Atmosfärstryckmätning och toricelli-experimentet. Atmosfäriskt tryck i fysiken Behöver atmosfärstryck

Alla gaser som ingår i atmosfären kännetecknas av densitet, temperatur och tryck. Om du innesluter det i ett kärl, kommer det att sätta tryck på väggarna i detta kärl, eftersom gasmolekylerna rör sig och skapar tryck och verkar på kärlets väggar med en viss kraft. Rörelsehastigheten för molekyler i kärlet kan ökas genom att höja temperaturen, då kommer även trycket att öka. Varje punkt i atmosfären eller jordens yta kännetecknas av ett visst värde på atmosfärstrycket. Detta värde kommer att vara lika med vikten av den överliggande luftpelaren.

Definition 1

Atmosfärstryckär atmosfärens tryck per ytenhet av jordens yta.

Enheten för atmosfärstryck är gram per kvm. centimeter, och normalt tryck är $760$ mm Hg. pelare eller $1, 033$ kg/cm sq. Detta värde anses vara en atmosfär.

Anmärkning 1

Som ett resultat av konstant rörelse förändras luftmassan på ett eller annat ställe och där det finns mer luft stiger trycket. Luftens rörelse är förknippad med en temperaturförändring - luften som värms upp från jordens yta expanderar och stiger och sprider sig till sidorna. Resultatet är en minskning av trycket nära jordens yta.

Luften ovanför den kalla ytan svalnar, kondenserar, blir tung och sjunker ner - trycket ökar. Jordytan värms upp olika, och detta leder till bildandet av olika områden med atmosfärstryck, som har en strikt latitudinell zonalitet i distribution.

Jordens kontinenter och oceaner ligger ojämnt, de tar emot och avger solvärme på olika sätt, så hög- och lågtrycksbälten är fördelade över ytan i ojämna ränder. Dessutom, som ett resultat av lutningen av jordens axel mot omloppsplanet, får de norra och södra halvkloten olika mängder värme.

Färdiga verk om ett liknande ämne

• Kursarbete Atmosfärstryck 400 rub.
• Uppsats Atmosfärstryck 270 rub.
• Testa Atmosfärstryck 230 rub.

Dessa egenskaper ledde till det faktum att flera atmosfäriska tryckbälten bildades på planeten:

• Lågt tryck vid ekvatorn;
• Högt tryck i tropikerna;
• Lågt tryck över tempererade breddgrader;
• Högt tryck över stolparna.

Fördelningen av trycket på ytan visas på geografiska kartor med en speciell symbol som kallas isobar.

Definition 2

isobarerär linjer som förbinder punkter på jordens yta med samma tryck.

Vädret och klimatet i ett visst område är mycket nära relaterade till atmosfärstrycket. Molnfritt, vindstilla och torrt väder är karakteristiskt för högt atmosfärstryck och omvänt åtföljs lågtrycket av moln, nederbörd, vindar och dimma.

Upptäckt av atmosfärstryck

Det faktum att luft pressar på markbundna föremål uppmärksammades av människor i antiken. Trycket skapade vind som drev segelfartyg och vände vingarna på väderkvarnar. Men för att bevisa att luft har sin egen vikt, var det inte möjligt på länge och endast i $ XVII $ bevisades luftens vikt med hjälp av ett experiment som en italienare gjorde E. Torricelli. Experimentet föregicks av en incident i hertigen av Toscanas palats i $1640, som planerade att ordna en fontän. Vattnet till fontänen måste komma från en närliggande sjö, men över $32$ fot, dvs. $10,3 $ m den steg inte. Torricelli genomförde en hel serie långa experiment, som ett resultat av vilka det bevisades att luft har vikt, och atmosfärens tryck balanseras av en vattenpelare på $32 $ fot.

För $1643$ genomförde Mr. Torricelli, tillsammans med V. Viviani, ett experiment för att mäta atmosfärstryck med hjälp av ett rör som förseglats i ena änden och fyllt med kvicksilver. Röret sänktes ner i kärlet, där det också fanns kvicksilver, med den oförseglade änden nedåt, och kvicksilverkolonnen i röret sjönk till $760$ mm - detta var kvicksilvernivån i kärlet.

En fri yta kvarstår i kärlet, på vilken atmosfärstrycket verkar. Efter att kvicksilverkolonnen har fallit i röret återstår ett tomrum ovanför kvicksilvret - trycket från kvicksilverkolonnen i röret i nivå med kvicksilverytan i kärlet måste vara lika med atmosfärstrycket. Kolonnens höjd i millimeter över kvicksilvrets fria yta mäter atmosfärens tryck direkt i millimeter kvicksilver. Pipe Torricelli, blev den första kvicksilverbarometer för att mäta atmosfärstryck.

