فشار اتمسفر با افزایش ارتفاع کاهش یا افزایش می یابد. فشار اتمسفر در ارتفاعات مختلف

فشار اتمسفر به فشار اشاره دارد هوای جویروی سطح زمین و اجسام واقع در آن. درجه فشار مربوط به وزن هوای اتمسفر با پایه یک منطقه و پیکربندی خاص است.

واحد اصلی برای اندازه گیری فشار اتمسفر در سیستم SI پاسکال (Pa) است. علاوه بر پاسکال از واحدهای اندازه گیری دیگری نیز استفاده می شود:

• نوار (1 Ba=100000 Pa);
• میلی متر ستون جیوه(1 میلی متر جیوه = 133.3 Pa)؛
• کیلوگرم نیرو در هر سانتی متر مربع (1 kgf / cm 2 = 98066 Pa)؛
• جو فنی (1 در = 98066 Pa).

واحدهای اندازه گیری فوق برای اهداف فنی استفاده می شود، به استثنای میلی متر جیوه که برای پیش بینی آب و هوا استفاده می شود.

فشارسنج ابزار اصلی برای اندازه گیری فشار اتمسفر است. دستگاه ها به دو نوع مایع و مکانیکی تقسیم می شوند. طراحی اولی بر اساس یک فلاسک پر از جیوه و غوطه ور شدن با انتهای باز در ظرفی با آب است. آب موجود در ظرف فشار ستون هوای اتمسفر را به جیوه منتقل می کند. ارتفاع آن به عنوان نشانگر فشار عمل می کند.

فشارسنج های مکانیکی فشرده تر هستند. اصل عملکرد آنها در تغییر شکل یک صفحه فلزی تحت تأثیر فشار اتمسفر نهفته است. صفحه قابل تغییر شکل به فنر فشار می آورد و این به نوبه خود فلش دستگاه را به حرکت در می آورد.

تاثیر فشار اتمسفر بر آب و هوا

فشار اتمسفرو تأثیر آن بر وضعیت آب و هوا بسته به مکان و زمان متفاوت است. بسته به ارتفاع از سطح دریا متفاوت است. علاوه بر این، تغییرات دینامیکی مرتبط با حرکت مناطق مرتفع (آنتی سیکلون) و فشار کم(سیکلون ها).

تغییرات آب و هوایی مرتبط با فشار هوا به دلیل حرکت رخ می دهد توده های هوابین مناطق با فشارهای مختلف حرکت توده های هوا باد را تشکیل می دهد که سرعت آن به اختلاف فشار در مناطق محلی، مقیاس و فاصله آنها از یکدیگر بستگی دارد. علاوه بر این، حرکت توده های هوا منجر به تغییر دما می شود.

فشار اتمسفر استاندارد 101325 Pa، 760 میلی متر جیوه است. هنر یا 1.01325 بار. با این حال، انسان به راحتی می تواند تحمل کند طیف گسترده ایفشار. به عنوان مثال، در شهر مکزیکو سیتی، پایتخت مکزیک با جمعیتی نزدیک به 9 میلیون نفر، میانگین فشار اتمسفر 570 میلی متر جیوه است. هنر

بنابراین، مقدار فشار استاندارد دقیقاً تعیین می شود. ولی فشار راحتمحدوده قابل توجهی دارد. این ارزش کاملاً فردی است و کاملاً به شرایطی بستگی دارد که یک فرد خاص در آن متولد شده و زندگی کرده است. بنابراین حرکت ناگهانی از ناحیه ای با فشار نسبتاً زیاد به ناحیه ای با فشار کمتر می تواند بر کار تأثیر بگذارد سیستم گردش خون. با این حال، با سازگاری طولانی مدت، اثر منفی از بین می رود.

فشار اتمسفر بالا و پایین

در مناطق فشار بالاهوا آرام، آسمان بدون ابر و باد معتدل است. فشار زیاد اتمسفر در تابستان منجر به گرما و خشکسالی می شود. در مناطق کم فشار هوا عمدتا ابری همراه با وزش باد و بارش است. به لطف چنین مناطقی، هوای خنک در تابستان ایجاد می شود. هوای ابریبا باران، و در زمستان بارش برف وجود دارد. اختلاف فشار زیاد در دو منطقه یکی از عواملی است که منجر به شکل گیری طوفان و بادهای طوفانی می شود.

