Давление в 6 атмосфер как это понять

Атмосферное давление

Атмосферное давление

Воздух, окружающий Землю, имеет массу, и несмотря на то, что масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли (общая масса атмосферы равна 5,2*10 21 г, а 1 м 3 воздуха у земной поверхности весит 1,033 кг), эта масса воздуха оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением.

На каждого из нас давит столб воздуха в 15 т. Такое давление способно раздавить все живое. Почему же мы его не ощущаем? Объясняется это тем, что давление внутри нашего организма равно атмосферному.

Таким образом, внутреннее и внешнее давление уравновешиваются.

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Для его определения пользуются специальным прибором — барометром (от греч. baros — тяжесть, вес и metreo — измеряю). Существуют ртутные и безжидкостные барометры.

Безжидкостные барометры получили название барометры-анероиды (от греч. а — отрицательная частица, nerys — вода, т. е. действующий без помощи жидкости) (рис. 1).

Рис. 1. Барометр-анероид: 1 — металлическая коробочка; 2 — пружина; 3 — передаточный механизм; 4 — стрелка-указатель; 5 — шкала

Нормальное атмосферное давление

За нормальное атмосферное давление условно принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм.

Опыт Торричелли

Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) — учениками гениального итальянского ученого Галилео Галилея.

Э. Торричелли запаял с одного конца длинную стеклянную трубку с делениями, наполнил ртутью и опустил в чашку с ртутью (так был изобретен первый ртутный барометр, который получил название трубки Торричелли). Уровень ртути в трубке понизился, так как часть ртути вылилась в чашку и установилась на уровне 760 миллиметров. Над столбиком ртути образовалась пустота, которая получила название Торричеллиевой пустоты (рис. 2).

Э. Торричелли полагал, что давление атмосферы на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря — 760 мм рт. ст.

Рис. 2. Опыт Торричелли

Это принято считать за одну атмосферу (атм.). В международной системе единиц (СИ) 1 атм. = 101 325 Паскалей (Па). Блез Паскаль (1623-1662) — французский ученый, в честь которого названа единица давления.

1 Па = 10 -5 бар; 1 бар = 0,98 атм.

Повышенное и пониженное атмосферное давление

Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше — пониженным.

Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление для нее — 748 мм рт. ст.

Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением температуры и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер. Это обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления.

На земном шаре выделяются три пояса с преобладанием низкого атмосферного давления (минимумы) и четыре пояса с преобладанием высокого (максимумы).

В экваториальных широтах поверхность Земли сильно прогревается. Нагретый воздух расширяется, становится легче и поэтому поднимается вверх. В результате у земной поверхности близ экватора устанавливается низкое атмосферное давление.

У полюсов под воздействием низкой температуры воздух становится более тяжелым и опускается. Поэтому у полюсов атмосферное давление, повышенное по сравнению с широтами на 60-65°.

В высоких слоях атмосферы, наоборот, над жаркими областями давление высокое (хотя и ниже, чем у поверхности Земли), а над холодными — низкое.

Общая схема распределения атмосферного давления такова (рис. 3): вдоль экватора расположен пояс низкого давления; на 30-40° широты обоих полушарий — пояса высокого давления; 60-70° широты — зоны низкого давления; в приполярных районах — области высокого давления.

В результате того, что в умеренных широтах Северного полушария зимой атмосферное давление над материками сильно повышается, пояс низкого давления прерывается. Он сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, наоборот, образуются зимние максимумы: Азиатский и Северо-Американский.

Читать еще:  Антифриз под давлением

Рис. 3. Общая схема распределения атмосферного давления

Летом в умеренных широтах Северного полушария пояс пониженного атмосферного давления восстанавливается. Огромная область пониженного атмосферного давления с центром в тропических широтах — Азиатский минимум — формируется над Азией.

В тропических широтах материки всегда нагреты сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Таким образом, над океанами в течение всего года существуют максимумы: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский.

Линии, которые на климатической карте соединяют пункты с одинаковым атмосферным давлением, называются изобарами (от греч. isos — равный и baros — тяжесть, вес).

Чем ближе изобары друг к другу, тем быстрее изменяется атмосферное давлении на расстоянии. Величина изменения атмосферного давления на единицу расстояния (100 км) называется барическим градиентом.

На образование поясов атмосферного давления у земной поверхности влияют неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В зависимости от времени года оба полушария Земли нагреваются Солнцем по-разному. Это обусловливает некоторое перемещение поясов атмосферного давления: летом — к северу, зимой — к югу.