En luftpelare från havsnivån till atmosfärens övre gräns trycker på ett område på en centimeter med samma kraft som en vikt som väger $ 1 \ kg \ 33 g. $ Alla levande organismer känner inte detta tryck, eftersom det balanseras av deras inre tryck. Det inre trycket hos levande organismer förändras inte.

Förändring i atmosfärstryck

Med höjden ändras atmosfärstrycket, det börjar falla. Detta beror på att gaser är mycket komprimerbara. En högt komprimerad gas är tätare och trycker hårdare. Med avstånd från jordens yta försvagas komprimeringen av gaser, densiteten minskar, och följaktligen det tryck som de kan producera. Trycket minskar med $1 $ millimeter kvicksilver för varje $10,5 $ m ökning.

Exempel 1

Atmosfärstrycket på en höjd av $2200$ m över havet är $545$ mm Hg. Bestäm trycket på en höjd av $3300$ m. Lösning: med höjden minskar atmosfärstrycket med $1$ mm kvicksilver varje $10,5$ m, därför låt oss bestämma höjdskillnaden: $3300 - 2205 = 1095$ m Hitta skillnaden i atmosfärstryck: $1095 \ m \div 10,5 = 104,3$ mmHg kolumn Vi bestämmer atmosfärstrycket på en höjd av $ 3300 \ m \ div 545 \ mm \ - 104,3 \ mm \ \u003d 440,7 $ mm Hg. pelare. Svar: atmosfärstryck på en höjd av $3300$ m är $440,7$ mm Hg.

Atmosfärstrycket förändras också under dagen, d.v.s. har sin egen daglig kurs. Vid maximal temperatur under dagen, atmosfärstryck går ner, och på natten, när lufttemperaturen blir lägre, trycket ökar. I detta tryck kan man se två toppar(cirka $10$ och $22$ timmar) och två dalar(cirka $4$ och $16$ timmar). Dessa förändringar är mycket tydliga på tropiska breddgrader, där dagliga fluktuationer är $3$-$4$ mbar. Brott mot korrektheten av det dagliga tryckförloppet i tropikerna indikerar närmandet av en tropisk cyklon.

Anmärkning 2

Förändringen i tryck under dagen är förknippad med lufttemperaturen och beror på dess förändringar. Årliga förändringar beror på uppvärmningen av kontinenterna och haven på sommaren och deras kylning på vintern. På sommaren skapas ett område med lågtryck på land, och ett område med högt tryck skapas över havet.

Inverkan av atmosfärstryck på människokroppen

De processer som sker i atmosfären har en betydande inverkan på människokroppen, som tvingas omkonfigurera sina biologiska system. En betydande del av människor reagerar starkt på förändringar i atmosfärstrycket, med en minskning i vilken trycket i de mänskliga artärerna sjunker. Med en ökning av atmosfärstrycket ökar blodtrycket, så ofta i klart, torrt, varmt väder upplever många huvudvärk.

Friska människor uthärdar årliga fluktuationer i atmosfärsluften lätt och omärkligt, medan patienter mår sämre, angina pectoris attacker, en känsla av rädsla och sömnstörningar observeras.

Hud och slemhinnor reagerar på atmosfärstryck. Med ökande tryck ökar irritationen av deras receptorer och som ett resultat minskar syrehalten i blodet. Exacerbation av bronkial astma är förknippad med ökat atmosfärstryck. En snabb minskning av atmosfärstrycket kan leda till utvecklingen av patologiska fenomen i människokroppen i samband med syresvält i vävnader och framför allt hjärnan.

En person kan inte påverka vädret, men det är inte alls svårt att hjälpa dig själv att överleva denna period. Med plötsliga förändringar i atmosfärstrycket är det nödvändigt att minska den fysiska belastningen på din kropp så mycket som möjligt och använda lämpliga mediciner.

Människan är långt ifrån naturens kung, utan snarare hennes barn, en integrerad del av universum. Vi lever i en värld där allt är strikt sammankopplat och föremål för ett enda system.

Alla vet att jorden är omgiven av en tät luftmassa, som vanligtvis kallas atmosfären. Och alla föremål, inklusive människokroppen, "pressas" av en luftpelare som har en viss vikt. Forskare lyckades empiriskt fastställa att varje kvadratcentimeter av människokroppen påverkas av atmosfärstryck som väger 1,033 kilo. Och om du utför enkla matematiska beräkningar visar det sig att en person i genomsnitt är under tryck på 15550 kg.