تغییر فشار اتمسفر با ارتفاع.

اهداف درس :

آر- توسعه تفکر منطقیدانش آموزان، دانش در مورد انواع ماده و خواص آن؛

D- تشکیل دانش در مورد فشار در گازها، ساختار جو زمین و عوامل موثر بر تغییر فشار اتمسفر.

AT- تشکیل علاقه شناختیبه مطالعه جهان اطراف، آموزش کنجکاوی و مهارت های حرفه ای آینده.

نوع درس: یادگیری مطالب جدید

طرح درس.

1. به روز رسانی دانش پایه
2. یادگیری مطالب جدید.
3. تلفیق مطالب مورد مطالعه. مشق شب.

دانلود:

پیش نمایش:

تغییر فشار اتمسفر با ارتفاع.

اهداف درس:

P - توسعه تفکر منطقی دانش آموزان، دانش در مورد انواع ماده و خواص آن;

د - تشکیل دانش در مورد فشار در گازها، ساختار جو زمین و عوامل موثر بر تغییر فشار اتمسفر؛

AT - شکل گیری علاقه شناختی به مطالعه جهان، آموزش کنجکاوی و مهارت های حرفه ای آینده.

نوع درس : یادگیری مطالب جدید

طرح درس.

1. به روز رسانی دانش پایه
2. یادگیری مطالب جدید.
3. تلفیق مطالب مورد مطالعه. مشق شب.

جو زمین را جان می بخشد. اقیانوس ها، دریاها، رودخانه ها، نهرها، جنگل ها، گیاهان، حیوانات، انسان - همه چیز در جو زندگی می کند و به لطف آن.

K. Flammarion

اتمسفر پوسته گازی بیرونی زمین است که از سطح آن شروع شده و تا فضای بیرونی حدود 3000 کیلومتر امتداد می یابد.

کلمه "اتمسفر" از دو بخش تشکیل شده است: ترجمه شده از یونانی "اتمس" - بخار، "کره" - یک توپ.

تاریخ پیدایش و توسعه جو بسیار پیچیده و طولانی است، حدود 3 میلیارد سال است. در این دوره، ترکیب و خواص جو بارها تغییر کرده است، اما در طول 50 میلیون سال گذشته، به گفته دانشمندان، آنها تثبیت شده اند. از نظر ساختار و خواص ناهمگن است. فشار اتمسفر با ارتفاع کاهش می یابد.

در سال 1648، به نمایندگی از پاسکال، F. Perrier ارتفاع ستون جیوه را در یک فشارسنج در پای و بالای کوه Puy-de-Dome اندازه گیری کرد و فرض پاسکال را که فشار اتمسفر به ارتفاع بستگی دارد کاملاً تأیید کرد: در بالای آن. از کوه، ستون جیوه کمتر از 84.4 میلی متر است. پاسکال برای اینکه شکی نداشته باشد که فشار جو با افزایش ارتفاع از زمین کاهش می یابد، چندین آزمایش دیگر انجام داد، اما این بار در پاریس: در زیر و بالای کلیسای نوتردام، برج سنت ژاک و همچنین یک ساختمان بلند با 90 پله. او نتایج خود را در جزوه The Tale of the Great Fluid Equilibrium Experiment منتشر کرد.

علت کاهش فشار هوا با ارتفاع چیست؟

کاهش فشار با افزایش ارتفاع حداقل با دو دلیل توضیح داده می شود:

1) کاهش ضخامت لایه هوا (یعنی ارتفاع ستون هوا) که باعث ایجاد فشار می شود.

2) کاهش چگالی هوا با ارتفاع به دلیل کاهش گرانش با فاصله از مرکز زمین.

هنگام بلند کردن به ازای هر 10.5 متر، فشار 1 میلی متر جیوه کاهش می یابد.

برای ردیابی تغییر فشار با تغییر ارتفاع بالای زمین، بیایید ساختار جو زمین را به یاد بیاوریم.

از سال 1951، با تصمیم اتحادیه بین المللی ژئوفیزیک، تقسیم مرسوم شدجو به پنج لایه: - تروپوسفر،

استراتوسفر،

مزوسفر،

ترموسفر (یونوسفر),

اگزوسفر.