Давление: немного истории и единицы измерения

На дне океана, где давление воды достигает 100 мегапаскаль, обитают глубоководные рыбы. Организм этих живых существ с незапамятных пор адаптирован к экстремальным условиям жизни. Воздействует ли воздух на сушу подобно воде на дно просторов морских? В чем проявляется, как может измеряться его воздействие? А 1 бар сколько атмосфер составляет?

Ртуть, вода, вино…

Земля окружена слоем воздуха, состоящим из смеси газов. Этот воздушный слой именуется атмосферой. Находящиеся на Земле объекты подвержены атмосферному влиянию.

Э. Торичелли (1608 — 1647 гг.) первым придумал метод его измерения.

Спустя 3 года после того, как был сделан ртутный барометр, великий Б. Паскаль сконструировал водяной барометр. Учёный повторил опыт, заменив ртуть водой. Но этого ему показалось мало. Он продолжал опыты с маслом, вином и… кто знает, сколько жидкостей утекло за время исследований!

Есть множество единиц измерения давления:

  • Па — паскаль (и его производные: МПа (мегапаскаль), кПа (килопаскаль)
  • бар
  • атмосфера
  • миллиметры ртутного столба
  • дюймы ртутного столба
  • миллиметры водного столба
  • дюймы водного столба
  • килограмм cилы на см 2 (кГс/см 2 )
  • psf
  • psi
  • метры водного столба

Соотношение между разными единицами измерения

Воспользовавшись таблицей, можно сравнить различные значения и выяснить, как 1 бар будет измеряться в атмосферах, либо узнать 1 кгс/см 2 сколько кПа.

Таблица соответствия единиц измерения давления:

Мгновенно перевести единицы измерения давления и выразить атмосферы в мм рт. ст. можно поссылке.

В перечне указаны наиболее часто встречаемые переходы:

  • бар = 100 кПа
  • бар = 1 техн. атм (at)
  • bar = 750 мм рт. столба
  • bar = 0,1 МПа
  • bar = 1,0197 кГс/см 2

Бар — это одна из величин, которыми может измеряться давление. Ничего общего с баррелем, то есть единицей объема нефти, она не имеет. Разве только три первые звучные буквы их объединяют.

  • 1 па = 0,00001 бар
  • килопаскаль = 0,01 бар
  • паскаль = 9,869210 -6 атм
  • kpa = 9,869210 -3 atm
  • мегапаскаль = 9,8692 атм
  • килограммсилы/ см 2 = 0,98 бар
  • атм = 101325 Па

Пояснение: at — техническая атмосфера, atm — физическая. Физическая атмосфера характеризуется воздействием газа в 760 мм рт.ст. и температурой 0 0 С. Термин «техническая атмосфера» уместен при нормальных технических условиях, характеризуемых давлением 735,6 мм рт.ст. при t=15 0 C.

Если же нужно перевести бары в атмосферы, смело кликайте сюда — безо всяких заморочек, все предельно ясно.

Нужно сказать несколько слов об «иностранцах» в нашей таблице — измерениях «psi» и «psf».

Pounds scuare feet (psf) — это фунты на квадратный фут; ими, так же как и «psi» (pounds scuare inches) — фунтами на квадратный дюйм, может измеряться давление при описании в англоязычных источниках. Так, к примеру, один кгс/ см2 примерно равен 14 psi.

А на этом видео конкретным примером доступно проиллюстрировано, как перевести одну единицу в иную в рамках системы СИ:

Углубившись в тему, вскоре вы научитесь сами переводить не только МПа в килограмм с/см 2 , но и совершать обратный перевод, т.е. обращать килограмм с/см 2 в МПа.

Атмосфера (единица измерения)

Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана.

Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием:

  1. Стандартная, нормальная или физическая атмосфера (атм, atm, ата) — в точности равна 101 325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба. Давление, уравновешиваемое столбом ртути высотой 760 мм при 0 °C, плотность ртути 13595,1 кг/м³ и нормальное ускорение свободного падения 9,80665 м/с².
  2. Техническая атмосфера (ат, at, кг*с/см², ати) — равна давлению, производимому силой от массы в 1 кг при действии на неё ускорения g (т. е. 1 килограмм-сила, кгс), направленной перпендикулярно и равномерно распределённой по плоской поверхности площадью 1 см² (98 066,5 Па).
Читать еще:  Как болят ноги при тромбофлебите

Ранее использовались также обозначения ата и ати для абсолютного и избыточного давления соответственно (выраженного в технических атмосферах). Избыточное давление могло быть и отрицательным.

