A pressão atmosférica é a força com que somos afetados pelo ar circundante, ou seja, a atmosfera. O artigo apresentará experimentos durante os quais nos certificaremos de que a pressão do ar realmente existe. Descobriremos quem o mediu pela primeira vez, o que ocorre quando a pressão atmosférica é distribuída de forma desigual e muito mais.
Manifestações da pressão atmosférica
Se o ar pressiona tudo ao redor, então pesa alguma coisa. Isso é realmente verdade, por que então parece leve para nós? Vamos realizar experimentos que mostrem que a pressão atmosférica realmente existe.
Encha a seringa com água até o meio e puxe o pistão para cima. A água seguirá o pistão. A razão para isso é a pressão atmosférica, mas quando as pessoas ainda não sabiam de sua existência, diziam que a natureza simplesmente não tolera o vazio. Agora sabemos que quando o pistão sobe, uma área é criadapressão reduzida, e a atmosfera espreme água na seringa.
Experiência com cartão plástico e pote
Encha um frasco de vidro até o topo com água, cubra o topo com um pedaço de plástico, por exemplo, um cartão. Vamos virar o pote e ver se o cartão está segurando e não caindo. A força da pressão da água é compensada pela força da pressão da atmosfera. Nada pressiona a água por cima, mas a atmosfera pressiona por baixo, como resultado, a carta é segurada. Se entrar ar entre o plástico e o frasco, o cartão cairá e a água sairá.
dispositivo Torricelli
O cientista italiano Torricelli mediu a pressão atmosférica pela primeira vez. Ele fez isso com o chamado barômetro de mercúrio. Primeiro, Torricelli encheu um tubo de vidro com mercúrio até o topo, pegou uma grande tigela de mercúrio, virou o tubo, mergulhou-o na tigela e abriu a extremidade inferior. Mercúrio começou a descer, mas não saiu completamente, mas desceu até uma certa altura.
Descobriu que este nível é de 760 mm. Portanto, a pressão da atmosfera é capaz de conter uma coluna de mercúrio de 760 mm. Se a pressão aumenta, então pode conter uma coluna de maior altura, se diminuir, menos. Se sim, então seu tamanho pode ser julgado pela altura do pilar. Portanto, na prática, a pressão da atmosfera e dos gases é frequentemente medida com precisão em milímetros de mercúrio. Vamos estabelecer uma relação entre milímetros de mercúrio e as unidades usuais de pascal.
Como os milímetros de mercúrio e pascais estão relacionados
A pressão atmosférica aumenta o mercúrio em 760 mm. Significa queuma coluna de mercúrio de 760 mm de altura pressiona com uma força igual ao nível normal de pressão atmosférica. 1 mm Hg é a pressão produzida por uma coluna de mercúrio de 1 mm de altura. Imagine que a altura da coluna de mercúrio é de 1 mm. Calcule a pressão hidrostática correspondente a esta altitude.
P=1 mmHg A pressão hidrostática é calculada pela fórmula: ρgh. ρ é a densidade do mercúrio, g é a aceleração da gravidade, h é a altura da coluna de líquido. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Substitua esses dados na fórmula. Após a conversão, 13,69,8=133,3 N/m2 permanecerá. N/m2 - este é Pascal (Pa). Se convertermos a pressão atmosférica em hectopascais, então 1 mm Hg. Arte. corresponde a 1,333 hPa.
Hg e clima
Torricelli observou as leituras do barômetro de mercúrio por um longo tempo. Ele notou uma coisa interessante. Quando a coluna de mercúrio cai, ou seja, quando a pressão atmosférica fica baixa, depois de um tempo o mau tempo se instala. Quando a coluna de mercúrio sobe, depois de algum tempo o mau tempo é substituído pelo bom tempo. Ou seja, a medição da pressão atmosférica permite fazer uma previsão do tempo.