این لایه ها مرزهای مشخصی ندارند. ارزش آنها بستگی دارد عرض جغرافیاییمکان ها و زمان های مشاهده

نزدیکترین لایه هوا به سطح زمین استتروپوسفر . ارتفاع آن از نواحی قطبی 8 تا 12 کیلومتر، بالای نواحی معتدل 10 تا 12 کیلومتر و بالای نواحی استوایی 16 تا 18 کیلومتر است. تقریباً 80 درصد از کل جرم هوای اتمسفر و قسمت عمده رطوبت در این لایه متمرکز شده است. لایه به خوبی عبور می کند اشعه های خورشید، بنابراین هوای موجود در آن گرم می شود سطح زمین. دمای هوا به طور مداوم با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. این کاهش حدود 6 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر است. در لایه های بالایی تروپوسفر دمای هوا به منفی 55 درجه سانتیگراد می رسد. رنگ آسمان در این لایه آبی است. تقریباً تمام پدیده هایی که آب و هوا را تعیین می کنند در تروپوسفر رخ می دهند. اینجاست که رعد و برق، باد، ابر، مه شکل می گیرد. در اینجا است که فرآیندهای منتهی به بارش به صورت باران و برف انجام می شود. به همین دلیل است که تروپوسفر را کارخانه هواشناسی می نامند.

لایه بعدی استاستراتوسفر . از ارتفاع 18 تا 55 کیلومتری گسترش یافته است. هوای بسیار کمی در آن وجود دارد - 20٪ از کل جرم - و تقریباً هیچ رطوبتی وجود ندارد. قوی ترین بادها اغلب در استراتوسفر رخ می دهد. گاهی اوقات ابرهای مرواریدی در اینجا تشکیل می شوند که از کریستال های یخ تشکیل شده اند. پدیده های معمول آب و هوایی در اینجا مشاهده نمی شود. رنگ آسمان در استراتوسفر بنفش تیره، تقریبا سیاه است.

در ارتفاع 50 تا 80 کیلومتری قرار داردمزوسفر هوای اینجا حتی رقیق تر است. تقریباً 0.3٪ از کل جرم آن در اینجا متمرکز شده است. در مزوسفر، کسانی که به داخل پرواز می کنند اتمسفر زمینشهاب سنگ ها ابرهای نقره ای در اینجا شکل می گیرند.

در بالای مزوسفر تا ارتفاع حدود 800 کیلومتری قرار داردترموسفر (یونوسفر). با چگالی هوا حتی کمتر و توانایی هدایت الکتریسیته به خوبی و انعکاس امواج رادیویی مشخص می شود. شفق های قطبی در ترموسفر تشکیل می شوند.

آخرین لایه جواگزوسفر تا ارتفاع حدود 10000 کیلومتری گسترش می یابد.

لازم به ذکر است که جو از اهمیت اکولوژیکی بالایی برخوردار است.
تمام موجودات زنده زمین را از تأثیر مخرب تشعشعات کیهانی و برخورد شهاب سنگ ها محافظت می کند، نوسانات دمای فصلی را تنظیم می کند، تعادل را متعادل می کند و نوسانات روزانه را یکنواخت می کند. اگر جو وجود نداشت، نوسان دمای روزانه زمین به 200± درجه سانتیگراد می رسید.

جو نه تنها یک "حائل" حیات بین کیهان و سطح سیاره ما است، حامل گرما و رطوبت، فتوسنتز و تبادل انرژی نیز از طریق آن انجام می شود - فرآیندهای اصلی بیوسفر. جو بر ماهیت و پویایی تمام فرآیندهایی که در لیتوسفر رخ می دهند (هوازدگی فیزیکی و شیمیایی، فعالیت باد، آب های طبیعی، منجمد دائمی، یخچال های طبیعی).

اما همه سیارات جو ندارند. مثلا ماه جو ندارد. دانشمندان حدس می زنند که ماه قبلا جو داشته است، اما ماه قادر به نگه داشتن آن نبود، زیرا گرانش آن برای نگه داشتن جو بسیار کم است. در عطارد نیز جو وجود ندارد.

و چگونه موجودات زنده با این فشار سازگار می شوند؟

فشار اتمسفر در زندگی انسان و حیات وحش.

