnosťou ortuťového stĺpca v trubici. Atmosférický tlak sa teda rovná tlaku ortuťového stĺpca v trubici a výška tohto stĺpca závisí od atmosférického tlaku okolitého vzduchu: čím vyšší je atmosférický tlak, tým vyšší je stĺpec ortuti v trubici, a teda, výška tohto stĺpca sa môže použiť na meranie atmosférického tlaku.

Normálny atmosférický tlak (na hladine mora) je 760 mm ortuťový stĺpec(mm Hg) pri teplote 0 °C. Ak je atmosférický tlak napríklad 780 mm Hg. To znamená, že vzduch vytvára rovnaký tlak, aký vytvára vertikálny stĺpec ortuti vysoký 780 mm.

Pri sledovaní výšky ortuťového stĺpca v trubici deň čo deň Torricelli zistil, že táto výška sa mení a zmeny atmosférického tlaku nejako súviseli so zmenami počasia. Priložením zvislej stupnice vedľa trubice získal Torricelli jednoduchý prístroj na meranie atmosférického tlaku – barometer. Neskôr sa tlak meral pomocou aneroidného ("bezkvapalného") barometra, ktorý nepoužíva ortuť a tlak sa meria pomocou kovovej pružiny. V praxi musíte pred meraním zľahka poklepať prstom na sklo prístroja, aby ste prekonali trenie v pákovej prevodovke.

Na základe Torricelliho trubice staničný pohárový barometer, ktorý je v súčasnosti hlavným prístrojom na meranie atmosférického tlaku na meteorologických staniciach. Pozostáva z barometrickej trubice s priemerom asi 8 mm a dĺžkou asi 80 cm, spustenej voľným koncom do barometrickej misky. Celá barometrická trubica je uzavretá v mosadznom ráme, v hornej časti ktorého je zvislý rez na pozorovanie menisku ortuťového stĺpca.

Pri rovnakom atmosférickom tlaku závisí výška ortuťového stĺpca od teploty a gravitačného zrýchlenia, ktoré sa trochu mení v závislosti od zemepisnej šírky a nadmorskej výšky. Aby sa vylúčila závislosť výšky ortuťového stĺpca v barometri od týchto parametrov, nameraná výška sa zníži na teplotu 0 ° C a zrýchlenie gravitácie na hladine mora v zemepisnej šírke 45 ° a zavedením prístroja korekcie sa získa tlak na stanici.

V súlade s medzinárodný systém jednotky (systém SI) základnou jednotkou na meranie atmosférického tlaku je hektopascal (hPa), v službách mnohých organizácií je však povolené používať staré jednotky: milibar (mb) a milimeter ortuti (mm Hg) .

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

Priestorové rozloženie atmosférického tlaku je tzv tlakové pole. Tlakové pole možno vizuálne znázorniť pomocou plôch vo všetkých bodoch, ktorých tlak je rovnaký. Takéto povrchy sa nazývajú izobarické. Na získanie vizuálneho znázornenia rozloženia tlaku na zemskom povrchu sú na úrovni mora zostrojené izobarové mapy. Ak to chcete urobiť geografická mapa ukazujú atmosferický tlak meraný na meteorologických staniciach a normalizovaný na hladinu mora. Potom sú body s rovnakým tlakom spojené hladkými zakrivenými čiarami. Oblasti uzavretých izobár s vysokým tlakom v strede sa nazývajú tlakové maximá alebo anticyklóny a oblasti uzavretých izobár s nízkym tlakom v strede sa nazývajú tlakové minimá alebo cyklóny.

Atmosférický tlak v každom bode zemského povrchu nezostáva konštantný. Niekedy sa tlak v priebehu času veľmi rýchlo mení, no niekedy zostáva takmer nezmenený pomerne dlho. Pri dennej zmene tlaku sa zistia dve maximá a dve minimá. Maximá sa pozorujú okolo 10 a 22 hodín miestneho času, minimá okolo 4 a 16 hodín. ročný kurz tlak silne závisí od fyzických a geografických podmienok. Tento pohyb je zreteľnejší nad kontinentmi ako nad oceánmi.

Odpovieme na nasledujúce otázky.

1. Ako sa nazýva atmosférický tlak?

Vzduch má váhu a tlačí na zemský povrch a predmety na ňom. Sila, ktorou vzduch tlačí na zemský povrch, sa nazýva atmosférický tlak. Stĺpec vzduchu od povrchu Zeme po hornú hranicu atmosféry tlačí na povrch Zeme silou rovnajúcou sa približne 1,033 kg/cm2. V technológii sa táto hodnota berie ako jednotka tlaku a nazýva sa 1 atmosféra.