Vikten är kolossal, men lyckligtvis helt omärklig. Kanske beror detta på närvaron av löst syre i mänskligt blod.
Vad är effekten av atmosfärstryck på en person? Lite mer om detta.

Atmosfärstrycknorm

Läkare, i en konversation om vilket atmosfärstryck som anses vara normalt, indikerar ett intervall på 750 ... .760 mm Hg. En sådan spridning är ganska acceptabel, eftersom avlastningen av planeten inte är perfekt jämn.

Meteorologiskt beroende

Läkare säger att kroppen hos vissa människor kan anpassa sig till alla förhållanden. De bryr sig inte ens om så allvarliga tester som långdistansflygningar med flyg från en klimatzon till en annan.

Samtidigt känner andra, utan att lämna sin lägenhet, hur vädret förändras. Detta kan till exempel visa sig i form av svår huvudvärk, oförklarlig svaghet eller ständigt våta handflator. Sådana människor är mer benägna att diagnostiseras med sjukdomar i kärlen och det endokrina systemet.

Det är särskilt svårt när atmosfärstrycket gör ett kraftigt hopp på kort tid. Enligt statistik är de flesta av de människor vars kropp reagerar så våldsamt på förändringar i atmosfärstrycksindikatorer kvinnor som bor i stora städer. Tyvärr är livets stela rytm, överbefolkning, ekologi inte de bästa följeslagarna för hälsan.

Du kan bli av med beroendet om du vill. Du behöver bara vara uthållig och konsekvent. Alla känner till metoderna. Dessa är grunderna för en hälsosam livsstil: härdning, simning, promenader, löpning, hälsosam kost, tillräcklig sömn, eliminering av dåliga vanor, viktminskning.

Hur reagerar vår kropp på ökat atmosfärstryck?

Atmosfäriskt tryck (norm för en person) - helst 760 mm Hg. Men en sådan indikator hålls mycket sällan.

Som ett resultat av en ökning av trycket i atmosfären etableras klart väder, det finns inga skarpa förändringar i luftfuktighet och lufttemperatur. Kroppen hos hypertonipatienter och allergiker reagerar aktivt på sådana förändringar.

Under stadens förhållanden, i lugnt väder, gör sig naturligtvis gasföroreningar påtagliga. De första som känner detta är patienter som har problem med andningsorganen.

En ökning av atmosfärstrycket påverkar också immunförsvaret. Specifikt uttrycks detta i en minskning av leukocyter i blodet. Det blir inte lätt för en försvagad kropp att klara av infektioner.

Läkare rekommenderar:

Börja dagen med lätta morgonövningar. Ta en kontrastdusch. Till frukost, ge företräde åt livsmedel som innehåller mycket kalium (keso, russin, torkade aprikoser, bananer). Tillåt dig inte att äta för mycket. Ät inte för mycket. Denna dag är inte den mest framgångsrika för stor fysisk ansträngning och manifestation av känslor. Att komma hem, vila en timme, göra rutinmässiga hushållssysslor, gå och lägga sig tidigare än vanligt.

Lågt atmosfärstryck och välbefinnande

Lågt atmosfärstryck, hur mycket är det? Genom att svara på frågan kan vi villkorligt säga om barometeravläsningen är lägre än 750 mmHg. Men allt beror på var du bor. I synnerhet för Moskva, indikatorer på 748-749 mm Hg. är normen.

Bland de första som känner denna avvikelse från normen är "kärnor" och de som har intrakraniellt tryck. De klagar över allmän svaghet, frekventa migrän, syrebrist, andfåddhet, liksom smärta i tarmarna.

Läkare rekommenderar:

Få ditt blodtryck tillbaka till det normala. Minska fysisk stress. Inkludera tio minuters vila i varje arbetstimme. Drick mer vätska, föredrar grönt te med honung. Drick morgonkaffe. Ta växtbaserade tinkturer indikerade för kärnor. Koppla av på kvällarna under en kontrastdusch. Gå och lägg dig tidigare än vanligt.

Hur förändringar i luftfuktighet påverkar kroppen

Låg luftfuktighet på 30 - 40 procent är inte användbart. Det irriterar nässlemhinnan. Astmatiker och allergiker är de första som känner denna avvikelse. I det här fallet kan det hjälpa att återfukta slemhinnan i nasofarynx med en lätt salt vattenlösning.

Frekvent nederbörd höjer naturligtvis luftfuktigheten till 70-90 procent. Det påverkar också hälsan negativt.
Hög luftfuktighet kan förvärra kroniska sjukdomar i njurar och leder.