Литература

  • Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун, рец. М. А. Ельяшевич. — Мн. : Высшая школа, 1979. — 416 с. — 30 000 экз.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Атмосфера (единица измерения)» в других словарях:

Бар (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Бар (значения). Бар (греч. βάρος тяжесть) внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере. Один бар равен 105 Па[1] или 106 дин/см² (в системе СГС). В прошлом… … Википедия

Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия

Psi (единица измерения) — Манометр, с показаниями в psi (красная шкала) и kPa (чёрная шкала) Psi (lb.p.sq.in.) внесистемная единица измерения давления «фунт сила на квадратный дюйм» (англ. pound force per square inch, lbf/in²). В основном употребляется в США, численно… … Википедия

атмосфера — – единица измерения давления напр. в шинах. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь

Атмосфера (значения) — В Викисловаре есть статья «атмосфера» Атмосфера (от. греч … Википедия

АТМОСФЕРА — (греч. atmosphaira, от atmos пар, и sphaira шар, сфера). 1) Газообразная оболочка, окружающая землю или другую планету. 2) умственная среда, в которой кто либо вращается. 3) единица, которою измеряется давление, испытываемое или производимое… … Словарь иностранных слов русского языка

АТМОСФЕРА — Земли (от греч. atmos пар и sphaira шар), газовая оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие в ее суточном и годовом вращении. Атмосфера. Схема строения атмосферы Земли (по Рябчикову). Масса А. ок. 5,15 10 8 кг.… … Экологический словарь

атмосфера — (неправильно атмосфера; встречается в профессиональной речи в знач. «единица измерения давления») … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

АТМОСФЕРА — (Atmosphere) 1. Воздушная оболочка земного шара, в которой совершается непрерывная смена разнообразных процессов и явлений. 2. Единица измерения давления, равная среднему атмосферному давлению на уровне моря, т. е. давлению ртутного столба… … Морской словарь

атмосфера — ы; ж. [греч. atmos дыхание и sphaira шар]. 1. Газообразная оболочка небесных тел, движущаяся с ними как единое целое. А. Земли, Венеры. // Об околоземном воздушном пространстве. Загрязнять атмосферу. Космический корабль вошёл в плотные слои… … Энциклопедический словарь

Атмосферное давление.

Атмосферное давление обуславливается весом воздуха. 1 м³ воздуха весит 1,033 кг. На каждый метр поверхности земли приходится давление воздуха силой 10033 кг. Под этим подразумевается столб воздуха высотой от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Если сравнить его со столбом воды, то диаметр последнего имел бы высоту всего 10 метров. То есть, атмосферное давление создается собственной массой воздуха. Величина атмосферного давления на единицу площади соответствует массе воздушного столба, находящегося над нею. В результате увеличения воздуха в этом столбе происходит рост давления, а при уменьшении воздуха — падение. Нормальным атмосферным давлением считается давление воздуха при t 0°С на уровне моря на широте 45°. В этом случае атмосфера давит с силой 1,033 кг на каждый 1 см² площади земли. Масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой взаимосвязи и измеряется атмосферное давление. Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба или миллибарах(мб), а так же в гектопаскалях. 1мб = 0,75 мм рт.ст., 1 гПа = 1 мм.

Измерение атмосферного давления.

Атмосферное давление измеряется с помощью барометров. Они бывают двух типов.

1. Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, которая запаяна сверху, а открытым концом погружена в металлическую чашу с ртутью. Рядом с трубкой крепится шкала, показывающая изменение давления. На ртуть действует давление воздуха, которое своим весом уравновешивает столбик ртути в стеклянной трубке. Высота ртутного столба меняется при изменении давления.

2. Металлический барометр или анероид представляет собой гофрированную металлическую коробку, которая герметично закрыта. Внутри этой коробки находится разреженный воздух. Изменение давления заставляет колебаться стенки коробки, вдавливаясь или выпячиваясь. Эти колебания системой рычагов заставляют стрелку перемещаться по шкале с делениями.

Самопишущие барометры или барографы предназначены для записи изменений атмосферного давления. Перо улавливает колебание стенок анероидной коробки и чертит линию на ленте барабана, который вращается вокруг своей оси.

Каким бывает атмосферное давление.

Атмосферное давление на земном шаре изменяется в широких пределах. Его минимальная величина — 641,3 мм рт.ст или 854 мб была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане «Ненси», а максимальная — 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб в Туруханске зимой.