بدن انسان با فشار اتمسفر سازگار است و کاهش آن را تحمل نمی کند. هنگام بالا رفتن از کوه ها، یک فرد ناآماده احساس بسیار بدی دارد. تنفس از گوش و بینی اغلب دشوار می شود خون وجود داردمی توانید هوشیاری خود را از دست بدهید از آنجایی که به دلیل فشار اتمسفر، سطوح مفصلی به خوبی در برابر یکدیگر قرار می گیرند (در کیسه مفصلی که مفاصل را می پوشاند، فشار کاهش می یابد)، سپس در ارتفاعات کوهستانی، جایی که جوفشار کروی به شدت کاهش می یابد، عملکرد مفاصل ناراحت می شود، بازوها و پاها به خوبی اطاعت نمی کنند و به راحتی دررفتگی رخ می دهد.

تنزینگ نوردگی، یکی از اولین فاتحان اورست، خاطرات خود را به اشتراک گذاشت که 30 متر آخر سخت ترین بود، پاها چدن بودند، هر قدم باید به سختی انجام می شد. او برای خود معیاری تعیین کرد: چهار قدم استراحت، چهار قدم استراحت.

چرا کوهنوردی اینقدر سخت است؟ این به دلیل فشار اتمسفر کم و تأثیر آن بر بدن انسان است. چگونه در کوه و هنگام کوهنوردی رفتار کنیم؟ (سازگاری، نظارت بر وزن کوله پشتی، غذای غنی از ویتامین و پتاسیم برای کار قلب، بار را به طور مساوی تقسیم کنید).

کوهنوردان، خلبانان در هنگام صعود در ارتفاعات دستگاه های اکسیژن را با خود می برند و قبل از صعود به سختی تمرین می کنند. برنامه آموزشی شامل آموزش اجباری در محفظه فشار است که یک محفظه فولادی مهر و موم شده است که به یک پمپ اگزوز قدرتمند متصل است.

فشار اتمسفر هنگام حرکت در مناطق باتلاقی تأثیر می گذارد. زیر ساق پا، وقتی آن را بالا می آوریم، فضای کمیاب ایجاد می شود و فشار اتمسفر مانع از بیرون کشیدن پا می شود. اگر اسبی از میان باتلاق حرکت کند، سم های سخت آن مانند پیستون عمل می کنند. سم های پیچیده، به عنوان مثال، خوک ها، متشکل از چندین قسمت، هنگامی که بیرون کشیده می شوند، پاها فشرده می شوند و اجازه می دهند هوا به فرورفتگی حاصله عبور کند. در این حالت، پاهای چنین حیواناتی آزادانه از خاک بیرون کشیده می شود.

چگونه می نوشیم؟ با گذاشتن لیوان روی لب، شروع به کشیدن مایع به داخل خود می کنیم. جمع شدن مایع باعث انبساط قفسه سینه می شود، هوا در ریه ها و حفره دهان تخلیه می شود و فشار اتمسفر قسمت دیگری از مایع را به آنجا می برد. بنابراین بدن با فشار اتمسفر سازگار شده و از آن استفاده می کند.

آیا تا به حال فکر کرده اید که چگونه نفس می کشیم؟ مکانیسم تنفس به این صورت است: با تلاش عضلانی، حجم قفسه سینه را افزایش می دهیم، در حالی که فشار هوا در داخل ریه ها کاهش می یابد و فشار اتمسفر بخشی از هوا را به آنجا می راند. هنگام بازدم، روند معکوس رخ می دهد. ریه های ما هنگام دم به عنوان ترشح و هنگام بازدم به عنوان پمپ عمل می کنند.

مگس و قورباغه های درختیبه لطف مکنده های کوچک که در آن خلاء ایجاد می شود و فشار اتمسفر مکنده را روی شیشه نگه می دارد، می تواند به شیشه پنجره بچسبد.

یک فیل هر زمان که بخواهد بنوشد از فشار اتمسفر استفاده می کند. گردنش کوتاه است و نمی تواند سرش را در آب خم کند، فقط تنه اش را پایین می آورد و هوا را می کشد. تحت تأثیر فشار اتمسفر، خرطوم پر از آب می شود، سپس فیل آن را خم می کند و آب را به دهانش می ریزد.

تعمیر مواد.