Läkare rekommenderar:

Ändra klimatet, om möjligt, för att torka. Minska din tid utomhus i vått väder. Gå en promenad i varma kläder. Kom ihåg vitaminer

Atmosfäriskt tryck och temperatur

Den optimala temperaturen för en person i ett rum är inte högre än +18. Detta gäller särskilt för sovrummet.

Hur bildas den ömsesidiga påverkan av atmosfärstryck och syre?

I fallet med en ökning av lufttemperaturen och en samtidig minskning av atmosfärstrycket lider personer med sjukdomar i kardiovaskulära och andningsorgan.

Om temperaturen sjunker och atmosfärstrycket stiger blir det dåligt för hypertonipatienter, astmatiker och de som har problem med magen och könsorganen.

Vid en skarp och upprepad temperaturväxling produceras en oacceptabelt stor mängd histamin, den främsta provokatören av allergier, i kroppen.

Bra att veta

Vad är det normala atmosfärstrycket för en person, nu vet du. Detta är 760 mm Hg, men barometern registrerar sådana indikatorer mycket sällan.

Det är också viktigt att komma ihåg att förändringen i atmosfärstryck med höjden (medan den snabbt minskar) sker ganska kraftigt. Det är på grund av en sådan droppe som en person som klättrar på ett berg mycket snabbt kan förlora medvetandet.

I Ryssland mäts atmosfärstrycket i mm Hg. Men det internationella systemet tar pascal som en måttenhet. I detta fall kommer det normala atmosfärstrycket i pascal att vara lika med 100 kPa. Om vi ​​konverterar våra 760 mm Hg. i pascal, då kommer det normala atmosfärstrycket i pascal för vårt land att vara 101,3 kPa.

Instrument för att mäta atmosfärstryck kallas barometrar. Trycket bestäms av vikten av en kolumn av atmosfärisk luft som trycker på ett givet område av jordens yta. Eftersom den överliggande luften är tunnare på högre höjder, till exempel på toppen av ett berg, minskar atmosfärstrycket med höjden. Atmosfärstrycket förändras också med rörelsen av luftmassor som bildar kalla och varma atmosfäriska fronter. Därför är det möjligt att förutsäga vädret från barometeravläsningar.

Det finns två huvudtyper av barometrar som för närvarande används: kvicksilver och aneroid. Kvicksilverbarometern, som uppfanns 1643 av den italienska vetenskapsmannen Evangelista Torricelli, använder ett kvicksilverfyllt glasrör som stiger och sjunker när atmosfärstrycket ökar eller minskar. En aneroidbarometer, liknande den som visas till höger, uppfanns 1843 av den franske vetenskapsmannen Lucien Vidie. Huvuddelen av aneroiden är en liten korrugerad metallmembranlåda, från vilken luften nästan helt evakueras (diagram nedan). När atmosfärstrycket ändras expanderar eller drar membranlådan ihop sig. Den känsliga mekanismen omvandlar membranens rörelse till en cirkulär rörelse av pilen som visar tryckvärdet på enhetens skala.

Internt arrangemang av en aneroidbarometer

En serie spakar i barometern förstärker små rörelser när membranlådan expanderar och drar ihop sig. De flesta aneroidbarometrar är mindre än 20 cm i diameter.

(Bild högst upp i artikeln)

Den tunna pennan på en barograf registrerar kontinuerligt atmosfärstrycket på en roterande trumma.

En förändring i atmosfärstrycket gör att kvicksilvret i rören stiger eller faller. Höjden på kvicksilverkolonnerna beror bara på atmosfärstrycket, diametern och formen på rören spelar ingen roll. Vid havsnivån stiger kvicksilverpelaren med 760 millimeter.

Två enkla metallhemisfärer visar förekomsten av atmosfärstryck. Efter att all luft har pumpats ut ur halvkloten och ett vakuum har bildats i dem, gör atmosfärstryck det omöjligt att separera dem.

Atmosfäriskt tryck hänvisar till trycket av atmosfärisk luft på jordens yta och föremål som finns på den. Graden av tryck motsvarar vikten av atmosfärisk luft med en bas av en viss yta och konfiguration.

Grundenheten för att mäta atmosfärstryck i SI-systemet är Pascal (Pa). Förutom Pascals används även andra måttenheter:

• Bar (1 Ba=100000 Pa);
• millimeter kvicksilver (1 mm Hg = 133,3 Pa);
• kilogram kraft per kvadratcentimeter (1 kgf / cm 2 \u003d 98066 Pa);
• teknisk atmosfär (1 vid = 98066 Pa).

Ovanstående måttenheter används för tekniska ändamål, med undantag för millimeter kvicksilver som används för väderprognoser.

