что такое атмосферное давление и в каких единицах оно измеряется

Что такое атмосферное давление и как оно работает?

В метеорологии атмосферное давление Это очень важно учитывать при прогнозировании и изучении поведения климата. Облака, циклоны, штормы, ветры и т. Д. Во многом они обусловлены изменением атмосферного давления.

Однако атмосферное давление не является чем-то осязаемым, чем-то, что можно увидеть невооруженным глазом, поэтому есть много людей, которые понимают концепцию, но на самом деле не знают, что это такое.

Что такое атмосферное давление?

Даже если кажется, что нет воздух тяжелый. Мы не осознаем веса воздуха, поскольку мы в нем погружены. Воздух оказывает сопротивление, когда мы ходим, бежим или едем в транспортном средстве, потому что, как и вода, это среда, через которую мы путешествуем. Плотность воды намного выше плотности воздуха, поэтому перемещение в воде обходится нам дороже.

Каким-то образом воздух действует на нас и на все остальное. Следовательно, Мы можем определить атмосферное давление как силу, оказываемую атмосферным воздухом на земную поверхность. Чем выше высота земной поверхности относительно уровня моря, тем ниже атмосферное давление.

В каких единицах измеряется атмосферное давление?

Логично думать, что если атмосферное давление обусловлено весом воздуха над определенной точкой на поверхности земли, мы должны предположить, что чем выше точка, тем ниже будет давление, поскольку количество воздуха на единицу также меньше. выше. Измеряется атмосферное давление, скорость, вес и т. Д. Он измеряется в атмосферы, миллибары или мм рт. ст. (миллиметры ртутного столба). Обычно за эталон берется атмосферное давление на уровне моря. Там он составляет 1 атмосферу, 1013 миллибар или 760 мм рт. Ст., А литр воздуха весит 1,293 грамма. Метеорологи чаще всего используют миллибары.

Как измеряется атмосферное давление?

Чтобы измерить давление жидкости, манометры. Наиболее распространенным и простым в использовании является манометр с открытой трубкой. По сути, это U-образная трубка, в которой находится жидкость. Один конец трубки находится под давлением, которое необходимо измерить, а другой находится в контакте с атмосферой.

к Измерьте атмосферное давление или воздух с помощью барометров. Есть барометры разных типов. Самый известный из них ртутный барометр, изобретенный Торричелли. Это U-образная трубка с закрытым ответвлением, в которое всасывается вакуум, так что давление в самой высокой части этого ответвления равно нулю. Таким образом можно измерить силу, действующую на столб жидкости со стороны воздуха, и измерить атмосферное давление.

Как мы уже отмечали ранее, атмосферное давление возникает из-за веса воздуха над определенной точкой земной поверхности, поэтому, чем выше эта точка, чем ниже давление, так как количество воздуха меньше. Можно сказать, что атмосферное давление с высотой падает. Например, на горе количество воздуха в самой высокой части меньше, чем на пляже, из-за разницы в высоте.

Другой, более точный пример:

За точку отсчета взят уровень моря, где атмосферное давление имеет значения 760 мм рт.. Чтобы проверить, падает ли атмосферное давление по высоте, мы идем на гору, самая высокая точка которой находится на высоте около 1.500 метров над уровнем моря. Проводим замеры и оказывается, что на этой высоте атмосферное давление 635 мм рт. С помощью этого небольшого эксперимента мы проверяем, что количество воздуха на вершине горы меньше, чем на уровне моря, и, следовательно, сила, оказываемая воздухом на поверхность и на нас, меньше.

Атмосферное давление и высота

Таким образом, мы можем сказать, что, находясь близко к уровню моря, небольшой подъем по высоте вызывает большой перепад давленияПо мере того как мы поднимаемся выше, нам нужно подниматься намного выше, чтобы испытать снижение атмосферного давления в той же степени.

Плотность воздуха на высоте

Какое давление на уровне моря?

Атмосферное давление на уровне моря составляет 760 мм рт.ст., что эквивалентно 1013 миллибар. Чем выше высота, тем ниже давление; фактически он уменьшается на 1 МБ на каждый метр, который мы поднимаемся вверх.