1. در هنگام بالا رفتن از کوه هایی که فشار کمتر است، فرد چه احساسی را تجربه می کند؟ - (علائم بیماری ارتفاع - این اتفاق می افتد زیرا بدن انسان برای فشار اتمسفر پایین تر در ارتفاع بالا سازگار نیست).

2. فشار در هواپیما چقدر است؟ (فشار مصنوعی ایجاد می شود که برای فرد راحت باشد).

3 . وظیفه 1. در دامنه کوه، فشار اتمسفر 760 میلی متر است. rt هنر در بالای آن، فشار اتمسفر 460 میلی متر است. rt هنر ارتفاع کوه را پیدا کنید.

4. وظیفه 2. در سطح، فشار اتمسفر 752 میلی متر جیوه است. فشار اتمسفر در کف معدنی به عمق 200 متر چقدر است؟ (771.05 میلی متر جیوه ).

5. وظیفه 3. در پایین معدن، فشارسنج فشار 780 میلی متر جیوه و در سطح زمین - 760 میلی متر جیوه را ثبت کرد. عمق معدن را پیدا کنید. (210 متر [(780-760)x10.5=210).

6. آیا فشار اتمسفر در آسانسور با افزایش آن تغییر می کند؟ در حال حرکت به پایین؟

7. چرا ظروف شیشه ای محکم مهر و موم شده را نمی توان به عنوان چمدان تحویل داد؟

ترافیک. گرما کیتایگورودسکی الکساندر ایزاکوویچ

تغییر فشار با ارتفاع

تغییر فشار با ارتفاع

با تغییر ارتفاع، فشار کاهش می یابد. این اولین بار توسط Perrier فرانسوی به نمایندگی از پاسکال در سال 1648 روشن شد. کوه Pyu de Dome، که در نزدیکی آن Perrier زندگی می کرد، 975 متر ارتفاع داشت. اندازه گیری ها نشان داد که جیوه در یک لوله torricellium هنگام بالا رفتن از کوه 8 میلی متر سقوط می کند. کاهش فشار هوا با افزایش ارتفاع طبیعی است. پس از همه، یک ستون کوچکتر از هوا از قبل روی دستگاه در بالا فشار می آورد.

اگر با هواپیما پرواز کرده باشید، می دانید که در دیواره جلوی کابین خلبان دستگاهی وجود دارد که ارتفاع هواپیما را با دقت چند ده متر نشان می دهد. دستگاه ارتفاع سنج نامیده می شود. این یک فشارسنج معمولی است، اما با ارتفاع از سطح دریا کالیبره شده است.

فشار با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. فرمول این وابستگی را پیدا کنید. اجازه دهید یک لایه کوچک از هوا را با مساحت 1 سانتی متر مربع که بین ارتفاعات قرار دارد، جدا کنیم ساعت 1 و ساعت 2. در لایه ای که خیلی بزرگ نیست، تغییر چگالی با ارتفاع به سختی قابل توجه است. بنابراین، وزن حجم انتخاب شده (این یک استوانه با ارتفاع است ساعت 2 ? ساعت 1 و مساحت 1 سانتی متر 2) هوا خواهد شد میلی گرم = ?(ساعت 2 ? ساعت 1)g. این وزن باعث افت فشار هنگام بلند شدن از ارتفاع می شود. ساعت 1 در هر ارتفاع ساعت 2. به این معنا که

اما طبق قانون بویل ماریو، چگالی گاز متناسب با فشار است. از همین رو

در سمت چپ نسبتی است که با کاهش فشار، فشار افزایش یافته است ساعت 2 به ساعتیکی . پس همین کاهش ها ساعت 2 ? ساعت 1 با افزایش فشار به همان درصد مطابقت دارد.

اندازه گیری ها و محاسبات به طور کامل نشان می دهد که به ازای هر کیلومتر بالاتر از سطح دریا فشار 0.1 کسری کاهش می یابد. همین امر در مورد فرود در معادن عمیق زیر سطح دریا نیز صدق می کند - هنگام کاهش یک کیلومتری، فشار 0.1 قسمت از مقدار آن افزایش می یابد.