Barometern är huvudinstrumentet för att mäta atmosfärstryck. Enheter är indelade i två typer - flytande och mekaniska. Designen av den första är baserad på en kolv fylld med kvicksilver och nedsänkt med en öppen ände i ett kärl med vatten. Vattnet i kärlet överför trycket från kolumnen av atmosfärisk luft till kvicksilver. Dess höjd fungerar som en indikator på tryck.

Mekaniska barometrar är mer kompakta. Principen för deras funktion ligger i deformationen av en metallplatta under påverkan av atmosfärstryck. Den deformerbara plattan trycker på fjädern och det sätter i sin tur igång enhetens pil.

Inverkan av atmosfärstryck på vädret

Atmosfärstrycket och dess inverkan på vädrets tillstånd varierar beroende på plats och tid. Det varierar beroende på höjden över havet. Dessutom finns det dynamiska förändringar i samband med rörelsen av områden med högt tryck (anticykloner) och lågtryck (cykloner).

Väderförändringar förknippade med atmosfärstryck uppstår på grund av luftmassornas rörelse mellan områden med olika tryck. Luftmassornas rörelse bildar en vind, vars hastighet beror på tryckskillnaden i lokala områden, deras skala och avstånd från varandra. Dessutom leder luftmassornas rörelse till en temperaturförändring.

Atmosfäriskt standardtryck är 101325 Pa, 760 mm Hg. Konst. eller 1,01325 bar. Men en person kan lätt tolerera ett brett spektrum av tryck. Till exempel, i staden Mexico City, Mexikos huvudstad med en befolkning på nästan 9 miljoner människor, är det genomsnittliga atmosfärstrycket 570 mm Hg. Konst.

Således bestäms värdet på standardtrycket exakt. Ett bekvämt tryck har en betydande räckvidd. Detta värde är ganska individuellt och beror helt på de förhållanden under vilka en viss person föddes och levde. Så en skarp rörelse från en zon med relativt högt tryck till en lägre kan påverka cirkulationssystemets arbete. Men med långvarig acklimatisering försvinner den negativa effekten.

Högt och lågt atmosfärstryck

I högtryckszoner är vädret lugnt, himlen molnfri och vinden är måttlig. Högt atmosfärstryck på sommaren leder till värme och torka. I lågtryckszoner är vädret övervägande molnigt med vind och nederbörd. Tack vare sådana zoner kommer svalt molnigt väder med regn på sommaren och snöfall på vintern. Den höga tryckskillnaden i de två områdena är en av de faktorer som leder till bildandet av orkaner och stormvindar.

Uppmärksamhet! Webbplatsens administrationssida ansvarar inte för innehållet i metodutvecklingen, såväl som för överensstämmelsen med utvecklingen av Federal State Educational Standard.

• Deltagare: Vertushkin Ivan Aleksandrovich
• Chef: Vinogradova Elena Anatolyevna

Introduktion

Det regnar ute idag. Efter regnet sjönk lufttemperaturen, luftfuktigheten ökade och atmosfärstrycket minskade. Atmosfäriskt tryck är en av de viktigaste faktorerna som bestämmer väder- och klimattillståndet, så kunskap om atmosfärstryck är väsentligt i väderprognoser. Förmågan att mäta atmosfärstryck är av stor praktisk betydelse. Och det kan mätas med speciella barometrar. I vätskebarometrar, när vädret förändras, stiger eller faller vätskekolonnen.

Kunskap om atmosfärstryck är nödvändigt inom medicin, i tekniska processer, i en persons liv och alla levande organismer. Det finns ett direkt samband mellan atmosfärstrycksförändringar och väderförändringar. En ökning eller minskning av atmosfärstrycket kan vara ett tecken på väderomslag och påverka en persons välbefinnande.

Beskrivning av tre sammankopplade fysiska fenomen från vardagen:

• Samband mellan väder och atmosfärstryck.
• Fenomen som ligger bakom driften av instrument för mätning av atmosfärstryck.

Arbetets relevans

Relevansen av det valda ämnet ligger i det faktum att människor hela tiden, tack vare sina observationer av djurs beteende, kunde förutsäga väderförändringar, naturkatastrofer och undvika mänskliga offer.

Inverkan av atmosfärstryck på vår kropp är oundviklig, plötsliga förändringar i atmosfärstryck påverkar en persons välbefinnande, särskilt väderberoende människor lider. Naturligtvis kan vi inte minska påverkan av atmosfärstryck på människors hälsa, men vi kan hjälpa vår egen kropp. Att organisera din dag på rätt sätt, fördela tid mellan arbete och vila kan hjälpa dig att mäta atmosfärstryck, kunskap om folkliga tecken och användning av hemgjorda enheter.

