Атмосферное давление. Урок 13

Все мы и окружающие нас вещи испытывают атмосферное давление, создаваемое невидимым и почти не ощущаемым нами воздухом. Впервые его успешно померил физик Торричелли в 1634 году.

На 1 см2 действует атмосфера весом около 1 кг. Человек не ощущает этого, так как газы, всегда имеющиеся в крови и находящиеся в полостях тела, уравновешивают внешнее воздействие.

Как заметить атмосферное давление?

Хотя молекулы газа не имеют запаха и цвета, они постоянно взаимодействуют с рецепторами нашей кожи, сдавливают со всех сторон все предметы, заполняют пустоты, а их быстрое перемещение в горизонтальном направлении, называемое ветром, может сбить нас с ног. Доказать, что атмосферное давление существует, можно при помощи простых опытов.

Опыт 1 – «Непроливайка»

В стакан налить воды до краёв. Прикрыть его листком плотной бумаги и, придерживая бумагу ладонью, быстро перевернуть стакан кверху дном. Убрать ладонь. Вода из стакана не выльется, так как на бумагу снизу давит атмосфера.

Объяснение: фраза «на нас давит столб атмосферного воздуха», иногда употребляемая, в том числе и в школьных учебниках, некорректна. Она произносится по ассоциации с силой давления, действующей со стороны твёрдого тела. Эта сила действует на тела, расположенные ниже, и не действует на тела сбоку или, тем более, сверху данного тела. Иное дело давление жидкости или газа.

По закону Паскаля давление передаётся не только в точки на дне сосуда, но также и в точки на стенках и крышке. Силы гидростатического и атмосферного давлений действуют перпендикулярно произвольно ориентированной поверхности тела, контактирующей со средой, и могут иметь любое направление.

Воздух, давящий на бумагу снизу наполненного стакана – это доказательство несостоятельности такой ассоциации. Интересно, что если стакан наполнить водой только наполовину, то оставшийся воздух будет давить с такой же силой, как и наружный, и бумага не удержит воду (и воздух) в стакане.

Опыт 2 – «Сухим из воды»

Положить на плоскую тарелку монету или металлическую пуговицу и налить воды. Монета окажется под водой. Наша задача – выловить монету голыми руками, не замочив их.

Зажгите внутри сухого стакана бумагу и, когда воздух нагреется, опрокиньте стакан на тарелку рядом с монетой так, чтобы монета не очутилась под стаканом. Ждать придётся недолго. Бумага в стакане сразу погаснет, и воздух начнёт остывать. По мере его остывания вода будет втягиваться стаканом и вскоре вся соберётся там, обнажив дно тарелки.

Объяснение: когда воздух в стакане нагрелся, он расширился, как и все нагретые тела, избыток его нового объёма вышел из стакана. Когда же оставшийся воздух начал остывать, его стало недостаточно, чтобы в холодном состоянии оказывать прежнее давление, уравновешивать наружное давление атмосферы. Теперь вода под стаканом испытывает на каждый сантиметр своей поверхности меньшее давление, чем в открытой части тарелки. Неудивительно, что она вгоняется под стакан, втискиваемая туда избытком давления наружного воздуха. Вода вдавливается воздухом!

По этой же теме посмотрите эксперимент программы «Галилео».

Циклоны и антициклоны

Крупномасштабная атмосферная циркуляция и неравномерный нагрев земной поверхности приводят к появлению циклонов и антициклонов. Циклоны – это крупные области с пониженным атмосферным давлением, а антициклоны, наоборот, с повышенным.

Циклоны обычно более подвижны и динамичны, чем антициклоны. Воздух в циклоне поднимается из нижней части атмосферы в более высокие, а поскольку он тёплый и влажный, то нередко образуются плотные облака и выпадают осадки.

В антициклонах обратная картина: воздух, наоборот, опускается, прижимается к земной поверхности. Этот воздух поступает из более высоких слоёв атмосферы, где содержание водяных паров относительно невелико. По этой и другим причинам шансы на образование дождевой облачности в антициклоне малы, а относительная и абсолютная влажность воздуха существенно ниже, чем в циклоне.

Таким образом, барометрическое давление – это одна из основных характеристик атмосферы. От неё зависит погода, климат и наше самочувствие. Барометрическое давление – это то же самое, что и атмосферное давление. Однако сейчас данный термин употребляется редко.

Почему мы не чувствуем атмосферное давление?

Зная, что 1 м3 воздуха при температуре 0° на уровне моря весит 1,3 кг, легко подсчитать, что на крышу дома, имеющую площадь, например 100 м², атмосфера давит с силой 107 Н, что соответствует весу тела массой 1000 т. Однако крыша дома не проваливается.

Площадь спины лежащего на пляже человека заведомо больше 0,2 м2; следовательно, атмосфера давит на спину человека с силой, большей чем 20 000 Н, что соответствует камешку массой 2 т. Однако человек вообще не ощущает никакого давления сверху.

Опыт «Сухим из воды» демонстрирует нам ещё и доказательство внутреннего давления, уравновешивающего наружное давление атмосферы.

Мы не чувствуем давления воздуха, потому что давление атмосферы равномерно распределяется со всех сторон и потому что внутри нас есть такое же давление воздуха и жидкости, а адаптационные способности организма постоянно уравновешивают внутреннее давление, подстраивая его под изменение атмосферного. Но адаптации проходят только в небольшом интервале.

Если люди живут длительное время на большой высоте, то их организм приспосабливается как к меньшему количеству кислорода, так и к более низкому давлению. Самые высокогорные поселения мира:

Ла-Ринконада (Перу) – 5100 м;
Эль-Альто (Боливия) – 4150 м;
Потоси (Боливия) – 4090 м;
Лхаса (Т ибет) – 3650 м;
Намче-базар (Непал) – 3450 м;
в России это Куруш (Дагестан) – 2600 м.

Посёлок золотоискателей Ла Ринконада-Ананея, 5100 м. Автор: IJISCAY
А вот рыбы, живущие на глубине океана, привыкли к более высокому давлению, и быстро перестроиться их организм не способен. Их тело адаптировалось к нему, и внутреннее давление его намного выше 1 атм. Поэтому когда их достают из глубины, они взрываются из-за высокого внутреннего давления. То же произошло бы и с человеком в безвоздушном пространстве (в космосе).

Фильм по теме «Атмосферное давление и самочувствие человека».

Из истории открытия знаний о весе, давлении воздуха и изобретении барометра

О том, как измерить атмосферное давление, догадался итальянский математик и физик, выпускник иезуитского колледжа Э. Торричелли. Вместе с В. Вивиани – юным учеником Галилея – он провёл опыты по его измерению. Торричелли тоже был одним из последних учеников Галилея, и основываясь на его догадках доказал, что воздух имеет вес и оказывает давление.

Эванжелиста Торричелли и его барометр. Автор: Saperaud~commonswiki

Торричелли впервые открыто выступил против догм Аристотеля. Рассуждая о насосе, он заявил, что

«прежде всего вода поднимается вслед за поршнем вовсе не потому, что «природа боится пустоты», просто воду гонит в насос давление, которое оказывает воздух на поверхность реки. В трубе же насоса, под поршнем, воздуха нет, поэтому вода входит в неё до тех пор, пока вес водяного столба в трубе насоса не уравновесит наружное давление воздуха».

Но доказал он это немного позже. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 г. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Её наполняли ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не выливалась раньше времени), перевернув, опускали в широкую чашку со ртутью.

Часть ртути из трубки выливалась, и в её верхней части образовывался вакуум (первая настоящая пустота, обнаруженная на Земле – Торричеллиева пустота). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать её от уровня ртути в чашке). Воздух давил на ртуть чашки и не давал вылиться из трубки.

Учёный также догадался, что давление атмосферы связано с изменением погоды. Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли заметил, что атмосферное давление непостоянно и зависит от «теплоты или холода». Столбик в трубке то опускался, то поднимался, указывая на нужное деление шкалы. Вот почему в качестве одной из единиц давления взят миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Тяжесть по-гречески «барос», и прибор Торричелли стали называть барометром.

Принцип действия барометра Торричелли

О давлении и весе воздуха почти одновременно с Торричелли догадался и другой известный учёный того времени – Декарт. Он объяснил, почему из продырявленного на дне флакона при закрытой крышке духи не вытекают, а при открытой вытекают, именно разностью в давлении воздуха на разные площади поверхности. Когда крышка флакона закрыта, поверхностное натяжение воды на небольшом отверстии способно удерживать жидкость во флаконе. При открытой крышке оно преодолевается силой давления воздуха и духи начинают вытекать. Декарт выдвинул гипотезу, что с высотой воздух становится реже, а значит, должно уменьшаться и его давление.

Уже после опытов Торричелли Декарт поручил талантливому французскому математику и физику Блезу Паскалю проверить его догадку – верно ли, что давление с высотой убывает. Для этого он должен был подняться в горы с трубкой Торричелли. Опустившийся вниз столбик ртути на высоте горы Пюи де Дом подтвердили гипотезы Торричелли и Декарта.

Паскаль сделал вывод:

«законы давления жидкостей, известные ещё со времён славного Архимеда и развитые голландцем Симеоном Стевином, во многом справедливы и для воздуха».

Давление воздуха не замечается человеком, потому что по законам давления в жидкостях и газах оно направлено и в стороны, и вниз.

Метеозависимость что делать?

Движение ртути более чем на одно деление за 3 часа – повод для стресса у крепкого организма здорового человека. Такие колебания чувствует каждый из нас в виде головной боли, сонливости, усталости. Более трети людей страдает от метеозависимости в разной степени тяжести. В зоне высокой чувствительности население с заболеваниями сердечно-сосудистой, нервной и дыхательной системы, пожилые люди. Как помочь себе, если близится опасный циклон?

Прочтите также: Почему у мужчин кровь в моче?

15 способов пережить метеоциклон

Здесь собрано не так много новых советов. Считается, что в совокупности они облегчают страдания и учат правильному образу жизни при метеоуязвимости:

Регулярно ходите к врачу. Консультируйтесь, обсуждайте, спрашивайте совета на случай ухудшения самочувствия. Имейте всегда под рукой прописанные препараты.
Купите барометр. Продуктивнее отслеживать погоду по движению ртутного столба, а не боли в колене. Так вы сумеете предвидеть надвигающийся циклон.
Следите за прогнозом погоды. Предупрежден – значит вооружен.
Накануне перемены погоды высыпайтесь и ложитесь раньше обычного.
Налаживайте режим сна. Обеспечьте себе полноценный 8-часовой сон, подъем и засыпание в одно время. Это оказывает мощный восстановляющий эффект.
График питания равносильно важен. Следите за сбалансированным рационом. Калий, магний и кальций – обязательные минералы. Запрет на переедание.
Пейте витамины курсом весной и осенью.
Свежий воздух, прогулки на улице – легкие и регулярные нагрузки укрепляют сердце.
Не перенапрягайтесь. Отложить бытовые дела не так опасно, как обессилить организм перед циклоном.
Копите благоприятные эмоции. Угнетенный эмоциональный фон подпитывает болезнь, потому улыбайтесь чаще.
Одежда из синтетических ниток и меха вредна статическим током.
Храните народные способы снятия симптомов списком на видном месте. Рецепт травяного чая или компресса трудно вспомнить, когда ломит виски.
Работники офисов в высотных зданиях страдают от перемены погоды чаще. Берите отгул по возможности, а лучше меняйте работу.
Длительный циклон – дискомфорт на несколько дней. Есть возможность уехать в спокойный регион? Вперед.
Профилактика минимум за день до циклона готовит и укрепляет организм. Не сдавайтесь!