ما در مورد تغییر 0.1 کسری از مقدار در ارتفاع قبلی صحبت می کنیم. این بدان معناست که هنگام بالا رفتن از یک کیلومتر، فشار به 0.9 فشار در سطح دریا کاهش می یابد، در هنگام صعود به کیلومتر بعدی، برابر با 0.9 از 0.9 فشار در سطح دریا می شود. در ارتفاع 3 کیلومتری فشار برابر 0.9 ضربدر 0.9 ضربدر 0.9 خواهد بود، یعنی. (0.9) 3 فشار سطح دریا. بسط بیشتر این استدلال دشوار نیست.

نشان دهنده فشار سطح دریا به عنوان پ 0، می توانیم فشار در ارتفاع را بنویسیم ساعت(بیان شده در کیلومتر):

پ = پ 0 (0,87) ساعت = پ 0 10 ?0.06 ساعت .

عدد دقیق تری در پرانتز نوشته شده است: 0.9 یک مقدار گرد است. فرمول فرض می کند که دما در همه ارتفاعات یکسان است. در واقع، دمای جو با ارتفاع و علاوه بر این، طبق یک قانون نسبتاً پیچیده تغییر می کند. با این وجود، این فرمول نتایج خوبی می دهد و در ارتفاعات تا صدها کیلومتر می توان از آن استفاده کرد.

به راحتی می توان با استفاده از این فرمول تعیین کرد که در ارتفاع البروس - حدود 5.6 کیلومتر - فشار به نصف کاهش می یابد و در ارتفاع 22 کیلومتری (رکورد ارتفاع صعود بالن استراتوسفر با افراد) فشار کاهش می یابد. به 50 میلی متر جیوه کاهش می یابد.

وقتی در مورد فشار 760 میلی متر جیوه صحبت می کنیم - طبیعی است، نباید فراموش کنیم که اضافه کنیم: "در سطح دریا". در ارتفاع 5.6 کیلومتری فشار معمولی 760 نخواهد بود، بلکه 380 میلی متر جیوه خواهد بود.

همراه با فشار، طبق همین قانون، چگالی هوا نیز با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. در ارتفاع 160 کیلومتری هوای کمی باقی خواهد ماند.

واقعا،

(0,87) 160 = 10 ?10 .

در سطح زمین، چگالی هوا تقریباً 1000 گرم بر متر مکعب است، یعنی در ارتفاع 160 کیلومتر بر متر مکعب، طبق فرمول ما، 7/10 گرم هوا باید سقوط کند. در واقع، همانطور که اندازه گیری های انجام شده با کمک موشک نشان می دهد، چگالی هوا در این ارتفاع ده برابر بیشتر است.

فرمول ما برای ارتفاعات چند صد کیلومتری حتی بیشتر از این واقعیت را دست کم گرفته است. این واقعیت که فرمول در ارتفاعات غیرقابل استفاده می شود، مقصر تغییر دما با ارتفاع و همچنین یک پدیده خاص است - فروپاشی مولکول های هوا تحت تأثیر تابش خورشیدی. در اینجا به این موضوع نمی پردازیم.

فشار هوا در همان نقطه از سطح زمین ثابت نمی ماند، اما بسته به فرآیندهای مختلفی که در اتمسفر رخ می دهد متفاوت است. فشار اتمسفر "عادی" مشروط به فشاری برابر با 760 میلی متر جیوه، یعنی یک اتمسفر (فیزیکی) در نظر گرفته می شود (§154).

فشار هوا در سطح دریا در تمام نقاط جهانبه طور متوسط ​​نزدیک به یک اتمسفر با بالا رفتن از سطح دریا، متوجه کاهش فشار هوا خواهیم شد. چگالی آن بر این اساس کاهش می یابد: هوا بیشتر و بیشتر نادر می شود. اگر کشتی را در بالای کوهی که در دره محکم بسته شده است باز کنید، بخشی از هوا از آن خارج می شود. برعکس، ظرفی که در بالای آن مهر و موم شده باشد، اگر در پای کوه باز شود، مقداری هوا وارد آن می شود. در ارتفاع حدود 6 کیلومتری، فشار و چگالی هوا تقریباً به نصف کاهش می یابد.