2. Kto a ako prvý zmeral atmosférický tlak?

Atmosférický tlak prvýkrát zmeral taliansky vedec Evangelista Torricelli v roku 1644. Zariadenie je trubica v tvare U dlhá asi 1 m, na jednom konci utesnená a naplnená ortuťou. Pretože v hornej časti trubice nie je vzduch, tlak ortuti v trubici je vytvorený iba hmotnosťou ortuťového stĺpca v trubici. Atmosférický tlak sa teda rovná tlaku ortuťového stĺpca v trubici a výška tohto stĺpca závisí od atmosférického tlaku okolitého vzduchu: čím vyšší je atmosférický tlak, tým vyšší je stĺpec ortuti v trubici, a teda, výška tohto stĺpca sa môže použiť na meranie atmosférického tlaku.

3. Aké prístroje sa používajú na meranie atmosférického tlaku?

Na meranie atmosférického tlaku sa používa ortuťový barometer, aneroidný barometer a barograf (z gréckeho grafo - píšem).

Ak na trubicu pripevníme stupnicu, podobnú tej, ktorú použil Torricelli vo svojom experimente, dostaneme najjednoduchší prístroj na meranie atmosférického tlaku – ortuťový barometer.

Hlavnou časťou aneroidného barometra sú okrúhle vlnité kovové krabice, ktoré sú navzájom prepojené; vo vnútri škatúľ sa vytvára vákuum (tlak v nich je menší ako atmosférický tlak); so zvýšením atmosférického tlaku sa škatule stláčajú a ťahajú pružinu, ktorá je k nim pripevnená; pohyb konca pružiny sa prenáša cez špeciálne zariadenia na šípku, ktorá sa pohybuje po stupnici (stupnica má dieliky a hodnotu atmosférického tlaku). Keď sa atmosférický tlak zvýši, puzdro sa zmrští a pri znížení atmosférického tlaku sa roztiahne; tieto vibrácie ovplyvňujú pružinu, ktorá je spojená so šípkou. Šípka ukazuje hodnotu tlaku na stupnici číselníka.

Aneroidný barometer je jedným z hlavných nástrojov, ktoré meteorológovia používajú na predpovedanie počasia na najbližšie dni, keďže zmeny počasia sú spojené so zmenami atmosférického tlaku.

Barograf sa používa na automatické a nepretržité zaznamenávanie zmien atmosférického tlaku. Okrem kovových krabíc z vlnitej lepenky má toto zariadenie mechanizmus na posúvanie papierovej pásky, na ktorej je vytlačená mriežka hodnôt tlaku a dní v týždni. Pomocou takýchto pások môžete určiť, ako sa zmenil atmosférický tlak počas ktoréhokoľvek týždňa. Atmosférický tlak sa meria v milimetroch ortuti (mmHg).

4. Prečo je atmosférický tlak na rôznych miestach rozdielny?

Na zemskom povrchu sa atmosférický tlak mení z miesta na miesto a v priebehu času. Obzvlášť dôležité sú neperiodické zmeny atmosférického tlaku, ktoré určujú počasie, spojené so vznikom, rozvojom a ničením pomaly sa pohybujúcich oblastí. vysoký tlak(anticyklóny) a pomerne rýchlo sa pohybujúce obrovské víry (cyklóny), v ktorých prevláda nízky tlak. Čím je vzduch chladnejší, tým je jeho hustota vyššia. Hustota vzduchu nad ním závisí od zahrievania podkladového povrchu. Ak je vzduch hustý, jeho hmotnosť je väčšia, a preto silnejšie tlačí na povrch.

5. Ako sa mení atmosférický tlak s nadmorskou výškou?

Atmosférický tlak klesá s výškou. Dôvodom sú dva dôvody. Po prvé, čím vyššie sme, tým nižšia je výška vzduchového stĺpca nad nami, a preto na nás tlačí menšia hmotnosť. Po druhé, s výškou hustota vzduchu klesá, stáva sa redším, to znamená, že je v ňom menej molekúl plynu, preto má menšiu hmotnosť a hmotnosť.

Ak si predstavíme stĺpec vzduchu z povrchu Zeme do horných vrstiev atmosféry, potom sa hmotnosť takéhoto vzduchového stĺpca bude rovnať hmotnosti ortuťového stĺpca vysokého 760 mm. Tento tlak sa nazýva normálny atmosférický tlak. Toto je tlak vzduchu na rovnobežke 45° pri teplote 0°C na hladine mora. Ak je výška stĺpca väčšia ako 760 mm, potom sa tlak zvýši, menej - zníži. Atmosférický tlak sa meria v milimetroch ortuťového stĺpca (mm Hg).