Как атмосферное давление влияет на наш организм?

Многие альпинисты страдают от головной боли, когда забираются слишком высоко.

Давление и атмосферная нестабильность или стабильность

Стабильность или антициклон

Когда воздух холоднее и опускается вниз, атмосферное давление увеличивается, поскольку на поверхности больше воздуха и, следовательно, он оказывает большую силу. Это вызывает атмосферная стабильность или также называемый антициклоном. Ситуация антициклон Для него характерно то, что он является зоной спокойствия без ветров, поскольку самый холодный и тяжелый воздух медленно спускается по кругу. Воздух почти незаметно вращается по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии.

Антициклон на карте атмосферного давления

Циклон или шквал

Напротив, когда горячий воздух поднимается вверх, он снижает атмосферное давление и вызывает нестабильность. Это называется циклон или шторм. Ветер всегда движется в преимущественном направлении в районы с более низким атмосферным давлением. То есть, всякий раз, когда в какой-либо области бывает шторм, ветер будет сильнее, потому что, поскольку в области меньшего давления, ветер будет идти туда.

Шквал на карте атмосферного давления

Еще один аспект, о котором следует помнить, заключается в том, что холодный и горячий воздух не смешиваются сразу из-за их плотности. Когда они находятся на поверхности, холодный воздух толкает теплый воздух вверх, вызывая падение давления и нестабильность. Затем образуется шторм, в котором область контакта горячего и холодного воздуха называется фронт.

Карты погоды и атмосферное давление

Los карты погоды их делают метеорологи. Для этого они используют информацию, которую собирают с метеостанций, самолетов, зондирующих аэростатов и искусственных спутников. На полученных картах представлена ​​атмосферная обстановка в различных странах и регионах. Показаны значения некоторых метеорологических явлений, таких как давление, ветер, дождь и т. Д.

В настоящее время нас интересуют карты погоды, на которых показано атмосферное давление. На карте давления линии равного атмосферного давления называются изобарами. То есть по мере изменения атмосферного давления на карте будет появляться больше изобарных линий. Фронты также отражаются на картах давления. Благодаря этим типам карт можно определить, какая погода и как она будет развиваться в следующие несколько часов, с очень высокой степенью надежности, вплоть до трех дней.

На этих картах области с самым высоким атмосферным давлением показывают антициклонную ситуацию, а области с наименьшим давлением показывают штормы. Горячий и холодный фронты определяются символами и предсказывают ситуацию, которая будет у нас в течение дня.

Холодные фронты

Los холодные фронты те, в которых масса холодного воздуха заменяет горячий воздух. Они сильны и могут вызывать атмосферные возмущения, такие как грозы, ливни, торнадо, сильные ветра и короткие метели до прохождения холодного фронта, сопровождаемые засушливыми условиями по мере продвижения фронта. В зависимости от времени года и его географического положения, холодные фронты могут длиться от 5 до 7 дней подряд.

Теплые фронты

Los теплые фронты те, в которых масса теплого воздуха постепенно заменяет холодный воздух. Как правило, при прохождении теплого фронта температура и влажность повышаются, давление падает, и хотя ветер меняется, это не так ярко выражено, как при прохождении холодного фронта. Осадки в виде дождя, снега или мороси обычно наблюдаются в начале поверхностного фронта, а также в виде конвективных дождей и штормов.

Обладая этими основными аспектами метеорологии, вы уже можете хорошо знать, что такое атмосферное давление и как оно работает на нашей планете. Чтобы иметь возможность хорошо знать, что метеорологи говорят нам в прогнозировании погоды, и иметь возможность анализировать и лучше понимать нашу атмосферу.

Узнайте все о барометре, приборе, с помощью которого измеряется атмосферное давление:

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Полный путь к статье: Сетевая метеорология » Метеорология » Что такое атмосферное давление и как оно работает?

Источник

Атмосферное давление

Введение

Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.

Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека.

Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:

Актуальность работы

Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.

Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.

Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.

Задачи:

Методы исследования

Область исследования: атмосферное давление

Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.

Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.