Читать еще:  Дыхательная гимнастика при аритмии сердца бутейко

Давление воздуха на земную поверхность изменяется с высотой. Среднее значение атмосферного давления над уровнем моря — 1013 мб или 760 мм рт.ст. Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление, так как воздух становится все более разреженным. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно снижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м или на 1 мб на каждые 8 метров. На высоте 5 км оно меньше в 2 раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

В связи с перемещением воздуха, изменением температуры, сменой времени года атмосферное давление постоянно меняется. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня. В течение года из-за холодного и уплотненного воздуха зимой атмосферное давление имеет максимальную величину, а летом — минимальную.

Атмосферное давление постоянно меняется и распределяется по поверхности земли зонально. Это происходит из-за неравномерного прогревания Солнцем земной поверхности. На изменение давления влияет перемещение воздуха. Там, где воздуха становится больше, давление высокое, а там, откуда воздух уходит — низкое. Воздух, прогревшись от поверхности, поднимается вверх и давление на поверхность понижается. На высоте воздух начинает охлаждаться, уплотняется и опускается на близлежащие холодные участки. Там возрастает атмосферное давление. Следовательно, изменение давления обуславливается перемещением воздуха в результате его нагревания и охлаждения от земной поверхности.

Атмосферное давление в экваториальной зоне постоянно понижено, а в тропических широтах — повышено. Это происходит из-за постоянно высоких температур воздуха на экваторе. Нагретый воздух поднимается и уходит в сторону тропиков. В Арктике и Антарктике поверхность земли всегда холодная, а атмосферное давление повышено. Его обуславливает воздух, который приходит из умеренных широт. В свою очередь в умеренных широтах из-за оттока воздуха формируется зона пониженного давления. Таким образом, на Земле существуют два пояса атмосферного давления — пониженный и повышенный. Пониженный на экваторе и в двух умеренных широтах. Повышенный на двух тропических и двух полярных. Они могут немного смещаться в зависимости от времени года вслед за Солнцем в сторону летнего полушария.

Полярные пояса высокого давления существуют весь год, однако, летом они сокращаются, а зимой, наоборот, расширяются. Круглый год области пониженного давления сохраняются близ Экватора и в южном полушарии в умеренных широтах. В северном полушарии все происходит по-другому. В умеренных широтах северного полушария давление над материками сильно повышается и поле низкого давления как бы «разрывается»: сохраняется оно только над океанами в виде замкнутых областей пониженного атмосферного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, где заметно повысилось давление, образуются зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом поле пониженного давления в умеренных широтах северного полушария восстанавливается. При этом над Азией формируется обширная область пониженного давления. Это — Азиатский минимум.

В поясе повышенного атмосферного давления — тропиках — материки нагреваются сильнее океанов и давление над ними ниже. Из-за этого над океанами выделяют субтропические максимумы:

  • Северо-Атлантический (Азорский);
  • Южно-Атлантический;
  • Южно-Тихоокеанский;
  • Индийский.

Несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, пояса пониженного и повышенного атмосферного давления Земли — образования довольно устойчивые.

Шесть избыточных атмосфер

Если мы зажмем отверстие водопроводного крана пальцем, то заметим, что вода давит на палец с довольно значительной силой. Это означает, что вода в водопроводе имеет определенный напор. Вода давит на каждый квадратный сантиметр стенки трубы так, как если бы на него был поставлен груз в 7 килограммов. Это давление обозначается в технике, как давление в 7 атмосфер. Значит, 1 атмосферой называется давление, которое создает сила в 1 килограмм, когда она действует на 1 квадратный сантиметр.

Для атмосферы в смысле единицы давления в технике принято сокращенное обозначение ат. Таким образом, в водопроводе создается давление примерно в 7 атмосфер.

Мы говорим «примерно 7 атмосфер», так как давление зависит от разностей уровней воды в водонапорной башне и в комнате. Поэтому, например, на четвертом этаже давление будет меньше, чем на первом.

Так как воздушное давление в комнате составляет приблизительно 1 атмосферу, то в водопроводе создается избыточное давление в 6 атмосфер. Это избыточное давление обозначается в технике значком ати.

Однако это только его приближенное значение, потому что давление зависит от высоты водяного столба, то есть от той высоты, на которой находится уровень воды во всей водопроводной системе. Также играет роль и то, что давление воды на четвертом этаже меньше, чем на первом.

В хорошо накачанных велосипедных камерах достигается давление 2,5 ати, в автомобильных шинах высокого давления—до 6 ати, в паровозном котле—до 14 ати. Давление кислорода в свеженаполненном баллоне достигает 150 ати. А если человек изо всех сил будет дуть на бумагу, он создаст давление лишь 0,1 ати.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector