Ορισμός της ατμοσφαιρικής πίεσης

1. Δύναμη που ασκείται από το βάρος του αέρα -πίεση- στην επιφάνεια της γης, έτσι ώστε όσο μεγαλύτερο είναι το υψόμετρο σε σχέση με το έδαφος, τόσο μικρότερη είναι η πίεση. Συνήθως μετριέται με βαρόμετρο, γι' αυτό φαίνεται και η ονομασία βαρομετρική πίεση.

Ετυμολογία: Πίεση, με λατινικούς τρόπους πίεση, πίεσης.+ Atmosphere, από επιστημονικά λατινικά ατμόσφαιρα, σχετικά με τις συνιστώσες του ελληνικού ἀτμός (ατμόσφαιρα), που αναφέρεται στον «αέρα» και σφαῖρα (σφαίρα), ως «σφαίρα», ακολουθούμενο από το επίθημα -ico, στην ιδιότητα της ποιότητας.
Γάτα. γραματικός: ουσιαστικό θηλ.
σε συλλαβές: πίεση + at-mos-fé-ri-ca.

Προσφορά (APA)

Ατμοσφαιρική πίεση

Έβελιν Μέιτ Μάριν | Ιούλιος 2022
Βιομηχανικός Μηχανικός, MSc στη Φυσική, και EdD

Η ατμοσφαιρική πίεση είναι η δύναμη που ισχύει το αέρας της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια της γης, και επομένως, στα σώματα που βρίσκονται σε αυτήν, ξεκινώντας από το βάση της έννοιας της πίεσης, η οποία ορίζεται ως η σχέση μεταξύ του μεγέθους της δύναμης που ενεργεί ανά μονάδα επιφάνεια.

Στην επιφάνεια της Γης, υπάρχει ένα αέριο στρώμα που αποτελείται από πολλά αέρια και τα οποία ποικίλλουν σε αναλογία και σύνθεση ανάλογα με το ύψος και άλλα παράγοντες. Αυτό το μείγμα αερίων σχηματίζει αυτό που είναι γνωστό ως «αέρας», ο οποίος έχει πυκνότητα (καθώς έχει μάζα και καταλαμβάνει όγκο στο διάστημα). Κατά συνέπεια, η στήλη αέρα στατικός που βρίσκεται πάνω από ένα σώμα, θα ασκήσει μια δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας της οποίας το αποτέλεσμα είναι η ατμοσφαιρική πίεση.

Υπόβαθρο για την ατμοσφαιρική πίεση

Αν και σήμερα η ιδέα της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι κάτι που θεωρούμε δεδομένο, δεν ήταν πάντα μια αποδεκτή και κατανοητή έννοια. Μόλις το 1643, ο φυσικός Evangelista Torricelli έθεσε πειραματικά την ιδέα του βάρους του αέρα, αν και πρέπει να σημειωθεί ότι άλλα Επιστήμονες όπως ο Galileo Galilei και ο René Descartes είχαν ήδη θέσει τα θεμέλια που υλοποίησε ο Torricelli στο περίφημο πείραμά του με έναν σωλήνα Ερμής.

Στο πείραμα του Torricelli, το ύψος της στήλης υδραργύρου στον σωλήνα ήταν 760 mm

Ο Galilei εξήγησε τον περιορισμό της ανύψωσης μιας στήλης νερού μέσω μιας αντλίας προπέλας άνω των 10,33 m σε ύψος, αναφέροντας ότι οφειλόταν στο τρόμος του κενού (horror vacuis) που ασκείται από μια δύναμη ισοδύναμη με μια στήλη 10,33 m νερού, ονομάζοντας αυτό το ύψος ως όριο (altezza limitissima).

Από την πλευρά του, ο René Descartes δημοσίευσε ένα γράμμα το 1638 όπου αναφέρθηκε στο βάρος του αέρα και το συνέκρινε με μια μάλλινη κουβέρτα που καλύπτει τη Γη. ακόμη και πάνω από τα σύννεφα, των οποίων το βάρος μπορεί να συμπιέσει την επιφάνεια ενός κουβά υδραργύρου, εμποδίζοντας τη στήλη αυτού του στοιχείου να κατέβει.

Από όλα αυτά τα ευρήματα και χάρη στο πείραμα του Torricelli, αναπτύχθηκε ο σωλήνας Torricelli και χρησίμευσε ως αναφορά για οι μελέτες του Blaise Pascal και του Γερμανού Otto von Guericke, που το 1654 απέδειξαν δημόσια την ύπαρξη ατμοσφαιρικής πίεσης.

Όργανα και μονάδες πίεσης

Η ατμοσφαιρική πίεση μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας α βαρόμετρο. Υπάρχουν διάφοροι τύποι βαρομέτρων, μεταξύ των πιο γνωστών είναι το βαρόμετρο υδραργύρου και το βαρόμετρο ανεροειδούς (χωρίς υδράργυρο).

Όσον αφορά τις μονάδες πίεσης, οι πιο συνηθισμένες είναι:

• Στο διεθνές σύστημα μονάδων: Pascal (Pa)
• Στο αγγλικό σύστημα: Psi (lbf/in2)

Άλλες μονάδες:

ή mm υδραργύρου (mmHg)
ή Ατμόσφαιρα (atm)

Στο επίπεδο της θάλασσας, η κανονική ατμοσφαιρική πίεση είναι 101.325 Pa (N/m2), ή το ισοδύναμό της 760 mm Hg ή 1 atm.

Μερικοί συντελεστές μετατροπής για μονάδες πίεσης είναι:

1 Pa = 105 bar

1 Psi = 6895 Pa

Διακύμανση της ατμοσφαιρικής πίεσης με το ύψος

Δεδομένου ότι η ατμοσφαιρική πίεση οφείλεται στο βάρος ανά μονάδα επιφάνειας που ασκεί η στήλη αέρα πάνω από το αντικείμενο του μελέτη, μέχρι τα όρια της γήινης ατμόσφαιρας, είναι λογικό να συμπεράνει κανείς ότι όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος στο οποίο βρίσκεται το αντικείμενο σε σχέση με το επιφάνεια της Γης, όσο μικρότερη είναι η στήλη αέρα που θα ασκήσει πίεση σε αυτήν, για το λόγο αυτό, η ατμοσφαιρική πίεση εξαρτάται από το ύψος, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζει το θερμοκρασία που επηρεάζει την πυκνότητα του αέρα.

πάνω από ένα βουνό η ατμοσφαιρική πίεση είναι χαμηλότερη από ό, τι στο επίπεδο της θάλασσας

Εάν η πυκνότητα του αέρα και το ύψος του αντικειμένου μελέτης σε σχέση με την ατμόσφαιρα είναι γνωστά, η τοπική ατμοσφαιρική πίεση μπορεί να προσδιοριστεί με τη βοήθεια έκφραση:

\({{P}_{atm}}=Ύψος~of~atm\οξεία{o}σφαίρα\ φορές πυκνότητα~αέρα\ φορές βαρύτητα\)

Για παράδειγμα, εάν θέλετε να προσδιορίσετε την ατμοσφαιρική πίεση μιας περιοχής που βρίσκεται 9000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ατμόσφαιρα, όπου η πυκνότητα του αέρα είναι 1,3 kg/m3 και η τοπική βαρύτητα είναι 9,81 m/s2, το αποτέλεσμα θα είναι:

\({{P}_{atm}}=9000~m\φορές 1,3~{}^{kg}\!\!\diagup\!\!{}_{{{m}^{3}} }\ ;\φορές 9,81~{}^{m}\!\!\diagup\!\!{}_{{{s}^{2}}}\;\)

\({{P}_{atm}}=114777{}^{N}\!\!\diagup\!\!{}_{{{m}^{2}}}\;\)

Δηλαδή, η ατμοσφαιρική πίεση θα ήταν 114777 Pa