هر ارتفاع مربوط به فشار هوای خاصی است. بنابراین، با اندازه‌گیری (مثلاً با یک آنروید) فشار در یک نقطه معین در بالای یک کوه یا در سبد یک بالون و دانستن اینکه چگونه فشار اتمسفر با ارتفاع تغییر می‌کند، می‌توان ارتفاع کوه یا ارتفاع بالا آمدن بالون حساسیت یک آنروید معمولی به قدری زیاد است که فلش اشاره گر به طور محسوسی حرکت می کند اگر آنروئید را 2-3 متر بالا بیاورید، با بالا رفتن یا پایین آمدن از پله ها با در دست داشتن یک آنروید، به راحتی می توان متوجه تغییر تدریجی فشار شد. ایجاد چنین تجربه ای در پله برقی ایستگاه مترو راحت است. اغلب آنروئید مستقیماً به ارتفاع درجه بندی می شود. سپس موقعیت فلش نشان دهنده ارتفاعی است که دستگاه در آن قرار دارد. به این گونه آنروئیدها ارتفاع سنج می گویند (شکل 295). آنها توسط هواپیما تامین می شوند. آنها به خلبان اجازه می دهند تا ارتفاع پرواز خود را تعیین کند.

برنج. 295. ارتفاع سنج هواپیما. عقربه بلند صدها متر و عقربه كوتاه كيلومترها را مي شمارد. سر به شما امکان می دهد قبل از شروع پرواز، صفر صفحه را زیر فلش روی سطح زمین بیاورید.

کاهش فشار هوا در هنگام صعود به همان روشی توضیح داده می شود که کاهش فشار در اعماق دریا هنگام بالا آمدن از پایین به سطح. هوا در سطح دریا با وزن کل اتمسفر زمین فشرده می شود، در حالی که لایه های بالاتر جو فقط با وزن هوایی که بالای این لایه ها قرار دارد فشرده می شود. به طور کلی، تغییر فشار از نقطه‌ای به نقطه‌ای در اتمسفر یا هر گاز دیگری تحت تأثیر گرانش، از همان قوانین فشار در مایع تبعیت می‌کند: فشار در تمام نقاط صفحه افقی یکسان است. هنگام حرکت از پایین به بالا، فشار با وزن ستون هوا که ارتفاع آن برابر با ارتفاع انتقال و مساحت است کاهش می یابد. سطح مقطعبرابر یک است.

برنج. 296. رسم نمودار کاهش فشار با ارتفاع. سمت راست ستون های هوا با ضخامت یکسان را نشان می دهد که در ارتفاعات مختلف گرفته شده اند. ستون هایی با سایه متراکم تر از هوای فشرده تر و چگالی بیشتری دارند

اما به دلیل تراکم پذیری زیاد گازها تصویر کلیتوزیع فشار بر ارتفاع در جو کاملاً متفاوت از مایعات است. در واقع کاهش فشار هوا را با ارتفاع ترسیم می کنیم. در محور y ارتفاعات و غیره را بالاتر از سطحی (مثلاً از سطح دریا) و روی محور آبسیسا - فشار (شکل 296) ترسیم خواهیم کرد. بیا از پله ها بالا برویم. برای یافتن فشار روی پله بعدی، باید وزن ستون هوای ارتفاع را از فشار روی پله قبل کم کنید، برابر با . اما با افزایش ارتفاع، تراکم هوا کاهش می یابد. بنابراین، کاهش فشاری که هنگام صعود به پله بعدی رخ می دهد، هر چه کمتر باشد، پله بالاتر قرار گیرد. بنابراین، هنگام صعود، فشار به طور ناهموار کاهش می یابد: در ارتفاع کم، جایی که چگالی هوا بیشتر است، فشار به سرعت کاهش می یابد. هر چه بیشتر، چگالی هوا کمتر و فشار آهسته تر کاهش می یابد.

در استدلال ما، فرض کردیم که فشار در کل لایه ضخامت یکسان است. بنابراین ما یک خط پلکانی (برقطع) روی نمودار داریم. اما البته کاهش تراکم در هنگام صعود به ارتفاع معین در پرش ها اتفاق نمی افتد، بلکه به طور مداوم اتفاق می افتد. بنابراین، در واقعیت، نمودار مانند یک خط صاف به نظر می رسد (خط یکدست روی نمودار). بنابراین، بر خلاف نمودار فشار مستقیم برای مایعات، قانون کاهش فشار در اتمسفر با یک خط منحنی نشان داده می شود.