План работы

I. Теоретическая часть (сбор информации):

II. Практическая часть:

III. Заключительная часть:

История измерения атмосферного давления

Мы живем на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Все изменения, которые происходят в атмосфере, непременно оказывают влияние на человека, на его здоровье, способы жизнедеятельности, т.к. человек является неотъемлемой частью природы. Каждый из факторов, определяющих погоду: атмосферное давление, температура, влажность, содержание в воздухе озона и кислорода, радиоактивность, магнитные бури и др. оказывает прямое или косвенное воздействие на самочувствие и здоровье человека. Остановимся на атмосферном давлении.

Атмосферное давление — это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность.

В 1640 году великий герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал для этого подвести воду из ближайшего озера с использованием всасывающего насоса. Приглашенные флорентийские мастера сказали, что это невозможно, потому что воду нужно было всасывать на высоту более 32 футов (более 10 метров). А почему вода не всасывается на такую высоту, объяснить не могли. Герцог попросил разобраться великого ученого Италии Галилео Галилея. Хотя ученый уже был стар и болен и не мог заняться экспериментами, он все-таки предположил, что решение вопроса лежит в области определения веса воздуха и его давления на водную поверхность озера. За разрешение этого вопроса взялся ученик Галилея Эванджелиста Торричелли. Для проверки гипотезы своего учителя он провел свой знаменитый опыт. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнил полностью ртутью, и плотно закрыв открытый конец трубки, перевернул ее этим концом в чашку с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, часть осталась. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство. Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления – мм. рт. ст. – миллиметр ртутного столба. Наблюдая за уровнем ртути в трубке, Торричелли заметил, что уровень меняется, значит, он не является постоянным и зависит от изменения погоды. Если давление повышается, погода будет хорошей: холодной – зимой, жаркой – летом. Если давление резко понижается, значит, ожидается появление облачности и насыщение влагой воздуха. Трубка Торричелли с приставленной линейкой представляет собой первый прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. (Приложение 1)

Создавали барометры и другие ученые: Роберт Гук, Роберт Бойль, Эмиль Марриот. Водяные барометры сконструировал французский ученый Блез Паскаль и немецкий бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике. Высота такого барометра составляла более 10 метров.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами, в системе СИ – Паскалями.

Связь между погодой и атмосферным давлением

В романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» заинтересовало описание о том, как понимать показания барометра.

«Капитан Гуль, хороший метеоролог, научил его понимать показания барометра. Мы вкратце расскажем, как надо пользоваться этим замечательным прибором.

Вот общие выводы, которые можно сделать из показаний этого ценного прибора. Дик Сэнд отлично умел разбираться в предсказаниях барометра и много раз убеждался, насколько они правильны. Каждый день он советовался со своим барометром, чтобы не быть застигнутым врасплох переменой погоды.»

Я провел наблюдения за изменением погоды и атмосферным давлением. И убедился, что существует эта зависимость.

Дата

Температура, °С

Осадки,

Атмосферное давление, мм рт.ст.

Источник

Давление. Перевод единиц измерения давления. Таблица соотношения единиц давления.

Давление – важная физическая величина, часто использующаяся в автомобильной технике. Тут и самые простые случаи, например, всем известные требования к давлению в шинах и более скрытые, давление топлива, масла в двигателе и трансмиссии, многочисленные узлы гидравлики. При указании и измерении численных значений потребуется система единиц, которая различается в технических традициях разных стран и школ.

Что такое онлайн конвертер величин и как им пользоваться

Для перевода одних величин давления в другие можно использовать специально написанные скрипты (программы) с удобным пользовательским интерфейсом (пример ниже).

Калькулятор перевода давления в бар на давление в мегапаскалях, килограмм силы, фунт силы и атмосферах

1 MPa равен 9.8692 физическая атмосфера, 10.197 кгс/см², 145.04 фунт/дюйм², 10.19716 техническая атмосфера

Достаточно ввести в одно из полей формы нужное значение, как тут же во всех остальных появляются числа, рассчитанные по известным формулам перевода одних единиц в другие.