Не забывайте принимать витамины для укрепления здоровья

Атмосферное давление – это явление, которое абсолютно не зависит от человека. Более того, наше тело подчиняется ему. Какое должно быть оптимальное давление для человека определяет регион жительства. Особо поддаются метеозависимости люди с хроническими заболеваниями.

Как измеряют атмосферное давление?

Барометр Торричелли используют до сих пор. Этот простой прибор помогает определить примерную высоту над уровнем моря. Альпинисты берут его с собой высоко в горы. Барометр – обязательный прибор кабины каждого летательного аппарата, будь то самолёт или спутник Земли. В наши дни его «братья» спускаются и на дно морей. Из высотомеров они превратились в глубиномеры.

За три с лишним века барометры изменились: стали автоматическими, самозаписывающими, научились управлять другими механизмами.

Ртутный барометр измеряет атмосферное давление с наибольшей точностью

Старые ртутные барометры. Автор: GianniG46
На метеорологических станциях давление атмосферного воздуха измеряют всё те же ртутные барометры, так как они обладают наибольшей точностью. Они работают по тому же принципу, что и изобретение Торричелли.

При измерении величины давления вводят поправки на температуру, так как при повышении температур, ртуть и шкала барометра расширяются. На практике пользуются готовой таблицей поправок, которая сразу же даёт нужную величину.

Мембранные барометры

Для измерения атмосферного давления применяют также мембранные манометры. Простейший мембранный манометр показан схематически на рис 1.

Рис. 1. Мембранный барометр

Тонкая упругая пластинка-мембрана 1 герметически закрывает коробку 2, из которой откачана часть воздуха. С мембраной соединён указатель 3, поворачивающийся около О на угол, зависящий от степени прогиба мембраны, которая в свою очередь зависит от разности измеряемой силы давления воздуха вне коробки и внутри коробки.

Такие манометры называют барометрами-анероидами. Их градуируют и выверяют по ртутному барометру. Они менее точны, зато более удобны в обращении, поскольку не содержат ртути. При определении давления анероидом вносятся три поправки (на шкалу, на температуру и дополнительная на прибор), указанные в сертификате прибора. Анероид может давать надежные показания только в том случае, если он время от времени подвергается тщательной проверке.

Барометр-анероид. Изображение Wolfgang Eckert с сайта Pixabay

Анероид может быть градуирован непосредственно на высоту атмосферы. Такие анероиды называют альтиметрами; или высотомерами, они используются в авиалайнерах и позволяют пилоту контролировать высоту полёта.

Высотомер Булова Б-11, с самолёта-истребителя. Автор: Дозиметр

Для непрерывной регистрации изменения атмосферного давления применяется самопишущий прибор — барограф . Приёмной частью барографа является несколько соединённых между собой малых анероидных коробок.

Другие приборы

Гипсотермометр

(
гипсометр
,
термобарометр
,
баротермометр
) — прибор для измерения атмосферного давления по температуре кипящей жидкости (обычно воды). Он более точен, чем анероид.

Состоит из кипятильника и термометра со шкалой, разделённой на 0°,01. Этот прибор обычно применяется в экспедиционных условиях для барометрического нивелирования.

Штормгласс – это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–1836 гг. Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Весной и осенью резкое падение показателей барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предупреждает о грозе. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождём. Напротив, повышение ртутного столба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.

Экология СПРАВОЧНИК

БАРОМЕТРИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. Устарелый синоним атмосферного давления.[ …]

Барометрическое давление составляется из суммы частичных давлений сухого воздуха и водяного пара, содержащегося в воздухе. Эти частичные давления носят название парциальных.[ …]

Барометрическое давление, по-видимому, не является лимитирующим фактором непосредственного действия, хотя некоторые животные, несомненно, реагируют на его изменения; однако барометрическое давление имеет прямое отношение к погоде и климату, которые оказывают непосредственное лимитирующее воздействие на организмы. В океане гидростатическое давление играет большую роль, так как его градиент от поверхности до дна огромен. С погружением в воду на каждые 10 м давление повышается на 1 атм.[ …]

Давление воды обычно измеряют с помощью манометра Бурдона (рис. 4.2, в). Полую металлическую трубку эллиптического поперечного сечения изгибают по дуге окружности, а к ее концу с помощью соответствующего приспособления прикрепляют стрелку. По мере того как давление внутри трубки увеличивается, эллиптическое поперечное сечение стремится приобрести круговое очертание, и свободный конец трубки движется вверх. Шкала манометра может быть проградуирована в кПа. С помощью манометров измеряют давление относительно атмосферного давления. Атмосферное, или барометрическое, давление обусловлено притяжением к Земле находящейся над ней большой массы воздуха. При стандартных атмосферных условиях барометрическое давление на уровне моря составляет 101,3 кПа. Если измеряемое давление больше атмосферного, то получаемую относительную величину иногда называют избыточным давлением. Если измеряемое давление меньше атмосферного, его называют вакуумом. Абсолютное давление — термин, применяемый для обозначения давления, включающего в себя атмосферное давление, т. е. это давление относительно нулевого уровня.[ …]

