물리학 8 프레젠테이션 대기압. 물리학 및 지리학 "대기압" 강의 프레젠테이션

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대기압은 단위 표면적당 공기 기둥의 압력입니다(1제곱센티미터당 kg 수). 그것은 알려져있다 정상 압력우리 몸의 제곱센티미터에 1.033kg의 무게가 작용합니다. 그러나 대기압은 사람을 괴롭히지 않습니다. 용해된 공기 가스는 조직액의 모든 요소의 균형을 유지하기 때문입니다.

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대기압(그리스어 기압 - 증기) - 주어진 고도 수준에서 상한선에서 지표면 또는 지상 물체까지 기단의 중력. 세계 해양 수준에서 공기 1리터의 무게는 약 1.3g이고 압력은 1033g/cm2에 이릅니다. 0 ° C의 온도에서 위도 45 °의 해수면에서 대기압은 정상 압력으로 간주되는 760mm 또는 1013mblr의 수은 기둥의 무게와 같습니다. 지구. 고도가 10m 올라갈 때마다 기압계로 측정할 때 대기압은 1mm 또는 1.3mlbar씩 감소합니다. 압력은 온도의 변화에 ​​따라 달라지므로 하루 중 시간에 따라 달라집니다. 기단(사이클론은 감소하고 안티사이클론은 증가합니다).

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대기 중 대기압의 변화:

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대기 - 지구의 공기 껍질 / 수천 킬로미터 높이 /.

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대기를 잃은 지구는 지글지글 더위와 오싹한 추위가 교대로 - 낮에는 + 130C, 밤에는 -150C를 지배하는 동반자 달처럼 죽게 될 것입니다.

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파스칼의 계산에 따르면 지구의 대기 무게는 지름 10km의 구리 공 무게와 같은 무게입니다.

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이야기

대기압의 존재는 1638 년에 사람들을 혼란스럽게 만들었습니다. 토스카나 공작이 분수로 피렌체 정원을 장식하려는 아이디어가 실패했을 때 물이 10.3 미터 이상 상승하지 않았습니다. 그 이유를 찾고 Evangelista Torricelli가 수행한 더 무거운 물질인 수은에 대한 실험은 1643년에 공기에 무게가 있다는 것을 증명했다는 사실로 이어졌습니다. V. Viviani와 함께 Torricelli는 대기압 측정에 대한 첫 번째 실험을 수행하여 공기가 없는 유리관인 Torricelli 관(최초의 수은 기압계)을 발명했습니다. 이러한 튜브에서 수은은 약 760mm 높이까지 상승합니다.

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날씨에 대한 변동성과 영향

지표면에서 대기압은 장소와 시간에 따라 변합니다. 특히 중요한 것은 천천히 움직이는 지역의 출현, 발달 및 파괴와 관련된 대기압의 기상 결정 비주기적 변화입니다. 고압( 저기압 ) 및 상대적으로 빠르게 움직이는 거대한 소용돌이 ( 저기압 ) , 저기압이 우세 합니다 . 해수면에서 641 - 816 mmHg 범위의 대기압 변동이 있었습니다. 미술. (토네이도 내부에서 압력이 떨어지고 560mmHg의 값에 도달할 수 있음). 대기압은 고도가 증가함에 따라 감소하는데, 이는 대기의 상부 층에 의해서만 생성되기 때문입니다. 높이에 대한 압력의 의존성은 소위 설명됩니다. 기압 공식. 지도에서 압력은 등압선을 사용하여 표시됩니다. 등압선은 동일한 표면 대기압을 가진 지점을 연결하며 반드시 해수면으로 감소합니다. 대기압은 매우 가변적인 기상 요소입니다. 그것의 정의에서 그것은 해당 공기 기둥의 높이, 밀도, 중력 가속도에 따라 달라지며, 이는 장소의 위도와 해발 높이에 따라 다릅니다.

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표준 압력

화학에서 1982년부터 IUPAC 권장 사항에 따른 표준 대기압은 100kPa와 같은 압력입니다. 대기압은 대기 상태의 가장 중요한 특성 중 하나입니다. 안정한 대기에서 어떤 지점의 압력은 단위 단면적을 가진 위에 있는 공기 기둥의 무게와 같습니다. GHS 시스템에서 760mmHg. 미술. 1.01325bar(1013.25mbar) 또는 101325Pa in 국제 시스템단위(SI). 정적 방정식은 높이에 따른 압력 변화의 법칙을 나타냅니다. -∆p=gρ∆z, 여기서: p - 압력, g - 자유 낙하 가속도, ρ - 공기 밀도, ∆z - 층 두께. 정역학의 기본 방정식은 높이가 증가함에 따라(∆z>0) 압력 변화가 음수, 즉 압력이 감소한다는 것을 따릅니다. 엄밀히 말하면, 정역학의 기본 방정식은 매우 얇은(무한하게 얇은) 공기층 ∆z에 대해서만 유효합니다. 그러나 실제로는 고도의 변화가 대기의 대략적인 두께에 비해 충분히 작은 경우에 적용할 수 있습니다.

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Baric 단계

기압이 1hPa(헥토파스칼)만큼 변하기 위해 오르거나 내려야 하는 높이를 기압(기압) 단계라고 합니다. baric stage는 예를 들어 알려진 높이 차이로부터 압력을 추정하는 것과 같이 높은 정확도가 필요하지 않은 문제를 해결할 때 사용하기 편리합니다. 정역학의 기본 법칙에서 압력 단계(h)는 h=-∆z/∆p=1/gρ [m/hPa]입니다. 0 °C의 공기 온도와 1000 hPa의 압력에서 기압 수준은 8 m/hPa입니다. 따라서 기압이 1hPa 감소하려면 8m 상승해야 합니다. 온도가 증가하고 해발 고도가 증가함에 따라 증가합니다(특히 가열도 1도마다 0.4%씩). 즉, 온도에 정비례하고 압력에 반비례합니다. baric step의 역수는 수직 baric gradient, 즉 100미터를 올리거나 내릴 때의 압력 변화입니다. 0 °C의 온도와 1000 hPa의 압력에서 이는 12.5 hPa와 같습니다.

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해수면 조정

해수면으로의 기압 감소는 종관 전보를 보내는 모든 기상 관측소에서 수행됩니다. 다른 높이에 위치한 관측소에서 압력을 비교할 수 있도록 하기 위해 단일 참조 표시로 감소된 압력(해수면이 시놉틱 맵에 적용됨)으로 감소했습니다. 압력을 해수면으로 낮출 때 Laplace 공식이 사용됩니다. z2-z1=18400(1+λt)lg(p1/p2). 즉, 레벨 z2에서의 압력과 온도를 알면 해수면(z1=0)에서의 압력(p1)을 찾을 수 있습니다. 해수면 기압 Po 및 대기 온도 T:P = Poe-Mgh/RT에서 고도 h에서의 기압 계산 Po - 해수면 기압 Pa [Pa]; M - 건조 공기의 몰 질량 0.029 [kg / mol]; g - 자유낙하 가속도 9.81 [m/s²]; R은 보편적인 기체 상수 8.31[J/mol·K]이고; 티- 절대 온도공기 [K], T = t + 273, 여기서 t는 °C 단위의 온도입니다. h - 높이 [m]. 저고도에서는 12m 상승할 때마다 대기압이 1mmHg 감소합니다. 미술. 높은 고도에서는 이 패턴이 위반됩니다.

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기압계

대기압은 수은 밀리미터(mmHg)로 측정됩니다. 그것을 결정하기 위해 그들은 기압계 (그리스 기압계 - 중력, 무게 및 미터 - 나는 측정)와 같은 특수 장치를 사용합니다. 수은 및 비 액체 기압계가 있습니다.

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수은 아네로이드

기압계

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기압계

아네로이드 기압계: 1 - 금속 상자; 2 - 봄; 3 - 전송 메커니즘; 4 - 화살표 포인터; 5 - 규모

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토리첼리 체험

760mm의 값은 1644년 Evangelista Torricelli(1608-1647)와 Vincenzo Viviani(1622-1703)에 의해 처음 획득되었습니다. E. Torricelli는 한쪽 끝이 분할된 긴 유리관을 납땜하고 수은으로 채우고 수은이 든 컵에 내렸습니다(이것이 Torricelli 관이라고 하는 최초의 수은 기압계가 발명된 방법입니다). 일부 수은이 컵으로 흘러들어가 760밀리미터에 도달하면서 튜브의 수은 수준이 떨어졌습니다. 토리첼리 공극이라고 불리는 수은 기둥 위에 형성된 공극. E. Torricelli는 컵에 있는 수은 표면의 대기 압력이 튜브에 있는 수은 기둥의 무게와 균형을 이룬다고 믿었습니다. 이 기둥의 해발 높이는 760mmHg입니다. 미술.

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결론:

Torricelli는 튜브에 있는 수은 기둥의 높이가 변하고 이러한 대기압의 변화가 날씨와 관련이 있음을 알아냈습니다. 수은이 든 튜브에 수직 눈금을 부착하면 가장 간단한 기압계를 얻을 수 있습니다.

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대기의 대기가 갑자기 사라진다면 지구는 어떻게 될까요?