Målet med arbetet: ta reda på vilken roll atmosfärstrycket spelar i en persons dagliga liv.

Uppgifter:

• Lär dig historien om atmosfärstryckmätning.
• Bestäm om det finns ett samband mellan väder och atmosfärstryck.
• Att studera vilka typer av instrument som är utformade för att mäta atmosfärstryck, tillverkade av människan.
• Att studera de fysikaliska fenomen som ligger till grund för driften av instrument för mätning av atmosfärstryck.
• Vätsketryckets beroende av vätskekolonnens höjd i vätskebarometrar.

Forskningsmetoder

• Litteraturanalys.
• Generalisering av den mottagna informationen.
• Observationer.

Studieområde: Atmosfärstryck

Hypotes: atmosfärstryck är viktigt för människor .

Arbetets betydelse: Materialet i detta arbete kan användas i klassrummet och i fritidsaktiviteter, i livet för mina klasskamrater, elever på vår skola, alla älskare av naturstudier.

Arbetsplan

I. Teoretisk del (insamling av information):

1. Granskning och analys av litteratur.
2. Internetresurser.

II. Praktisk del:

• observationer;
• insamling av väderinformation.

III. Sista delen:

1. Slutsatser.
2. Presentation av arbetet.

Historik om atmosfärstryckmätning

Vi bor på botten av ett stort hav av luft som kallas atmosfären. Alla förändringar som sker i atmosfären kommer säkert att påverka en person, hans hälsa, sätt att leva, eftersom. människan är en integrerad del av naturen. Var och en av faktorerna som bestämmer vädret: atmosfärstryck, temperatur, luftfuktighet, ozon- och syrehalt i luften, radioaktivitet, magnetiska stormar etc. har en direkt eller indirekt effekt på en persons välbefinnande och hälsa. Låt oss ta en titt på atmosfärstrycket.

Atmosfärstryck- detta är atmosfärens tryck på alla föremål i den och jordens yta.

År 1640 beslutade storhertigen av Toscana att göra en fontän på terrassen till sitt palats och beordrade att ta vatten från en närliggande sjö med hjälp av en sugpump. De inbjudna florentinska hantverkarna sa att detta inte var möjligt eftersom vattnet måste sugas upp över 32 fot (över 10 meter). Och varför vattnet inte absorberas till en sådan höjd kunde de inte förklara. Hertigen bad den store italienske vetenskapsmannen Galileo Galilei att reda ut det. Även om vetenskapsmannen redan var gammal och sjuk och inte kunde göra experiment, föreslog han ändå att lösningen på problemet ligger i att bestämma luftens vikt och dess tryck på sjöns vattenyta. Galileos elev Evangelista Torricelli tog upp uppgiften att lösa denna fråga. För att testa sin lärares hypotes genomförde han sitt berömda experiment. Ett glasrör 1 m långt, förseglat i ena änden, var helt fyllt med kvicksilver, och när han stängde den öppna änden av röret tätt, vände han det med denna ände till en bägare med kvicksilver. En del av kvicksilvret rann ut ur röret, en del blev kvar. Ett luftlöst utrymme bildades ovanför kvicksilvret. Atmosfären sätter tryck på kvicksilvret i koppen, kvicksilvret i röret sätter också tryck på kvicksilvret i koppen, eftersom jämvikt har etablerats är dessa tryck lika. Att beräkna trycket av kvicksilver i ett rör betyder att beräkna trycket i atmosfären. Om atmosfärstrycket stiger eller sjunker, stiger eller faller kvicksilverpelaren i röret i enlighet med detta. Så här såg måttenheten för atmosfärstryck ut - mm. rt. Konst. - millimeter kvicksilver. När Torricelli tittade på kvicksilvernivån i röret märkte Torricelli att nivån förändras, vilket innebär att den inte är konstant och beror på förändringar i vädret. Om trycket stiger blir vädret bra: kallt på vintern, varmt på sommaren. Om trycket sjunker kraftigt betyder det att moln förväntas dyka upp och luften är mättad med fukt. Torricelli-röret med en linjal är det första instrumentet för att mäta atmosfärstryck - en kvicksilverbarometer. (Bilaga 1)

Skapade barometrar och andra vetenskapsmän: Robert Hooke, Robert Boyle, Emile Marriott. Vattenbarometrar designades av den franske vetenskapsmannen Blaise Pascal och den tyske borgmästaren i staden Magdeburg Otto von Guericke. Höjden på en sådan barometer var mer än 10 meter.

Olika enheter används för att mäta tryck: mm kvicksilver, fysisk atmosfär, i SI-systemet - Pascal.