Синоним: давление воздуха. Устарелый синоним: барометрическое давление.[ …]

Определяют барометрическое давление, величина которого при отсутствии лабораторного барометра может быть получена в ближайшей метеорологической станции. Вначале испытания отмечают температуру испытуемого продукта.[ …]

Поправку на барометрическое давление следует делать в ■спорных случаях или если значение барометрического давления больше чем на 13 мм отклоняется от нормального давления 760 мм рт. ст.; в величину температуры вспышки в этом случае необходимо вносить поправки в соответствии с табл. 2.[ …]

В технике в качестве единицы барометрического давления принята техническая атмосфера, равная давлению 1 кГ на 1 см2 или весу столба ртути высотой 736 мм или же воды высотой 10000 мм.[ …]

Аналогичные явления происходят при изменении барометрического давления.[ …]

До сих пор мы рассматривали содержание газов в воде при барометрическом давлении в 760 мм, но с изменением давления меняется и содержание газов, а именно при уменьшении давления газы выделяются водой-и, наоборот, при увеличении вода поглощает газы.. Поэтому газосодержание может изменяться в течение короткого периода и особенно заметно перед грозами, на что и реагируют рыбы (угорь), а вьюн служит даже показателем наступающих гроз; с другой стороны, делается понятным, почему водоемы, лежащие на высотах, содержат менее газа, чем лежащие в низменностях. Но влияние давления далеко не столь значительно, как влияние температуры, Тем не менее это влияние сильно обнаруживается на глубинах, что понятно, приняв в соображение, что каждые десять метров глубины в пресной воде увеличивают давление на 0,97 атмосферы, и стало быть газосодержание может быть определено через помножение объема газа верхнего, слоя воды на число-декаметров глубины. Таким образом на глубине 1000 и более метров сбьем газа мог бы быть громадным; но в действительности этого не бывает по той причине, что тогда как верхний слой воды насыщается воздухом непосредственно из атмосферы, нижние слои воды получают его из верхних слоев путем диффузии. Но так как это может быть только при перенасыщении верхних слоев, а при минусе против нормы происходит обратная диффузия, то нижние слои большего количества воздуха, чем верхние, вследствие диффузия иметь не могут. Кроме того снабжение нижних слоев воздухом происходит вследствие вертикальной циркуляции воды, обусловленной пониже нием температуры поверхностного слоя, и так как ниспадающая вследствие своей тяжести вода более низкой температуры, то нижние слои в этом случае должны быть богаче воздухом, а при продолжающемся охлаждении верхних слоев в течение глубокой осени и зимы, наоборот, верхние слои богаче.[ …]

У2о= К, 293РД273+[ …]

В таблице приведены значения абсолютной влажности q, г/м3, при барометрическом давлении 101 325 Па, или 760 мм рт. ст., и точке росы т, °С.[ …]

Так как пробы воздуха для анализа отбираются при разных температурах и барометрическом давлении, то необходимо взятый объем воздуха привести к нормальным условиям (0° С и 760 мм рт. ст.).[ …]

Включают магнитную мешалку и регистрируют время начала опыта. Одновременно отмечают барометрическое давление. По мере потребления кислорода смесью сточной жидкости с активным илом в респирацианмой колбе создается отрицательное давление, регистрируемое манометром 2. При достижении разницы в уровнях манометрической жидкости 20—30 мм добавляют кислород из кислородной бюретки. Для этого отмечают показание кислородной бюретки, открывают кран 18 и регулированием положения стаканчика со ртутью 22 добавляют кислород в респирационную колбу до сведения разницы в уровнях манометра 2 к 0. Добавление кислорода производится при работающей магнитной мешалке. После этого закрывают кран 18 и записывают новое показание бюретки. По разнице показаний кислородной бюретки судят о количестве добавленного кислорода.[ …]

Однако иное дело — высота выше 3300 м над уровнем моря. На этих высотах наблюдается низкое барометрическое давление и, как следствие, низкое парциальное давление вдыхаемых и выдыхаемых газов, большой перепад дневных и ночных температур, повышенные солнечная радиация и плотность высокоэнергетических тяжелых частиц в атмосфере. В организме человека происходят существенные изменения: падает в артериальной крови парциальное давление газов, в особенности кислорода, изменяется кислород-транспортная функция крови.[ …]

Вакуумметрическая высота всасывания Нв представляет собой максимальную разность меэду барометрическим давлением и давлением во всасывающем трубопроводе.[ …]

ДЕКОМПРЕССИЙ ННЫЕ РАССТРОЙСТВА — патологические явления, возникающие при быстром изменении барометрического давления и характеризуемые величиной перепада, временем, скоростью и его кратностью. См. также декомпрессия, декомпрессия взрывная, барокавепатия.[ …]

БАРОКАМЕРА — герметически закрывающаяся воздухонепроницаемая камера для искусственного изменения барометрического давления.[ …]

