Selgitame, mis on atmosfäärirõhk, miks see muutub ja kuidas see avastati. Samuti, kuidas seda mõõdetakse ja milliseid ühikuid kasutatakse.
Mis on atmosfäärirõhk?
Atmosfäärirõhk ehk õhurõhk on jõudu mida avaldab segu moodustavate gaaside kogum õhkkond, maapinnal ja sellel olevatel elementidel. See jõud on antud pindalaühiku kohta, see tähendab, et see võrdub veeru massiga õhku mis ulatuvad Maa pinna punktist kuni atmosfääri ülemise piirini.
Atmosfäärirõhk ja selle kõikumised teatud aja jooksul on tavalised andmed selle uurimisel ilm atmosfääriline. Õhk aga varieerub alates tihedus kuna see maapinnast eemaldub ja seda mõjutab ka temperatuuri, mistõttu ei ole tavaliselt lihtne teatud punkti õhurõhku suure kindlusvaruga arvutada.
Iidsetel aegadel oli atmosfäärirõhu idee tundmatu ja selle igapäevast mõju, nagu teatud materjalide tõusmise praktiline piiramine, peeti tõendiks horror vacuis, see tähendab "tühjuse terrorit", mis avaldub loodus, kuna arvati, et õhku napib kaal ja tõusis omal soovil.
Nii oli see seni, kuni 1643. aastal avastas itaalia füüsik Evangelista Torricelli (1608-1647) õhu kaalu. katsed mis viis baromeetri loomiseni. Tema kuulsaim eksperiment seisnes elavhõbeda käitumise võrdlemises ja Vesi sisestades selle otsa kõverasse torusse, mida tänapäeval tuntakse Torricelli toruna.
Tema kogemused aitasid prantsuse polümaat Blaise Pascalil (1623-1662) mõõta atmosfääriõhu kaalu erinevates geograafilistes kohtades ja erinevates kõrgused, nagu Lõuna-Prantsusmaal asuva Puy-de-Dôme'i vulkaani tipp. Kuid tänu saksa füüsiku Otto von Guericke (1602–1686) Magburgi poolkeradega tehtud katsetele hakati atmosfäärirõhu olemasolu avalikult demonstreerima alles 1654. aastal.
Atmosfäärirõhu ühikud
Atmosfäärirõhk on ennekõike rõhu vorm, mistõttu seda mõõdetakse Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI) pascalites (Pa) on ühik, mis avaldab austust prantsuse füüsikule ja mille all mõistetakse rõhku, mis avaldab 1 njuutoni (N) suurust jõudu 1 ruutmeetri (m2) suurusele selle suhtes normaalsele pinnale. , : Pa = kg / m.s2.
Kuid atmosfäärirõhu mõõtmiseks kasutatakse tavaliselt teist tüüpi mõõtühikuid, nagu atmosfäär (atm), baarid (b), millibaarid (mb) või elavhõbeda millimeetrid (mmHg). Igaüks neist väärib eraldi selgitust:
- 1 atmosfäär on rõhk, mida õhk avaldab maapinnal normaalsetes tingimustes 760 mm elavhõbeda tasakaalustamiseks ja see võrdub 101 300 Pa-ga.
- 1 baar (kreeka sõnast "kaal": baarid) võrdub 0,986923 atm ja seega 100 000 Pa-ga.
- 1 millibaar võrdub 1000 baariga ja seega 100 Pa ja 0,0010197 atm.
- 1 millimeeter elavhõbedat on võrdne rõhuga, mis on vajalik ühe millimeetri elavhõbeda kõrguse suurendamiseks Torricelli toru sees. See võrdub 133,3 Pa-ga ja on meditsiinis laialdaselt kasutatav ühik.
Kuidas mõõdetakse atmosfäärirõhku?
Baromeeter mõõdab rõhku, mida õhk avaldab selles sisalduvale vedelikule.
Teatud koha atmosfäärirõhu mõõtmiseks vajame seadet, mida nimetatakse baromeetriks. Selle põhiprintsiip, mis kordab Torricelli kogemusi 17. sajandil, koosneb vedeliku (tavaliselt elavhõbeda) sambast, mis viiakse torusse, mille ülemine osa on suletud.
Nii avaldab atmosfääriõhu kaal vedelikule suuremal või vähemal määral jõudu, sundides seda jääma toru sisse kuni teatud punktini, mis on samaväärne vastuvõetud jõuga.