При наличии доступа в интернет переводить величины через такую онлайн-конвертацию очень удобно, не надо искать коэффициенты пересчёта, вспоминать формулы и пользоваться калькулятором.

Единицы

Для начала выясним, какие единицы измерения давления воды в водопроводе используются в настоящее время.

Атмосфера

Эта единица соответствует атмосферному давлению на уровне моря. Здесь, однако, есть небольшая тонкость: речь идет об избыточном давлении относительно атмосферного. Его значение в водопроводе в 0,2 атмосферы, показанное манометром, соответствует абсолютному значению в 1,2 атмосферы.

Полезно: вместо слова “атмосфера” часто используется равноценное понятие – кгс/см2. Физический смысл единицы – усилие, с которым масса в 1 кг при земном ускорении свободного падения будет давить на площадь в 1 см2.

Устаревшая единица измерения, заимствованная из использовавшейся до СИ системы измерений СГС. О ней достаточно знать, что бар приблизительно (с точностью около 2%) равен атмосфере. Довольно часто манометр для измерения давления воды в водопроводе имеет две шкалы – в барах и мегапаскалях.

Мегапаскаль

Паскаль соответствует одному ньютону на квадратный метр поверхности. Поскольку масса в один килограмм давит на основание с силой в 9,8 ньютонов, 1 мегапаскаль примерно соответствует 9,8 кгс/см2. Иногда это значение округляют до 10.

Напор

Под понятием напора, измеряемого в метрах, понимается высота водяного столба, соответствующая определенному избыточному давлению. Как узнать напор при известных показаниях манометра в кгс/см2? Достаточно просто умножить их на 10: одна избыточная атмосфера способно поднять водяной столб на 10 метров.

Таблица перевода некоторых единиц измерения.

Таблица перевода единиц измерения давления

Помимо конвертеров, существуют и таблицы перевода, где по вертикали выбирается одна величина, а по горизонтали другая. На пересечении строки и столбца обнаруживается искомое значение.

Ниже самые популярные переводы:

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

Таблицы могут быть двух видов:

Мультисистемные служат для определения соотношения между разными единицами измерения в любом сочетании. В этом случае таблица заполняется коэффициентами пересчёта.

Например, если выбрать строку «фунт на квадратный дюйм» (psi) и столбец «килопаскаль» (кПА), то на пересечении можно увидеть, что одному psi соответствует 6,895 кПА. Для дальнейших вычислений придётся воспользоваться операциями умножения или деления на калькуляторе.

Таблицы для выражения конкретных значений в одних единицах через другие. Обычно там числа располагаются парами, в определённом диапазоне от минимального давления до максимального, на который рассчитана данная таблица.

Результат получается с некоторой погрешностью, поскольку при выборе нужного числа приходится применять округление до ближайшего табличного значения. Чем больше в таблице пар чисел, тем точность выше. Практически высокая точность и не требуется.

Табличный метод излишне громоздок, поэтому устарел, расчёт с помощью конвертеров величин куда точнее и быстрее, а форма занимает меньше места на экране. Но при отсутствии электронных средств остаются только таблицы, они могут иметь бумажное исполнение, а считать на логарифмической линейке или в уме сейчас мало кто умеет и желает.

Давление. Перевод единиц измерения давления. Таблица соотношения единиц давления.

относится к числу распространенных измеряемых физических величин. Контроль за протеканием большинства технологических процессов в тепловой и атомной энергетике, металлургии, химии связан с
измерением давления
или разности давлений газовых и жидких сред.

Давление — широкое понятие, характеризующее нормально распределенную силу, действующую со стороны одного тела на единицу поверхности другого. Если действующая среда — жидкость или газ, то давление, характеризуя внутреннюю энергию среды, является одним из основных параметров состояния. Единица измерения давления

в системе СИ — Паскаль (Па), равный давлению, создаваемому силой в один ньютон, действующей на площадь в один квадратный метр (Н/м2). Широко применяются кратные единицы кПа и МПа. Допускается использование таких единиц, как
килограмм-сила на квадратный сантиметр
(кгс/см2) и
квадратный метр
(кгс/м2), последняя численно равна
миллиметру водяного столба
(мм вод. ст.). В таблице 1 приведены перечисленные единицы давления и соотношения между ними, перевод и соотношение единиц измерения давления. В зарубежной литературе встречаются следующие единицы измерения давления: 1 inch = 25,4 мм вод. ст., 1 psi = 0,06895 бар.