Значительные изменения в животном организме могут происходить под влиянием повышения или понижения барометрического давления. Известно, что с повышением местности над уровнем моря по мере падения барометрического давления (в результате разрежения воздуха) наряду с учащенным дыханием и сердцебиением в крови животных увеличивается число эритроцитов и содержание гемоглобина. Так, по данным И. А. Полякова и Е. Ф. Борщевской, курдючные овцы высокогорных районов Алма-Атинской области по сравнению с такими же овцами, но разводимыми в пустынях, отличались более развитыми сердцем (на 18%), легкими (на 25%), почками, печенью и менее развитой кожей. Приспособительные изменения животных, обитающих в высокогорных районах, выражаются и в повышении тех показателей красной крови, с которыми связано поступление в организм необходимого количества кисло- , рода (см. табл. 91). Однако при значительном понижении атмосферного давления и резком недостатке кислорода приспособительные изменения в кровообращении и дыхании становятся малодейственными; в силу накопления в организме продуктов неполного сгорания у животных развивается горная болезнь, принимающая иногда тяжелые формы со смертельным исходом.[ …]

Человек живет в условиях меняющейся окружающей среды: колебаний температуры, влажности, барометрического давления и т. п. Однако внутренняя среда человека, и в первую очередь температура тела, сохраняет свое постоянство. Схематически нашу реакцию на внешнее воздействие можно представить в виде последовательного ответа с трех ступеней. Первая ступень — это гены, носители унаследованных нами от родителей физиологических и психических признаков. Химические посланцы — гормоны — вторая ступень, они управляют клетками. Но в эти действия вмешивается третья ступень — мозг. Он перерабатывает информацию, поступающую из окружающей среды, и корректирует влияние гормональной системы.[ …]

Кроме того, плотность воздуха изменяется обратно пропорционально абсолютной температуре и прямо пропорционально барометрическому давлению. Таким образом, для одного и того же объема сопротивление и мощность пропорциональны плотности воздуха.[ …]

Газообмен между почвой и атмосферой обусловлен диффузией газов, изменением температуры почвы в течение суток, изменением барометрического давления, вытеснением воздуха из почвы при выпадении осадков или при орошении, а также ветром. Значение этих явлений неоднозначно. Одни исследователи считают главным постоянно действующим фактором газообмена диффузию газов (Роммель), другие — изменение температуры почвы в течение суток — «дыхание» почвы (А. Г. Дояренко). Однако в почве одновременно с диффузией происходит и воздухообмен.[ …]

Температурный напор определялся как разность между температурой сплошной среды и температурой кипения агента при данном барометрическом давлении. Как следует из расчетных и экспериментальных данных, влиянием гидростатического столба жидкости, изменяющегося в процессе всплывания пузырька от 0,3 до 0,0 м, на температуру кипения агента, а следовательно, и на температурный напор при АТ > 3° С можно пренебречь. При АТ, близком к нулю, это влияние существенно и может привести к явно ошибочному результату — увеличению коэффициента теплопередачи при уменьшении АТ.[ …]

ИЗОЛИНИИ [отгр. isos — равный] — линии равных значений к.-л. величины на географической карте или схеме: скорости ветра — изоанемоны; барометрического давления — изобары; подводных контуров глубины — изобаты; солености — изогалины; количества осадков — изогиеты; температуры — изотермы и т. д. ИЗОЛИРОВАНИЕ ОТХОДОВ — хранение отходов таким образом, чтобы эффективно предотвратить их утечку в окруэ/сающую среду или допустить эту утечку в приемлемой степени.[ …]

Отклонения действительной концентрации кислорода от равновесной вызываются: а) физическими влияниями, например резким изменением барометрического давления, изменением температуры воды, аэрацией воды в плотинах; б) физико-химическими и химическими влияниями, например, поглощением кислорода при электрокоррозии металлов и потреблением его на химическое окисление веществ, содержащихся в воде или соприкасающихся с ней; в) биохимическими влияниями, которые в естественных условиях преобладают, как, например, потреблением кислорода при аэробном микробиальном разложении органических веществ или, наоборот, выделением кислорода при поглощении СОг организмами.[ …]

Основной причиной проникновения воздуха через ограждающие конструкции является конвективный газообмен, возникающий из-за разницы давлений внутри и снаружи камеры. Это обусловлено включением и выключением холодильного оборудования, при котором хранящаяся в камере продукция то охлаждается, то нагревается, а также изменением барометрического давления наружной атмосферы, величины солнечной радиации и т. д. Параллельно конвективному в камерах идет и диффузионный газообмен, вызываемый разницей парциальных давлений отдельных газов внутри и вне камеры. По интенсивности конвективный газообмен в 5—10 раз выше диффузионного. Чем ниже степень герметичности, тем труднее создать газовую среду нужного состава особенно биологическим путем. Необходимо при этом учитывать следующее: если произошла разгерметизация камеры после 3—4 мес хранения плодоовощной продукции, то в дальнейшем, даже при надлежащей газоизоляции помещения, нельзя создать в нем нужного состава газовой среды биологическим путем, поскольку к этому времени плоды и овощи имеют минимальную интенсивность дыхания.[ …]

Для нормального функционирования биологической системы нужны вполне определенные параметры внешней среды: влажность, температура, барометрическое давление (это известно давно), а также характеристики магнитного поля (это стало ясным недавно). Отклонения параметров среды, в частности магнитной индукции (или напряженности), от средних значений, к которым в процессе эволюции приспособился данный биологический вид, приводит к нарушению биологических процессов.[ …]

Усиление естественной вентиляции при наличии соединений канализационной сети с атмосферой вызывается ветром, движением сточной воды, изменениями барометрического давления и наполнения труб.[ …]

