Ilmakehän paine: mikä se on, kaava, arvo ja yksiköt

Mikä on ilmakehän paine?

Ilmakehän paine tai ilmanpaine on ilmakehän ilmapylvään maapallon pinnalle kohdistama voima tietyssä pisteessä.

Tämä voima on käänteisesti verrannollinen korkeuteen. Mitä korkeampi korkeus, sitä alhaisempi ilmakehän paine on ja mitä matalampi on korkeus, sitä korkeampi ilmakehän paine on.

Korkein ilmakehän paine on merenpinnan tasolla syntyvä. Siksi tätä mittausta pidetään normin ilmakehän paineena.

Ilmanpaineen yksiköt

Ilmakehän paineen edustamiseksi on olemassa useita mittayksiköitä. SI: ssä käytetään ns Pascal (Pa) tai hectopascal (hPa). Käytetään kuitenkin myös tankoja (b), millibaareja (mb), ”ilmakehää” (atm), millimetriä elohopeaa (mm Hg) ja Torricellista (Torr).

Ilmakehän painekaava

Kaavaa ilmakehän tai ilmanpaineen laskemiseksi säätelee hydrostaattisen perusyhtälön periaatteet. Katsotaan alla.

Pa = ρ.gh

Tässä kaavassa

• Pa on yhtä suuri kuin nesteen pisteeseen kohdistettu paine. Ρ on yhtä suuri kuin nesteen tiheys.G on yhtä suuri kuin painovoiman kiihtyvyys.H on yhtä suuri kuin syvyys.

Siten, jos:

• ρ = 13550 kg / m3 (elohopean tiheys) g = 9,81 m / s2h = 0,76 m (elohopeapylvään korkeus)

sitten,

• Pa = 101 023 Pa

Ilmanpaineen arvo merenpinnan tasolla

Normaalin ilmanpaineen arvo (merenpinnan tasolla) on 760 mm, mikä vastaa 760 torria; 1,013,2 mb (millibaarit); 101 325 Pa (paskalit); lämpötilassa 1013,2 hPa (hektopascals) tai myös 1 atm (ilmakehä).

Laite ilmakehän paineen mittaamiseksi

Arenoid barometri

Ilmakehän paineen mittauslaite tunnetaan barometrinä. Siksi ilmakehän painetta kutsutaan myös ilmanpaineeksi. Ilmapuntomerejä on erityyppisiä. Tärkeimmät ovat seuraavat:

Elohopeabarometri

Elohopeabarometrin peruskaavio.

Se on historian ensimmäinen barometri, jonka keksi Evangelista Torricelli vuonna 1643. Se on lasiputki, joka on avoin alapäästä ja suljettu yläpäästä. Tämä putki on täynnä elohopeaa, jonka taso vaihtelee laitteessa olevan ilmapylvään painon mukaan. Katsotaan kuinka se on mahdollista.

Torricellin ns. Kokeessa tutkija täytti yhden metrin mittaisen putken kokonaan elohopealla ja sulki sen sormella. Sitten hän käänsi sen ympäri, asetti sen tietyssä kulmassa astiaan, myös elohopealla, ja vapautti putken suun.

Tätä tehtäessä neste laski, mutta laskeutuminen pysähtyi 76 cm: n korkeuteen, jolloin muodostettiin tyhjiö yläpäähän. Tästä johdettiin, että paine tyhjössä oli 0. Näiden tietojen avulla Torricelli onnistui laskemaan ilmakehän paineen.

Arenoid barometri

Arenoid barometrin sisäinen mekanismi

Vuonna 1843 Lucien Vidie keksi tämän barometrin, joka koostuu hopeisesta metallisesta kapselista. Tämä kapseli on kosketuksissa vipuun, joka on kiinnitetty hammaspyöriin, jotka puolestaan ​​on kiinnitetty osoitusneulaan. Kapseli supistuu, kun paine on enemmän tai laajenee, kun paine on vähemmän, mikä ohjaa vaihteiden liikettä ja aktivoi osoitinneulan.