Таблица 1. Единицы измерения давления. Перевод, преобразование единиц измерения давления.

Воспроизведение единицы измерения давления с наивысшей точностью в области избыточных давлений 106…2,5 * 108 Па осуществляется первичным эталоном, включающим грузопоршневые манометры, специальный набор мер массы и установку для поддержания давления. Для воспроизведения единицы давления вне указанного диапазона от 10-8 до 4 * 105 Па и от 109 до 4 * 106, а также разности давлений до 4 * 106 Па используются специальные эталоны. Передача единицы измерения давления от эталонов рабочим средствам измерения выполняется многоступенчато. Последовательность и точность передачи единицы измерения давления к рабочим средствам с указанием способов поверки и сравнения показаний определяются общегосударственными поверочными схемами (ГОСТ 8.017-79, 8.094-73, 8.107-81, 8.187-76, 8.223-76). Поскольку на каждой ступени передачи единицы измерения погрешности возрастают в 2,5—5 раз, то соотношение между погрешностями рабочих средств измерения давления и первичного эталона составляют 1022… 103.

При измерениях различают абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление. Под абсолютным давлением

P, понимают полное давление, которое равно сумме атмосферного давления Pат и избыточного Ри:

Понятие вакуумметрического давления

вводится при измерении давления ниже атмосферного: Рв = Рат — Ра. Средства измерения, предназначенные для измерения давления и разности давлений, называются
манометрами
. Последние подразделяются на барометры, манометры избыточного давления, вакуумметры и манометры абсолютного давления в зависимости от измеряемого ими соответственно атмосферного давления, избыточного давления, вакуумметрического давления и абсолютного давлений. Манометры, предназначенные для измерения давления или разрежения в диапазоне до 40 кПа (0,4 кгс/см2), называются напоромерами и тягомерами. Тягонапоромеры имеют двустороннюю шкалу с пределами измерения до ± 20 кПа (± 0,2 кгс/см2). Дифференциальные манометры применяются для измерения разности давлений.

Какие единицы давления переводят чаще всего

При работе с автомобилями импортного производства приходится иметь дело с единицами совершенно непривычными, особенно это касается фунтов на квадратный дюйм (psi). Тут быстро сообразить в уме сколько это будет в привычных барах (bar) или атмосферах (атм) неподготовленному человеку затруднительно.

Даже если ему всё понятно с фунтом и дюймом, то с их сочетанием попадают в тупик. Приходится заглядывать в таблицы или специализированные калькуляторы. С прочими единицами ситуация не лучше.

Сколько бар в 1 МПа

Бар – единица внесистемная, но поскольку он примерно равен одной атмосфере, то сложностей не возникает, а незначительные погрешности почти всегда ни на что не влияют. Но если точно, то бар – это десять ньютон на квадратный сантиметр, то есть 0,1 мегапаскаля (МПа).

Поскольку паскаль – это один ньютон на квадратный метр, чисто системная единица в международной системе СИ. Значит в одном МПа точно 10 бар.

Сколько бар в 1 атмосфере

Строго говоря, атмосфера, как единица измерения давления, может быть технической или физической. Техническая точно равна одной килограмм-силе на квадратный сантиметр (кгс/см2), физическая чуть больше за счёт неравенства между килограмм-силой и десятком ньютон.

Разница получается из-за того, что связь между ньютоном и килограмм-силой выводится через ускорение свободного падения на уровне моря, а это не ровно 10, а примерно 9,87. То есть в 1 технической атмосфере (1 at) примерно 0,98 бар, а в физической (1 атм) – 1,013 бар. Такими ошибками всегда можно пренебречь, как и разницей между обеими атмосферными единицами.

Единицы измерения давления

Единица измерения давления в СИ- паскаль (русское обозначение: Па; международное: Pa) = Н/м2

Подробный список единиц давления:

Источник