Если человек находится на высоте выше 5000 м над уровнем моря, он чувствует себя нездоровым, а постоянно жить на такой высоте не может. Таким образом, высота более 5500 м и барометрическое давление 500—370 мм рт. ст. являются лимитирующими факторами.[ …]

Для опытов использовались рыхлые ватные фильтры толщиной 24 см, что полностью гарантировало поглощение всех легких, тяжелых и сверхтяжелых аэроиопов и в то же время заметно не уменьшало барометрического давления в опытной камере при данной скорости движения воздуха.[ …]

Важным новым достоинством конструкции многоцелевого прибора является разработка оптической корректирующей серво-системы, которая позволила исключить тщательный контроль температуры и барометрического давления в лаборатории. Такая серво-система основана на непрерывном контроле положения ртутной лини» с помощью фотоумножителя, серво-усилителя и серво-мотора, управляющего отклоняющей пластинкой на входной щели [50]. За исключением нескольких моментов экспозиции серво-система непрерывно управляет пластинкой и корректирует такие маленькие изменения в положении выходной щели, как одна сотая ее ширины. Блок электронного считывания данных в таком приборе управляет стандартным телетайпом с печатным аппаратом и плотно соединен с компьютером. Имеется специальный блок логарифмического считывания данных; он идеально подходит для ЭС, а также обеспечивает регулировку диапазона и одноточечную стандартизацию для максимальной правильности.[ …]

Процессы обмена почвенного воздуха с атмосферным называют аэрацией или газообменом. Газообмен осуществляется через систему воздухоносных пор почвы, сообщающихся между собой и с атмосферой. Газообмен обусловлен несколькими факторами: диффузией, изменением температуры почвы и барометрического давления, изменением количества влаги в почве под давлением осадков, орошением, испарением, влиянием ветра, изменением уровня грунтовых вод или верховодки.[ …]

Исходные данные. Диаметр аппарата 1,4 м. Состав жидкости в аппарате, % (мае.): вода — 40, бензол — 30 и дихлорэтан — 30. Наружная среда — воздух с примесью аммиака. Влажность воздуха ф = 50 %. Концентрация аммиака в воздухе CNHj = 10 мг/м3. Температура жидкости t = 40 °С. Тепло к аппарату не подводится. Барометрическое давление наружной среды В = = 101 325 Па. Температура наружной среды t = 16 °С.[ …]

Согласно ГОСТ 12.1.014—84, относительная погрешность измерения концентрации вредных веществ в воздухе индикаторными трубками не должна превышать ±35% в интервале от 0,5 до 2,0 ПДК и ±25% при концентрациях выше 2 ПДК при климатических условиях: температура окружающей среды от 15 до 30 °С; относительная влажность от 30 до 80%; барометрическое давление от 90 до 104 кПа (675—780 мм рт. ст.). Допускается в интервале от 0,5 до 1,0 ПДК увеличение погрешности до ±60%, что должно быть указано в соответствующей нормативно-техничес-кой документации на индикаторные трубки. Это связано с тем, что в СССР на ряд веществ установлены более низкие по сравнению с зарубежными предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, и более высокие метрологические характеристики индикаторных трубок для контроля 0,5 ПДК широкой номенклатуры вредных веществ не всегда могут быть достигнуты.[ …]

Для проверки «0» шкалы термометр погружают на 15 минут в воронку, наполненную толченым льдом. Для проверки деления 100° шкалы термометры помещают в пары кипящей дестиллированной воды так, чтобы от ее поверхности до резервуара было 2 ом. При этом необходимо вносить ¡попра»ку, так как точка кипения воды с увеличением барометрического давления повышается. Поправка делается по формуле Реньо: 100—0,037 (760 — В), где 0,037 — эмпирический коэфициент, В — барометрическое давление в момент проверки.[ …]

С развитием учения об электричестве вообще и об атмосферном электричестве в частности, с установлением методов изучения и изобретением способов измерения основных факторов атмосферного электричества ни у кого не оставалось сомнений в том, что атмосфера влияет на живые организмы не только своей температурой, влажностью, барометрическим давлением и другими метеорологическими или аэродинамическими факторами, но и своим электричеством — электрическим полем и электрическими зарядами.[ …]

Воздух 36 ООО кг/ч с начальными параметрами = 30° С; ¡х = = 15,75 ккал/кг; (pt = 50% обрабатывается в типовой камере орошения типа КТ30 с поперечным сечением 3,34 м3. Барометрическое давление 730 мм рт. ст. Определить конечные параметры воздуха и воды, количество полного и явного тепла.[ …]

Технические данные анализатора ЭГ-152-003 следующие. Диапазон измерений 0—10 мг/л Ог. Основная погрешность показаний 6% от диапазона измерения. Эта погрешность обеспечивается при следующих условиях: температура исследуемой воды 20 ± 0,2° С, солесодержание не более 0,1 г/л; pH = 7 т- 8; скорость течения воды в месте установки датчика не менее 0,6 м/сек; температура воздуха 20 ±2° С; относительная влажность 55 ±25%; барометрическое давление 760 ± 25 мм рт. ст.; напряжение питания 220 ± 2% в; потребляемая мощность 150 s.[ …]