برای حجم های کوچک هوا (اتاق، بالون) کافی است از بخش کوچکی از نمودار استفاده کنید. در این مورد، بخش منحنی را می توان بدون خطای بزرگ با یک قطعه مستقیم، مانند مورد یک مایع، جایگزین کرد. در واقع با یک تغییر کوچک در ارتفاع، چگالی هوا کمی تغییر می کند.

برنج. 297. نمودار تغییرات فشار با ارتفاع برای گازهای مختلف

اگر حجم معینی از هر گازی غیر از هوا وجود داشته باشد، فشار در آن نیز از پایین به بالا کاهش می یابد. برای هر گاز، می توانید یک نمودار مربوطه بسازید. واضح است که در فشار یکسان زیر، فشار گازهای سنگین با ارتفاع سریعتر از فشار گازهای سبک کاهش می یابد، زیرا وزن یک ستون گاز سنگین بیشتر از یک ستون گاز سبک با همان ارتفاع است.

روی انجیر 297 چنین نموداری برای چندین گاز ساخته شده است. نمودارها برای فاصله کمی از ارتفاعات ساخته شده اند، بنابراین مانند خطوط مستقیم به نظر می رسند.

175. 1. لوله L شکل، که زانوی بلند آن باز است، با هیدروژن پر شده است (شکل 298). فیلم لاستیکی در کجا خمیده می شود که آرنج کوتاه لوله را می پوشاند؟

برنج. 298. به تمرین 175.1

مشکل ONL@YN

کتابخانه 1

فشار- این هست کمیت فیزیکی، نیروی عملگر را در واحد سطح عمود بر این سطح نشان می دهد.
فشار به صورت P = F / S تعریف می شود، جایی که P فشار، F نیروی فشار، S مساحت سطح است. از این فرمول می توان دریافت که فشار به سطح بدن بستگی دارد که با نیروی خاصی عمل می کند. هر چه مساحت سطح کوچکتر باشد، فشار بیشتر است.

واحد فشار نیوتن بر است متر مربع(H / m 2). ما همچنین می‌توانیم واحدهای فشار N/m2 را به پاسکال تبدیل کنیم، واحدهای اندازه‌گیری که به نام دانشمند فرانسوی بلز پاسکال، که به اصطلاح قانون پاسکال را استخراج کرد، نامگذاری شده‌اند. 1 N / M 2 \u003d 1 Pa.

چی؟؟؟

اندازه گیری فشار

فشار گازها و مایعات - مانومتر، فشار سنج دیفرانسیل، وکیوم متر، سنسور فشار.
فشار اتمسفر - فشارسنج.
فشار خون - تونومتر.

محاسبه فشار وارد شده توسط بدن بر روی سطح:

وزن بدن، کیلوگرم:
سطح بدن، متر 2:
شتاب گرانش، m/s 2 (g = 9.81 m/s 2):

و بنابراین، یک بار دیگر، فشار به عنوان P = F / S تعریف می شود. نیروی در میدان گرانشی برابر با وزن است - F = m * g، که در آن m جرم بدن است. g شتاب سقوط آزاد است. سپس فشار
P = m * g / S. با استفاده از این فرمول می توانید فشار وارد شده توسط بدن بر روی سطح را تعیین کنید. مثلاً شخصی روی زمین.

وابستگی فشار اتمسفر به ارتفاع از سطح دریا:

فشار بالای سطح دریا (معمولی 760) بر حسب میلی متر جیوه:
دمای هوا (معمولی 15 درجه سانتیگراد) درجه سانتیگراد:
ارتفاع از سطح دریا (بر حسب متر):
توجه داشته باشید. اعداد کسریاز طریق نقطه وارد شوید

فشار اتمسفر با ارتفاع کاهش می یابد. وابستگی فشار اتمسفر به ارتفاع مشخص می شود فرمول فشارسنجی -
P = Po*exp(-μgh/RT). که در آن μ = 0.029 کیلوگرم بر متر مکعب وزن مولکولی گاز (هوا) است. g = 9.81 m/s2 - شتاب سقوط آزاد. h - h o - تفاوت بین ارتفاع از سطح دریا و ارتفاع گرفته شده در ابتدای گزارش (h=h o). R \u003d 8.31 - J / mol K - ثابت گاز؛ Ro - فشار اتمسفر در ارتفاعی که به عنوان نقطه مرجع در نظر گرفته شده است. T دما بر حسب کلوین است.