6. Ako mapy zobrazujú rozloženie teploty vzduchu a atmosférického tlaku v blízkosti zemského povrchu?

Na analýzu počasia odborníci používajú mapy, na ktorých sú zakreslené hodnoty meteorologických veličín. Pri spracovaní meteorologických máp meteorológovia spájajú body s rovnakými hodnotami teploty vzduchu a atmosférického tlaku čiarami nazývanými izotermy (čiary rovnakej teploty) a izobary (čiary rovnakého tlaku). Táto metóda umožňuje zistiť polohu oblastí vysokých a nízky tlak, oblasti s vysokými a nízkymi teplotami.

1. Čo je to atmosférický tlak. Ako sa meral atmosférický tlak v dávnej minulosti.

Atmosférický tlak je sila, ktorou stĺpec pôsobí atmosférický vzduch tlačí na zemský povrch.

Na obr. 1 Pomocou šípok znázornite smer a priemerný tlak stĺpca ortuti v skúmavke a stĺpca atmosférického vzduchu na povrchu ortuti v nádobke. (Plocha prierezu trubice s ortuťou je 1 cm2.)

Na obr. 2 napíšte výšku stĺpca ortuti v trubici, ak je známe, že atmosférický tlak je 760 mm Hg. čl.

Doplňte chýbajúce slová, aby ste opísali zmeny atmosférického tlaku nad morom a nad pevninou počas dňa.

V ranných hodinách sa povrch pevniny a mora prakticky neohrieva slnečnými lúčmi.

V noci sa teploty pripovrchových a povrchových vrstiev vzduchu takmer ochladili, takže nie sú badateľné rozdiely medzi atmosférickým tlakom nad pevninou (Рс) a nad morom (Рм).

Počas dňa je povrch zeme intenzívne ohrievaný slnečnými lúčmi a zemského povrchu odovzdáva teplo prízemnej vrstve vzduchu, ktorá sa stáva menej hustou.

Atmosférický tlak je teda nad pevninou vyšší. Povrch vody je počas dňa ohrievaný aj slnečnými lúčmi, no teplo sa prenáša do hlbších vrstiev a „hromadí“ sa vo vodnom stĺpci. V dôsledku toho je povrchová vrstva vzduchu menej hustá ako povrchová vrstva, ohrieva sa neskôr. Nad morom sa tvorí relatívne nízky atmosférický tlak.

Večer, rovnako ako ráno, je teplota vzduchu a atmosférický tlak nad pevninou a nad morom takmer rovnaké.

V noci nie je zemský povrch (pevnina a more) ohrievaný slnečnými lúčmi.

Povrch pevniny sa ochladzuje ako povrch mora, odovzdáva svoje teplo povrchovej vrstve vzduchu, jeho teplota klesá rýchlejšie ako teplota povrchovej vrstvy vzduchu. V dôsledku toho je vzduch nad pevninou menej hustý ako nad morom a nad pevninou menej hustý ako nad morom.

2. Atmosférický tlak sa mení s nadmorskou výškou

Pri rovnakých podmienkach ohrevu vzduchu atmosférický tlak klesá s nadmorskou výškou.

Pomocou učebnicového textu určte hodnoty atmosférického tlaku v dvoch obývaných oblastiach Zeme.

Tibetský budhistický kláštor Rongbuk (založený v roku 1902) je najvyššie položeným miestom na Zemi, kde ľudia trvale žijú. Legendárny kláštor sa nachádza na severnej strane Himalájí, na úpätí Everestu v nadmorskej výške 5029 m. Horolezci prechádzajú cez Rongbuk do základného tábora, odkiaľ sa začína dobývanie najvyššieho vrchu sveta Mount Everest . Mnísi prichádzajú do tábora, aby sa modlili za statočné duše a vykonávali rituály.

Ak je na úrovni Svetového oceánu atmosférický tlak 760 mm Hg, potom na úrovni kláštora Rongbuk je to 292 mm Hg.

V Bolívii ( Južná Amerika) v nadmorskej výške 3660 m v Andách sa nachádza mesto La Paz s miliónom obyvateľov, ktoré sa nazýva najvyššie položené hlavné mesto sveta. Oficiálnym hlavným mestom Bolívie je mestečko Sucre, kde len najvyšší súd krajín. Skutočným hlavným, politickým, ekonomickým a kultúrnym centrom krajiny je mesto La Paz. Tu sú výkonné a zákonodarné právomoci Bolívie, budova parlamentu, sídlo prezidenta a ministerstiev. Mesto založil v roku 1548 španielsky dobyvateľ Alonso Mendoza a bolo pomenované na počesť zmierenia španielskych dobyvateľov, ktorí boli dlho vo vojne.