Samband mellan väder och barometertryck

I Jules Vernes roman Den femtonårige kaptenen intresserade mig beskrivningen av hur man förstår avläsningarna på en barometer.

”Kapten Gul, en bra meteorolog, lärde honom att läsa barometern. Vi kommer kort att beskriva hur man använder denna underbara enhet.

1. När barometern efter en lång period av fint väder börjar sjunka kraftigt och kontinuerligt är det ett säkert tecken på regn. Men om vädret har varit bra under mycket lång tid, kan kvicksilverkolonnen falla i två eller tre dagar, och först efter det kommer det att bli några märkbara förändringar i atmosfären. I sådana fall, ju längre tid det går mellan början av kvicksilverkolonnens fall och början av regnet, desto längre kommer det regniga vädret att pågå.
2. Å andra sidan, om barometern under en lång regnperiod börjar stiga långsamt men stadigt, kan bra väder förutsägas med säkerhet. Och det goda vädret kommer att hålla i sig ju längre, desto mer tid har gått från början av kvicksilverkolonnens uppgång och den första klara dagen.
3. I båda fallen hålls den väderomslag som inträffade direkt efter kvicksilverkolonnens uppgång eller fall under mycket kort tid.
4. Om barometern sakta men stadigt stiger under två eller tre dagar eller längre, varslar detta bra väder, även om det alla dessa dagar regnar utan upphör, och vice versa. Men om barometern stiger långsamt under regniga dagar, och omedelbart börjar sjunka när bra väder sätter in, kommer det goda vädret inte att vara särskilt länge, och vice versa
5. På våren och hösten visar ett kraftigt fall i barometern blåsigt väder. På sommaren, i extrem värme, förutspår det ett åskväder. På vintern, särskilt efter långvarig frost, indikerar ett snabbt fall i kvicksilverkolonnen en kommande förändring av vindriktningen, åtföljd av tö och regn. Tvärtom, en ökning av kvicksilverkolonnen under långvarig frost visar snöfall.
6. Frekventa fluktuationer i nivån på kvicksilverkolonnen, antingen stigande eller fallande, bör på intet sätt betraktas som ett tecken på en lång strategi; period med torrt eller regnigt väder. Endast en gradvis och långsam nedgång eller ökning av kvicksilverkolonnen förebådar början på en lång period av stabilt väder.
7. När i slutet av hösten, efter en lång period av vindar och regn, barometern börjar stiga, förebådar detta nordanvinden i början av frost.

Här är de allmänna slutsatserna som kan dras från läsningarna av detta värdefulla instrument. Dick Sand var väldigt bra på att förstå barometerns förutsägelser och var många gånger övertygad om hur korrekta de var. Varje dag konsulterade han sin barometer för att inte bli överraskad av vädrets förändring.

Jag gjorde observationer av väderförändringar och atmosfärstryck. Och jag var övertygad om att detta beroende existerar.

Atmosfäriska tryckinstrument

För vetenskapliga och vardagliga syften behöver du kunna mäta atmosfärstryck. För detta finns det speciella enheter - barometrar. Normalt atmosfärstryck är trycket vid havsnivån vid 15°C. Det är lika med 760 mm Hg. Konst. Vi vet att med en höjdförändring på 12 meter ändras atmosfärstrycket med 1 mmHg. Konst. Dessutom, med en ökning av höjden, minskar atmosfärstrycket, och med en minskning ökar det.

Den moderna barometern är gjord vätskefri. Det kallas en aneroidbarometer. Metallbarometrar är mindre exakta, men inte lika skrymmande och ömtåliga.

är en mycket känslig enhet. Till exempel, när vi går upp till sista våningen i en nio våningars byggnad, på grund av skillnaden i atmosfärstryck på olika höjder, kommer vi att hitta en minskning av atmosfärstrycket med 2-3 mm Hg. Konst.

En barometer kan användas för att bestämma ett flygplans höjd. En sådan barometer kallas barometrisk höjdmätare eller höjdmätare. Idén med Pascals experiment låg till grund för designen av höjdmätaren. Den bestämmer höjden på höjningen över havet från förändringar i atmosfärstrycket.

När man observerar vädret i meteorologi, om det är nödvändigt att registrera fluktuationer i atmosfärstryck under en viss tidsperiod, använder de en inspelningsenhet - barograf.

(Stormglas) (stormglas, nederl. storm- "storm" och glas- "glas") är en kemisk eller kristallin barometer, som består av en glaskolv eller ampull fylld med en alkohollösning i vilken kamfer, ammoniak och kaliumnitrat är lösta i vissa proportioner.

