Atmosferiese druk is die krag waarmee ons deur die omringende lug beïnvloed word, dit wil sê die atmosfeer. Die artikel sal eksperimente aanbied waartydens ons sal seker maak dat lugdruk werklik bestaan. Ons sal uitvind wie dit vir die eerste keer gemeet het, wat gebeur wanneer die atmosferiese druk oneweredig versprei is, en nog baie meer.
Manifestasies van atmosferiese druk
As die lug op alles rondom druk, dan weeg dit iets. Is dit werklik waar, hoekom lyk dit dan vir ons gewigloos? Kom ons doen eksperimente wat wys dat atmosferiese druk werklik bestaan.
Vul die spuit met water tot in die middel, en trek dan die suier op. Die water sal die suier volg. Die rede hiervoor is atmosferiese druk, maar toe mense nog nie geweet het van die bestaan daarvan nie, het hulle gesê die natuur verdra eenvoudig nie leegheid nie. Ons weet nou dat wanneer die suier styg, 'n area geskep wordverminderde druk, en die atmosfeer druk water in die spuit.
Ervaring met 'n plastiekkaart en 'n potjie
Vul 'n glasfles tot bo met water, bedek die bokant met 'n stuk plastiek, byvoorbeeld 'n kaartjie. Kom ons draai die pot om en kyk dat die kaart vashou en nie val nie. Die krag van waterdruk word vergoed deur die drukkrag van die atmosfeer. Niks druk van bo af op die water nie, maar die atmosfeer druk van onder af, gevolglik word die kaart vasgehou. As lug tussen die plastiek en die fles inkom, sal die kaart afval en die water sal uitstort.
Torricelli-toestel
Die Italiaanse wetenskaplike Torricelli het atmosferiese druk vir die eerste keer gemeet. Hy het dit met die sogenaamde kwikbarometer gedoen. Eers het Torricelli 'n glasbuis met kwik tot bo gevul, 'n groot bak kwik geneem, die buis omgedraai, dit in die bak gedompel en die onderste punt oopgemaak. Mercurius het begin daal, maar het nie heeltemal uitgekom nie, maar het tot 'n sekere hoogte gedaal.
Dit het geblyk dat hierdie vlak 760 mm is. Daarom is die druk van die atmosfeer in staat om 'n kwikkolom van 760 mm te hou. As die druk styg, kan dit 'n kolom van groter hoogte hou, as dit afneem, minder. Indien wel, kan die grootte daarvan beoordeel word deur die hoogte van die pilaar. Daarom word die druk van die atmosfeer en gasse in die praktyk dikwels presies in millimeter kwik gemeet. Kom ons vestig 'n verband tussen millimeter kwik en die gewone eenhede van pascal.
Hoe millimeter kwik en pascal verwant is
Atmosferiese druk verhoog kwik met 760 mm. Dit beteken dat'n kolom van kwik 760 mm hoë perse met 'n krag gelykstaande aan die normale vlak van atmosferiese druk. 1 mm Hg is die druk wat deur 'n 1 mm hoë kolom kwik geproduseer word. Stel jou voor dat die hoogte van die kwikkolom 1 mm is. Bereken die hidrostatiese druk wat met hierdie hoogte ooreenstem.
P=1 mmHg Hidrostatiese druk word bereken deur die formule: ρgh. ρ is die digtheid van kwik, g is die versnelling as gevolg van swaartekrag, h is die hoogte van die vloeistofkolom. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Vervang hierdie data in die formule. Na die omskakeling sal 13.69.8=133.3 N/m2 oorbly. N/m2 - dit is Pascal (Pa). As ons atmosferiese druk omskakel na hektopascal, dan 1 mm Hg. Art. stem ooreen met 1,333 hPa.
Hg en weer
Torricelli het lank na die lesings van die kwikbarometer gekyk. Hy het 'n interessante ding opgemerk. Wanneer die kwikkolom daal, dit wil sê wanneer die atmosferiese druk laag word, slaan daar na 'n rukkie slegte weer in. Wanneer die kwikkolom styg, word slegte weer na 'n rukkie deur goeie weer vervang. Dit wil sê, die meting van atmosferiese druk laat jou toe om 'n weervoorspelling te maak.