В правилах, регулирующих деятельность большинства промышленных фирм во Франции, содержатся пункты, строго запрещающие выброс в атмосферу густого дыма, паров, пыли, токсических или корродирующих газов, которые могут нанести ущерб здоровью населения и его безопасности, сельскому хозяйству, общественным памятникам и произведениям искусства. Существует закон от апреля 1932 г., который направлен на сокращение выбросов вредных промышленных газов. Эти правила не формулируют с достаточной точностью вопрос о той степени загрязнения атмосферного воздуха, которая является вредной. Только в департаменте Сены существуют правила, регулирующие вопросы сжигания в топках промышленных предприятий угля и нефти. Согласно этим правилам, во время нормальной работы печей густота дыма не должна превышать № 1 по шкале Рингельмана, а при шуровке котлов выброс дыма большей густоты разрешается в течение периода, не превышающего 5% общего времени работы печи. Дымовые газы не должны содержать более 1 % (по объему) окиси углерода и более 2% 502. Концентрация пыли в отходящих газах не должна превышать 1,5 г/м3 при температуре 0° и барометрическом давлении 760 мм рт. ст., а абсолютный выброс — более 300 кг/час. Промышленные трубы должны иметь достаточную высоту, чтобы обеспечивать удовлетворительную степень разведения и рассеивания газов и пыли в атмосфере. На основе этих правил не было достигнуто удовлетворительных результатов, что побудило правительство заняться изучением проблемы загрязнения атмосферного воздуха.[ …]

Закономерности в изменении атмосферного давления и способ использования этих знаний

Почти вся масса атмосферы Земли сосредоточена в слое высотой примерно до 50 км. По достижении высоты 50 км ускорение свободного падения уменьшается всего лишь на 1,5% по сравнению с ускорением на уровне моря; поэтому можно принять, что в пределах всего 50-километрового слоя атмосферы ускорение свободного падения остается равным g = 9,8 м/с2.

Представляя атмосферный воздух в виде сплошной среды, мы, конечно, не должны забывать, что в действительности это газ. Давление — статистическая величина, выражаемая через усреднённый по многим молекулам квадрат скорости их хаотического движения. Сила давления на любую реальную или мысленно выделенную площадку в газе обусловлена хаотической бомбардировкой этой площадки множеством молекул.

Давление понижается с высотой и повышается при спуске в глубокие шахты. Причина – в разрежении воздуха (уменьшении плотности) с подъёмом и уплотнении со спуском, ведь он притягивается землёй и около неё сосредоточена основная его масса. В нижней тропосфере давление с высотой уменьшается примерно на 1 мм на каждые 10,5 м. Это позволяет с помощью барометра-высотомера определять высоту места.

Как изменяется атмосферное давление с высотой?

На самом деле эта закономерность соблюдается только до высоты в 1 км. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называется барической ступенью. Барическая ступень на высоте от 0 до 1 км составляет 10,5 м, от 1 до 2 км – 11,9 м, на высоте 2-3 км барическая ступень равна 13,5 км. Величина барической ступени зависит от температуры. В тёплом воздухе она больше. Более точно барометрическая формула описана тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/

На практике же часто пользуются особыми таблицами, которые позволяют более или менее приблизительно получать данные о высотах. Но для решения задач, не требующих высокой точности, можно пользоваться и средним значением. Можно оценить давление по разности высот, высчитать высоту по разности давления.

Задача 1

Альпинисты поднимаются на гору, высота которой 5100 м. У подножия горы давление составляет 720 мм рт. ст. Какое давление будет на вершине?

Решение:

При подъёме на 10,5 м давление снижается на 1 мм рт. ст.

1) Узнаем, на сколько мм. рт. ст. снизится давление при подъёме на эту гору. 5100:10,5=486 (на 486 мм рт. ст.)

2) Узнаем, каким будет давление на вершине. 720-486=234 (мм рт. ст.)

Ответ: На вершине будет давление в 234 мм рт. ст.

Задача 2

Определите, на какой высоте летит самолёт, если за бортом давление 450 мм рт. ст., а у поверхности Земли 750 мм рт. ст.

1) Определяем разность в давлении. 750-450=300 мм рт. ст. – столько раз по 10,5 метров поднялся самолёт.

2) Узнаем, на сколько метров поднялся самолёт. 10,5 Х 300 = 3150 (м)

Ответ: самолёт на высоте 3150 м.

Задача 3

У подножия холма барометр показывает давление – 761 мм рт. ст., а на вершине – 761 мм рт. ст. Чему равна высота холма?

Задача решается по тому же принципу, что и предыдущая.

1) 761-750=11 (мм рт. ст.)

2) 11 Х 10,5 = 115,5 (м)

Ответ: высота холма равна 115,5 м.

Влияние давления и высоты на газовый состав воздуха

Действие барометрического давления не ограничивается влиянием на самочувствие человека. С уменьшением атмосферного давления на высотах меняется и газовый состав атмосферы. Прежде всего, понижается процентная доля водяного пара, что связано с его вымораживанием и конденсацией. Любые газы, которые тяжелее воздуха (например, углекислый газ), с набором высоты уменьшаются быстрее, чем более лёгкие (например, метан). Это может сказываться на характере парникового эффекта атмосферы на разных высотах, который с высотой быстро уменьшается, в связи с сокращением содержания водяного пара. Так как метан в большей степени проникает в высокие слои атмосферы, характер вызываемого им парникового эффекта и воздействие на климат будут не совсем такими, как у углекислого газа.

Атмосферное давление постоянно изменяется

Плотность воздуха зависит от температуры, температура же и является главной причиной изменения давления воздуха. Давление тёплого воздуха меньше, чем холодного. Это объясняется тем, что при нагревании воздух, как и все предметы, расширяется, его объём увеличивается и он перетекает в верхние слои на место менее нагретого воздуха, что приводит к уменьшению давления около земной поверхности.