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지구에서는 약 -170 ° C의 온도가 설정되고 모든 수역이 얼고 육지는 얼음 껍질로 덮일 것입니다. - 소리가 공허에서 전파되지 않기 때문에 완전한 침묵이 있을 것입니다. 궁창의 색이 공기에 달려 있기 때문에 하늘이 검게 될 것입니다. 황혼, 새벽, 하얀 밤이 없을 것입니다. - 별의 반짝임이 멈추고 밤뿐만 아니라 낮에도 별 자체를 볼 수 있습니다 (공기 입자에 의한 햇빛 산란으로 인해 낮에는 볼 수 없음). - 동물과 식물이 죽을 것입니다. ...일부 행성 태양계또한 대기가 있지만 그 압력으로 인해 우주복 없이는 사람이 거기에 갈 수 없습니다. 예를 들어 금성의 대기압은 약 100atm, 화성의 경우 약 0.006atm입니다. 대기압으로 인해 우리 몸의 제곱센티미터당 10N의 힘이 작용합니다.

대기압

공기 무게.
우리 대부분은 공기가 "무"라고 생각하지만 공기가 특정 가스로 구성되어 있다면 공기는 분명히 "무언가"입니다. 기체는 일정한 크기나 모양이 없지만 공간을 차지함

지구 표면과 모든 물체는 기단의 압력을 경험합니다. 대기압을 경험합니다. 1평방센티미터의 경우. 1kg의 힘으로 프레스 33g

공기 중량
1643년 Evangelista Torricelli는 공기에 무게가 있음을 보여주었습니다. V. Viviani와 함께 Torricelli는 대기압 측정에 대한 최초의 실험을 수행하여 공기가 없는 유리관인 Torricelli 관(최초의 수은 기압계)을 발명했습니다. 이러한 튜브에서 수은은 약 760mm 높이까지 상승합니다.

하지만
비
디
에서
공기에는 질량이 있으며 이 질량은 지표면과 그 위의 모든 물체에 압력을 가합니다.
에반젤리스타 토리첼리

Torricelli는 그의 실험에서 수은 기둥의 높이가 관의 모양이나 기울기에 의존하지 않는다는 것을 발견했습니다. 해수면에서 수은 기둥의 높이는 항상 약 760mm였습니다. 최초의 수은 기압계는 1643년 Torricelli에 의해 발명되었습니다.
위도 45°의 해수면에서 온도 0°의 정상 대기압은 760mmHg = 1310hPa입니다.

대기압
수은 기압계 대기압은 공기가 지표면을 누르는 힘입니다.

XVII 세기에 Robert Hooke는 기압계를 개선할 것을 제안했습니다.
수은 기압계를 사용하는 것은 불편하고 안전하지 않으므로 아네로이드 기압계가 발명되었습니다 "Aneroid"는 액체가 없는 것을 의미합니다

초기 비행사들은 상승하면서 숨쉬기가 어려워졌다는 것을 알게 되었습니다. 산을 오를 때도 마찬가지입니다. 왜 이런 일이 발생합니까?

100m
760mm
0m
200m
750mm
300m
740mm
730mm
기압의 변화에서 어떤 패턴을 발견했습니까?
100m마다 압력은 10mmHg씩 변합니다. 성

동일한 기압을 가진 지도상의 점은 선을 연결합니다 - 등압선

• 지구의 대기. 대기압.
• 대기압 발견의 역사
• 대기압의 존재에 대한 증거
• 대기압이 인체에 미치는 영향, 인체에 사용

• 대기압은 대기가 그 안의 모든 물체와 지구 표면에 가하는 압력입니다.

• 갈릴레오는 처음으로 공기의 무게를 측정했으며 그 전에는 공기의 무게가 없다고 믿었습니다.

• 공기가 당신 앞에서 열린 노트북 영역을 누르는 힘을 계산하십시오. 대기압은 정상 101300 Pa입니다.
• 인체의 표면적은 약 15,000cm2입니다. 공기가 사람을 누르는 힘을 계산하십시오. 대기압은 101300 Pa와 동일하게 취합니다.
• 바닥 면적이 0.002m2인 유리에 10cm의 물을 부었습니다. 물의 무게와 바닥 압력을 계산하십시오. 이 압력을 정상 대기압과 비교하십시오.

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• 지구의 대기가 축을 중심으로 지구와 함께 회전하지 않으면 지구 표면에서 가장 강력한 허리케인이 발생할 것입니다.
• 파스칼의 계산에 따르면 지구의 대기 무게는 지름 10km의 구리 공 무게와 같은 무게입니다.

• - 지구에서 온도는 약 -170 ° C이고 모든 물 공간이 얼고 육지는 얼음 껍질로 덮일 것입니다.
• - 소리가 공허에서 전파되지 않기 때문에 완전한 침묵이 있을 것입니다. 궁창의 색이 공기에 달려 있기 때문에 하늘이 검게 될 것입니다. 황혼, 새벽, 하얀 밤이 없을 것입니다.
• - 별의 반짝임이 멈추고 밤뿐만 아니라 낮에도 별 자체를 볼 수 있습니다 (공기 입자에 의한 햇빛 산란으로 인해 낮에는 볼 수 없음).
• - 동물과 식물이 죽을 것입니다.