Nou meteorologiese dienste rondom die klok, elke 3 uur, meet atmosferiese druk. Jules Verne se boek The Fifteen-Year-Old Captain beskryf die waarneming van die barometer en die weer. Die protagonis van die boek het ontdek dat as die kwikkolom vinnig val, die weer skerp versleg, maar nie vir lank nie, as die kwikvlak stadig afneem, oor 'n paar dae, dandie weer sal geleidelik versleg, maar nog lank hou.
Wat gebeur wanneer die atmosferiese druk oneweredig versprei is
Kom ons oorweeg 'n sinoptiese kaart. Dit bevat die waardes van atmosferiese druk in verskillende gebiede, stede, lande, kontinente. Die bewegingsrigting van lugmassas word deur pyle aangedui. Hoekom waai die wind? Atmosferiese druk is groter op sommige plekke en minder in ander. Van waar dit groter is, waai die wind tot waar dit kleiner is. Ons sien dit in die rigting van die pyle op die kaart.
As jy na die hele planeet kyk, kan jy sien dat dit in verskillende dele verskil. Gebiede van hoë druk is in pers gemerk, waar die windpyle draai en kloksgewys beweeg. Hierdie gebied van hoë druk word 'n antisikloon genoem. Dit het gewoonlik helder weer.
Maar Spanje en Portugal. Hier sien ons twee kragtigste antisiklone. Die draai van lugstrome word verbind met die rotasie van die aardbol.
En hier is twee kragtige gebiede met lae atmosferiese druk - slegs 965 hektopascal. Dit is 'n sikloon, die lug daarin draai antikloksgewys.
Jy kan dus die verspreiding van atmosferiese druk op verskillende plekke op ons planeet waarneem. Deesdae voorspel meteoroloë akkuraat weerveranderinge wat plaasvind wanneer atmosferiese druk oneweredig versprei is.
Druk op en bo seevlak
Gestel die barometer toon 'n druk van 1006 hPa. Maar askyk na die sinoptiese kaart van 'n gegewe area, stad, kan dit blyk dat die atmosferiese druk daar anders is. Hoekom gebeur dit? Die feit is dat sinoptiese kaarte die waardes van atmosferiese druk op seevlak toon. Ons kan op 'n sekere hoogte bo seespieël wees, so die druk wat die barometer in die kamer wys is minder as op seevlak.
Hoogtemeter
Hoe om die hoogte van jou ligging te meet? Daar is spesiale instrumente soortgelyk aan 'n barometer, maar hul skaal word nie in eenhede van druk gegradueer nie, maar in eenhede van hoogte. Toeriste en vlieëniers het sulke toestelle. Hulle word hoogtemeters of parametriese hoogtemeters genoem. Wanneer die vlieënier op die grond is, stel hy die hoogtemeter op nul, want sy hoogte bo die grond is nul. Indien nodig, stel hy die pyl op die hoogte bo seespieël, afhangend of dit vir hom belangrik is om te weet op watter hoogte die vliegveld bo seespieël is, of nie. In die geval van langafstandvlugte kan dit nuttig wees, veral as die vliegveld in die berge is. Dan, terwyl hy na die hoogtemeternaald kyk, bepaal die vlieënier die hoogte.
Waarom neem atmosferiese druk toe met hoogte
Nadat ons geleer het dat wanneer die atmosferiese druk oneweredig versprei is, wind voorkom, laat ons uitvind hoekom die druk afneem met toenemende hoogte. Lug het gewig, so dit word na die aarde aangetrek, oefen druk daarop uit. As ons 'n barometer in 'n sekere laag van die atmosfeer plaas, sal dit deur daardie laag van die atmosfeer gedruk word,wat bo is. Daar moet kennis geneem word dat die atmosfeer geen duidelike grense het nie.
As ons 'n barometer op seevlak plaas, sal die druk gelyk wees aan die som van die druk in hierdie luglaag en die druk in die oorliggende lae van die atmosfeer. Dit wil sê, soos die hoogte toeneem, neem die druk af. Die vraag ontstaan: is dit moontlik om die atmosferiese druk volgens die formule Р=ρgh te bereken? Nee, want die waarde van lugdigtheid is nie konstant in verskillende lae van die atmosfeer nie. Aan die onderkant is die lug onder meer druk, so dit is digter, en aan die bokant is dit minder dig.