Denna kemiska barometer användes aktivt under hans havsresor av den engelske hydrografen och meteorologen, viceamiral Robert Fitzroy, som noggrant beskrev barometerns beteende, denna beskrivning används fortfarande. Därför kallas stormglas även för "Fitzroy Barometer". 1831–36 ledde Fitzroy en oceanografisk expedition ombord på Beagle, som inkluderade Charles Darwin.

Barometern fungerar enligt följande. Kolven är hermetiskt förseglad, men ändå sker födelsen och försvinnandet av kristaller ständigt i den. Beroende på de kommande väderförändringarna bildas kristaller av olika former i vätskan. Stormglass är så känsligt att det kan förutse en plötslig förändring i vädret 10 minuter i förväg. Funktionsprincipen har inte fått en fullständig vetenskaplig förklaring. Barometern fungerar bättre när den är nära ett fönster, särskilt i armerade betonghus, förmodligen är barometern i det här fallet inte så skärmad.

Baroskop- en anordning för övervakning av förändringar i atmosfärstryck. Du kan göra ett baroskop med dina egna händer. Följande utrustning krävs för att göra ett baroskop: 0,5 liters glasburk.

1. Ett stycke film från en ballong.
2. gummiring.
3. Ljuspil gjord av halm.
4. Piltråd.
5. Vertikal skala.
6. Instrumentkropp.

Vätsketryckets beroende av vätskekolonnens höjd i vätskebarometrar

När atmosfärstrycket ändras i vätskebarometrar ändras höjden på vätskekolonnen (vatten eller kvicksilver): när trycket minskar minskar det och när det ökar ökar det. Detta innebär att vätskekolonnens höjd är beroende av atmosfärstrycket. Men själva vätskan trycker på kärlets botten och väggar.

Den franske vetenskapsmannen B. Pascal etablerade i mitten av 1600-talet empiriskt en lag som kallas Pascals lag:

Trycket i en vätska eller gas överförs lika i alla riktningar och beror inte på orienteringen av det område som det verkar på.

För att illustrera Pascals lag visar figuren ett litet rektangulärt prisma nedsänkt i en vätska. Om vi ​​antar att densiteten hos prismats material är lika med vätskans densitet, måste prismat vara i ett tillstånd av likgiltig jämvikt i vätskan. Detta innebär att tryckkrafterna som verkar på prismats kanter måste balanseras. Detta kommer att hända endast om trycken, det vill säga krafterna som verkar per ytenhet av ytan på varje yta, är desamma: sid 1 = sid 2 = sid 3 = sid.

Vätskans tryck på kärlets botten eller sidoväggar beror på vätskekolonnens höjd. Tryckkraften på botten av ett cylindriskt kärl av höjd h och basarea S lika med vätskekolonnens vikt mg, Var m = ρ ghSär massan av vätskan i kärlet, ρ är vätskans densitet. Därför p = ρ ghS / S

Samma tryck på djupet h i enlighet med Pascals lag utövar vätskan även på kärlets sidoväggar. Vätskekolonntryck ρ gh kallad hydrostatiskt tryck.

I många enheter som vi möter i livet används lagarna för vätske- och gastryck: kommunicerande kärl, VVS, hydraulpress, slussar, fontäner, artesiska brunnar, etc.

Slutsats

Atmosfärstrycket mäts för att vara mer sannolikt att förutsäga en möjlig förändring i vädret. Det finns ett direkt samband mellan tryckförändringar och väderförändringar. En ökning eller minskning av atmosfärstrycket kan med viss sannolikhet vara ett tecken på en förändring i vädret. Du måste veta: om trycket sjunker, förväntas molnigt, regnigt väder, om det stiger - torrt väder, med en kall snap på vintern. Om trycket sjunker mycket kraftigt är allvarligt dåligt väder möjligt: ​​en storm, ett kraftigt åskväder eller en storm.

Även i antiken skrev läkare om vädrets inverkan på människokroppen. Inom tibetansk medicin nämns: "smärta i lederna ökar vid regntid och under perioder med hårda vindar." Den berömda alkemisten, läkaren Paracelsus noterade: "Den som har studerat vindar, blixtar och väder vet ursprunget till sjukdomar."

För att en person ska känna sig bekväm bör atmosfärstrycket vara lika med 760 mm. rt. Konst. Om atmosfärstrycket avviker, även med 10 mm, i en eller annan riktning, känner en person sig obekväm och detta kan påverka hans hälsotillstånd. Skadliga fenomen observeras under förändringar i atmosfärstryck - ökning (kompression) och särskilt dess minskning (dekompression) till det normala. Ju långsammare tryckförändringen sker, desto bättre och utan negativa konsekvenser anpassar sig människokroppen till den.