Agora serviços meteorológicos 24 horas, a cada 3 horas, medem a pressão atmosférica. O livro de Júlio Verne, The Fifteen-Year-Old Captain, descreve a observação do barômetro e do clima. O protagonista do livro descobriu que, se a coluna de mercúrio cair rapidamente, o clima se deteriorará acentuadamente, mas não por muito tempo, se o nível de mercúrio diminuir lentamente, ao longo de vários dias, entãoo tempo se deteriorará gradualmente, mas durará muito tempo.
O que acontece quando a pressão atmosférica é distribuída de forma desigual
Vamos considerar um mapa sinótico. Ele contém os valores da pressão atmosférica em diferentes áreas, cidades, países, continentes. A direção do movimento das massas de ar é indicada por setas. Por que o vento sopra? A pressão atmosférica é maior em alguns lugares e menor em outros. De onde é maior, o vento sopra para onde é menor. Nós o vemos na direção das setas no mapa.
Se você olhar para o planeta inteiro, verá que ele é diferente em diferentes partes. As áreas de alta pressão estão marcadas em roxo, onde as setas do vento estão girando e se movendo no sentido horário. Esta área de alta pressão é chamada de anticiclone. Geralmente tem tempo claro.
Mas Espanha e Portugal. Aqui observamos dois anticiclones mais poderosos. A torção das correntes de ar está ligada à rotação do globo.
E aqui estão duas áreas poderosas de baixa pressão atmosférica - apenas 965 hectopascais. Este é um ciclone, o ar gira no sentido anti-horário.
Assim, você pode observar a distribuição da pressão atmosférica em diferentes lugares do nosso planeta. Atualmente, os meteorologistas preveem com precisão as mudanças climáticas que ocorrem quando a pressão atmosférica é distribuída de forma desigual.
Pressão ao nível do mar e acima do nível do mar
Suponha que o barômetro mostre uma pressão de 1006 hPa. Mas seveja o mapa sinótico de uma determinada área, cidade, pode acontecer que a pressão atmosférica seja diferente ali. Por que isso está acontecendo? O fato é que os mapas sinóticos mostram os valores da pressão atmosférica ao nível do mar. Podemos estar a uma certa altura acima do nível do mar, então a pressão que o barômetro mostra na sala é menor do que no nível do mar.
Altímetro
Como medir a altura da sua localização? Existem instrumentos especiais semelhantes a um barômetro, mas sua escala é graduada não em unidades de pressão, mas em unidades de altura. Turistas e pilotos têm esses dispositivos. Eles são chamados de altímetros ou altímetros paramétricos. Quando o piloto está no solo, ele coloca o altímetro em zero, pois sua altura acima do solo é zero. Se necessário, ele coloca a seta na altura acima do nível do mar, dependendo se é importante para ele saber a que altura o aeródromo está acima do nível do mar ou não. No caso de voos de longa distância, isso pode ser útil, principalmente se o aeródromo estiver nas montanhas. Então, olhando para a agulha do altímetro, o piloto determina a altitude.
Por que a pressão atmosférica aumenta com a altitude
Depois que aprendemos que quando a pressão atmosférica é distribuída de forma desigual, o vento ocorre, vamos descobrir por que a pressão diminui com o aumento da altitude. O ar tem peso, por isso é atraído pela terra, exerce pressão sobre ela. Se colocarmos um barômetro em uma determinada camada da atmosfera, ele será pressionado por essa camada da atmosfera,que está acima. Deve-se notar que a atmosfera não tem limites claros.
Se colocarmos um barômetro ao nível do mar, a pressão será igual à soma da pressão nesta camada de ar e as pressões nas camadas sobrejacentes da atmosfera. Ou seja, à medida que a altitude aumenta, a pressão diminui. Surge a pergunta: é possível calcular a pressão atmosférica de acordo com a fórmula Р=ρgh? Não, porque o valor da densidade do ar não é constante nas diferentes camadas da atmosfera. Na parte inferior, o ar está sob mais pressão, por isso é mais denso, e na parte superior, é menos denso.