Ak je na úrovni svetového oceánu atmosférický tlak 760 mm Hg. Art., potom na úrovni mesta La Paz 418 mm Hg. čl.

Doplňte chýbajúce slová v definícii.

Čiary spájajúce body s rovnakými hodnotami teploty vzduchu sa nazývajú izotermy.

Čiary spájajúce body s rovnakými hodnotami atmosférického tlaku sa nazývajú izobary.

Škola geografa-Pathfinder

Určte výšku atmosférického tlaku v učebni zemepisu, na prvom a poslednom poschodí budovy školy. (individuálne)

Atmosférický tlak je jedným z najdôležitejších klimatické vlastnosti ktoré majú vplyv na človeka. Prispieva k tvorbe cyklónov a anticyklónov, vyvoláva vývoj srdcovo-cievne ochorenia v ľuďoch. Dôkazy, že vzduch má váhu, boli získané už v 17. storočí, odvtedy je proces štúdia jeho vibrácií jedným z ústredných bodov pre predpovede počasia.

Čo je atmosféra

Slovo "atmosféra" má grécky pôvod, doslovne sa to prekladá ako „para“ a „guľa“. Ide o plynový obal okolo planéty, ktorý sa s ňou otáča a tvorí jediné kozmické teleso. Rozprestiera sa od zemskej kôry, preniká hydrosférou a končí exosférou, ktorá postupne prúdi do medziplanetárneho priestoru.

Atmosféra planéty je jej najdôležitejším prvkom, ktorý zabezpečuje možnosť života na Zemi. Obsahuje potrebné pre človeka kyslík, od toho závisia ukazovatele počasia. Hranice atmosféry sú veľmi ľubovoľné. Všeobecne sa uznáva, že začínajú vo vzdialenosti asi 1000 kilometrov od zemského povrchu a potom vo vzdialenosti ďalších 300 kilometrov plynule prechádzajú do medziplanetárneho priestoru. Podľa teórií, ktorými sa riadi NASA, tento plynový obal končí vo výške asi 100 kilometrov.

Vznikla v dôsledku sopečných erupcií a vyparovania látok v kozmických telesách dopadajúcich na planétu. Dnes sa skladá z dusíka, kyslíka, argónu a iných plynov.

História objavu atmosférického tlaku

Až do 17. storočia sa ľudstvo nezamýšľalo nad tým, či vzduch má hmotnosť. Nevedelo sa, čo je to atmosférický tlak. Keď sa však vojvoda z Toskánska rozhodol vybaviť slávne florentské záhrady fontánami, jeho projekt stroskotal. Výška vodného stĺpca nepresahovala 10 metrov, čo odporovalo všetkým vtedajším predstavám o zákonoch prírody. Tu sa začína príbeh o objavení atmosférického tlaku.

Galileov študent, taliansky fyzik a matematik Evangelista Torricelli, začal študovať tento fenomén. Pomocou experimentov na ťažšom prvku, ortuti, sa mu o niekoľko rokov neskôr podarilo dokázať, že vzduch má váhu. Vytvoril prvé vákuum v laboratóriu a vyvinul prvý barometer. Torricelli si predstavil sklenenú trubicu naplnenú ortuťou, v ktorej vplyvom tlaku zostalo také množstvo látky, ktoré by vyrovnalo tlak atmosféry. Pre ortuť bola výška stĺpca 760 mm. Pre vodu - 10,3 metra, to je presne výška, do ktorej sa fontány týčili v záhradách Florencie. Bol to on, kto pre ľudstvo objavil, čo je to atmosférický tlak a ako ovplyvňuje ľudský život. v trubici bol na jeho počesť pomenovaný „Torricelli void“.

Prečo a v dôsledku čoho vzniká atmosférický tlak

Jedným z kľúčových nástrojov meteorológie je štúdium pohybu a pohybu vzdušných hmôt. Vďaka tomu môžete získať predstavu o tom, čo spôsobuje atmosférický tlak. Potom, čo sa dokázalo, že vzduch má váhu, vyšlo najavo, že ako každé iné teleso na planéte, podlieha gravitačnej sile. To spôsobuje vznik tlaku, keď je atmosféra pod vplyvom gravitácie. Atmosférický tlak môže kolísať v dôsledku rozdielov v hmotnosti vzduchu v rôznych oblastiach.