На климатических и синоптических картах точки с одинаковыми показателями давления, приведённые к уровню моря, соединяют изолиниями, называемыми изобарами. Изобары бывают замкнутыми и незамкнутыми. Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре (Н) называется барическим минимумом, или циклоном. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре (В) называется барическим максимумом, или антициклоном. Незамкнутые системы изобар – барический гребень, ложбина и седловина.

Все барические области делят на две группы: постоянные и сезонные (сохраняют характерные особенности давлений в течение определенного периода года).

Пояса давления на Земле

Давление на Земле распределяется зонально. В обобщённом виде эту зональность представляют в виде поясов:

на экваторе расположен пояс низкого давления – экваториальная депрессия;
к югу и северу от экватора до 30-40° широты – пояс повышенного давления;
на 60-70° с. и ю. ш. – пояса пониженного давления;
приполярные районы – пониженное давление.

Пояса атмосферного давления на Земле
На самом деле реальная картина распределения давления на поверхности земли гораздо сложнее.

Постоянные барические области

Постоянным остаётся экваториальный пояс пониженного давления, только смещая ось вслед за Солнцем. В июле она перемещается в Северное полушарие на 15-20° с. ш., в декабре – в Южное, на 5° ю. ш. Зимой над океаном и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления. Летом повышенное давление сохраняется над океанами, а над сушей образуется термическая депрессия и понижение давления. Постоянны и барические максимумы Антарктиды и Гренландии.

Над незамерзающими океанами и тёплыми течениями умеренной зоны и зимой и летом ярко выражены барические минимумы:

Исландский;
Алеутский.

Сезонные барические области

30-40° широты

Только зимой тут действительно наблюдается пояс высокого давления. Летом над материком оно становится низким, а над океанами, прогревающимися медленно, давление остаётся высоким и даже повышается. Другими словами барические максимумы в течение всего года здесь сохраняются только над океанами:

Северо-Атлантический;
Северо-Тихоокеанский;
Южно-Атлантический;
Южно-тихоокеанский;
Южно-Индийский.

Умеренные и субполярные

В умеренных и субполярных широтах северного полушария, где чередуются океаны и материки, давление над сушей и водой различное, особенно зимой. Над сушей летом – минимум, а зимой – максимум. Летом же во всём поясе давление пониженное. Зимой над охлаждёнными материками давление высокое, здесь возникают сезонные барические максимумы:

Азиатский, с центром над Монголией;
Северо-Американский (Канадский).

Суточное колебание давления атмосферы

Наблюдается и суточное колебание давления. Ночью наблюдается один максимум, а днём – один минимум. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня.

Изменение давления в течение суток связано с температурой воздуха и зависит от её изменений. Годовые изменения зависят от нагревания материков и океанов в летний период и их охлаждения в зимнее время. Летом область пониженного давления создается на суше, а область повышенного давления над океаном.

Минимальная величина атмосферного давления – 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. Максимальное давление в России зарегистрировано в Красноярском крае в 1968 г – 870 мм рт. ст.

Все барические системы оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат на значительных территориях. О вызываемых ими ветрах мы поговорим в следующий раз.

Как давление оказывает влияние на человека

Организм человека состоит в большей степени из жидкостей, а также из газов и их смесей. Такое сочетание успешно сопротивляется давлению воздуха. В сосудах человека создается собственное давление, сила которого поддается влиянию внешних сил. Было рассчитано, что идеальными показателями атмосферного давления является совокупность показателей:

760 мм рт. ст.;
t = 0˚C;
расположение человека не должно быть выше уровня моря.

Но добиться одновременного выполнения всех условий может не каждый. Населенные пункты расположены, как правило, выше уровня моря. Кроме того, у каждой территории свой рельеф и свой температурный режим. Например, на высокогорных курортах преобладает низкое давление, потому как слои атмосферы высоко в горах истончается.

Тем не менее, отметка в 760мм рт. ст. является эталоном. Если показатели барометров превышают это значение, говорят о высоком давлении, а в обратной ситуации о пониженном.

Снижение давления сопровождается снижением уровня кислорода в воздухе и увеличением концентрации углекислого газа. Это сказывается на состоянии: ткани коры головного мозга, недополучают кислород, возникает одышка и непреодолимая слабость. Сердце, чтобы компенсировать нехватку кислорода, начинает качать кровь интенсивней, вместе с увеличением скорости прогоняемого объема крови возрастает артериальное давление.

Высокое атмосферное давление может вызывать головные боли, общее недомогание и потерю трудоспособности.

Тест для закрепления изученного материала

Тест по теме: «Атмосферное давление»

Источники:

Томилин А. Н., Теребинская Н. В. Для чего ничего? Очерки. /Л., «Дет. лит.», 1975.
Я. И. Перельман. Занимательные задачи и опыты. — М.: «Детская литература», 1972.
Физическая география: Справ. пособие для подгот. отд. вузов/Г. В. Володина, И. В. Душина, С. Г. Любушкина и др.; Под ред. К. В. Пашканга — М.: Высш. шк., 1991.
Тарасов Л. В. Атмосфера нашей планеты. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012.
Савцов Т. М. Общее землеведение: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений — М.: Издательский , 2003
Дронов В. П. Землеведение. 5-6 кл.: Учебник/В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. 5-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2015.
География 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. И. Алексеев, Е. К. Липкина, В. В. Николина и др.; Под ред А. И. Алексеева. — М.: Просвещение, 2012.