Kde je viac vzduchu, je vyššie. V riedkom priestore sa pozoruje pokles atmosférického tlaku. Dôvodom zmeny je jeho teplota. Zohrieva sa nie lúčmi Slnka, ale povrchom Zeme. Ako sa vzduch ohrieva, stáva sa ľahším a stúpa, zatiaľ čo ochladené vzduchové masy klesajú nadol a vytvárajú neustály nepretržitý pohyb. Každý z týchto prúdov má iný atmosférický tlak, čo vyvoláva výskyt vetrov na povrchu našej planéty.

Vplyv na počasie

Atmosférický tlak je jedným z kľúčových pojmov v meteorológii. Počasie na Zemi vzniká vplyvom cyklónov a anticyklón, ktoré vznikajú pod vplyvom tlakových zmien v plynnom obale planéty. Anticyklóny sa vyznačujú vysoký výkon(až do 800 mmHg a viac) a nízkou rýchlosťou pohybu, zatiaľ čo cyklóny sú oblasti s nižšími rýchlosťami a vysokou rýchlosťou. Tornáda, hurikány a tornáda sa tvoria aj v dôsledku náhlych zmien atmosférického tlaku - vo vnútri tornáda rýchlo klesá a dosahuje 560 mm Hg.

Pohyb vzduchu spôsobuje zmeny poveternostných podmienok. Vetry vznikajúce medzi oblasťami s rôznymi tlakovými výšami vytláčajú cyklóny a anticyklóny, v dôsledku čoho vzniká atmosférický tlak, ktorý tvorí určité poveternostné podmienky. Tieto pohyby sú zriedkavo systematické a je veľmi ťažké ich predvídať. V oblastiach, kde dochádza k stretu vysokého a nízkeho atmosférického tlaku, sa klimatické podmienky menia.

Štandardné ukazovatele

Za priemernú úroveň za ideálnych podmienok sa považuje 760 mmHg. Úroveň tlaku sa mení s nadmorskou výškou: v nížinách alebo oblastiach pod hladinou mora bude tlak vyšší, naopak vo výškach, kde je vzduch riedky, jeho ukazovatele klesajú o 1 mm ortuťového stĺpca s každým kilometrom.

Nízky atmosférický tlak

S rastúcou výškou klesá v dôsledku vzdialenosti od zemského povrchu. V prvom prípade sa tento proces vysvetľuje znížením vplyvu gravitačných síl.

Zemou zohriate plyny, z ktorých je vzduch, sa rozpínajú, ich hmota sa stáva ľahšou a stúpajú do vyšších hladín.Pohyb nastáva, kým susedné vzduchové hmoty nie sú menej husté, potom sa vzduch šíri do strán a tlak sa vyrovnáva.

Za tradičné oblasti s nižším atmosférickým tlakom sa považujú trópy. V rovníkových oblastiach je vždy nízky tlak. Zóny s vysokou a nízkou úrovňou sú však na Zemi rozmiestnené nerovnomerne: v rovnakej zemepisnej šírke môžu byť oblasti s rôznymi úrovňami.

Zvýšený atmosférický tlak

Väčšina vysoký stupeň na Zemi sa pozoruje na južnom a severnom póle. Vysvetľuje to skutočnosť, že vzduch nad studeným povrchom sa stáva studeným a hustým, jeho hmotnosť sa zvyšuje, a preto je silnejšie priťahovaný k povrchu gravitáciou. Klesá a priestor nad ním je vyplnený teplejšími vzduchovými hmotami, v dôsledku čoho sa na zvýšenej úrovni vytvára atmosférický tlak.

Vplyv na ľudí

Normálne ukazovatele charakteristické pre oblasť bydliska osoby by nemali mať žiadny vplyv na jeho pohodu. Atmosférický tlak a život na Zemi sú zároveň neoddeliteľne spojené. Jeho zmena - zvýšenie alebo zníženie - môže vyvolať rozvoj kardiovaskulárnych ochorení u ľudí so zvýšeným krvný tlak. Osoba môže pociťovať bolesť v oblasti srdca, záchvaty bezdôvodných bolestí hlavy a zníženú výkonnosť.

Pre ľudí trpiacich chorobami dýchacieho traktu, tlakové výšky, ktoré prinášajú vysoký tlak, sa môžu stať nebezpečnými. Vzduch klesá a stáva sa hustejším a zvyšuje sa koncentrácia škodlivých látok.

Pri výkyvoch atmosférického tlaku sa znižuje imunita ľudí a hladina leukocytov v krvi, preto sa v takéto dni neodporúča fyzicky ani intelektuálne zaťažovať organizmus.