Bagaimana mengukur tekanan atmosfir di pascal? Berapakah tekanan atmosfir normal di pascal?

Suasana adalah awan gas yang mengelilingi Bumi. Bobot udara, yang tingginya pilar melebihi 900 km, memiliki pengaruh kuat terhadap penghuni planet kita. Kami tidak merasakan ini, mengambil hidup di dasar lautan udara tentu saja. Ketidaknyamanan yang dirasakan orang, memanjat tinggi di pegunungan. Kurangnya oksigen memicu kelelahan yang cepat. Pada saat bersamaan, tekanan atmosfir berubah secara signifikan.

Fisika mempertimbangkan tekanan atmosfir, perubahan dan pengaruhnya terhadap permukaan bumi.

Dalam perjalanan fisika sekolah menengah, perhatian yang besar diberikan pada studi tentang tindakan di atmosfer. Fitur dari definisi, ketergantungan pada tinggi, pengaruh pada proses yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari atau di alam, dijelaskan berdasarkan pengetahuan tentang pengaruh atmosfer.

Kapan mereka mulai belajar tekanan atmosfir? Kelas 6 - waktu untuk berkenalan dengan kekhasan atmosfer. Proses ini berlanjut di kelas profil sekolah lanjutan.

Sejarah belajar

Upaya pertama untuk menetapkan tekanan udara atmosfir dilakukan pada tahun 1643 atas saran dari Evangelista Torricelli Italia. Tabung gelas yang dilas dari satu ujung diisi dengan merkuri. Penutupan di sisi lain, diturunkan menjadi merkuri. Di bagian atas tabung, sebagai hasil pelarian sebagian dari merkuri, sebuah ruang kosong terbentuk, disebut "kekosongan Torricellian".

Pada saat ini dalam ilmu pengetahuan alam mendominasi teori Aristoteles, yang percaya bahwa "alam takut akan kekosongan." Menurut pandangannya, tidak ada ruang kosong, tidak terisi materi. Oleh karena itu, adanya kekosongan dalam tabung gelas sudah lama mencoba menjelaskannya dengan materi lain.

Kenyataan bahwa ruang kosong ini, tidak diragukan lagi, tidak bisa diisi dengan apapun, karena merkuri pada awal percobaan benar-benar mengisi silinder. Dan, mengalir keluar, tidak membiarkan zat lain mengisi tempat kosong. Tapi mengapa semua merkuri tidak masuk ke dalam kapal, karena tidak ada hambatan untuk itu? Kesimpulannya menunjukkan dirinya: merkuri di dalam tabung, seperti dalam mengkomunikasikan kapal, menciptakan tekanan yang sama pada merkuri di kapal, dan juga sesuatu dari luar. Pada tingkat yang sama, hanya atmosfer yang bersentuhan dengan permukaan merkuri. Tekanannya inilah yang membuat zat tidak mengalir keluar di bawah pengaruh gravitasi. Gas, seperti diketahui, menciptakan aksi yang sama ke segala arah. Pengaruhnya terkena permukaan merkuri di kapal.

Tinggi silinder merkuri kira-kira 76 cm. Perhatikan bahwa indeks ini bervariasi seiring waktu, oleh karena itu tekanan atmosfer berubah. Hal ini dapat diukur dalam cm merkuri (atau dalam milimeter).

Unit apa yang harus diterapkan?

Sistem internasional unit bersifat internasional, sehingga tidak melibatkan penggunaan milimeter merkuri. Seni Saat menentukan tekanan. Unit tekanan atmosfir dibentuk dengan cara yang serupa dengan padatan dan cairan. Pengukuran tekanan pada pascal diambil dalam SI.

Untuk 1 Pa, tekanan seperti itu diambil, yang diciptakan oleh gaya 1 N per 1 m ² .

Kami mendefinisikan bagaimana satuan ukuran terkait . Tekanan kolom cairan diatur sesuai dengan rumus berikut: p = ρgh. Kepadatan merkuri adalah ρ = 13600 kg / m ³ . Untuk referensi kita mengambil kolom merkuri dengan panjang 760 milimeter. Dari sini:

P = 13600 kg / m ³ × 9,83 N / kg x 0,76 m = 101292,8 Pa

Untuk mencatat tekanan atmosfir di pascal, kami mempertimbangkan: 1 mmHg. = 133,3 Pa.

Contoh pemecahan masalah

Tentukan gaya dimana atmosfer bekerja pada permukaan atap dengan dimensi 10x20 m. Tekanan atmosfer diasumsikan sebesar 740 mmHg.

P = 740 mmHg, a = 10 m, b = 20 m.

Analisis

Untuk menentukan kekuatan tindakan, perlu dilakukan tekanan atmosfir di pascal. Dengan memperhitungkan 1 milimeter merkuri. Sama dengan 133,3 Pa, kita memiliki yang berikut: p = 98642 Pa.

Solusinya

Kami menggunakan rumus untuk menentukan tekanan:

P = F / s,

Karena luas atap tidak diberikan, asumsikan memiliki bentuk persegi panjang. Luas gambar ini didefinisikan dengan rumus:

S = ab.

Gantikan area di dalam rumus:

P = F / (ab), dari mana:

F = pab.

Kami menghitung: F = 98642 Pa × 10 m × 20 m = 19728400 H = 1,97 MN.

Jawaban: Tekanan atmosfer di atap rumah adalah 1.97 MN.

Metode pengukuran

Penentuan tekanan atmosfer secara eksperimental dapat dilakukan dengan menggunakan kolom merkuri. Jika ada skala yang melekat padanya, maka menjadi mungkin untuk mencatat perubahannya. Ini adalah barometer merkuri yang paling sederhana.

Ia terkejut melihat perubahan suasana Evangelista Torricelli, yang menghubungkan proses ini dengan panas dan dingin.

Yang optimum adalah tekanan atmosfer di permukaan laut pada suhu 0 derajat celcius. Nilai ini 760 mm Hg. Tekanan atmosfer normal pada pascal dianggap sama dengan 10 ⁵ Pa.

Diketahui bahwa merkuri berbahaya bagi kesehatan manusia. Akibatnya, barometer merkuri terbuka tidak bisa digunakan. Cairan lain memiliki kerapatan yang jauh lebih sedikit, sehingga tabung yang diisi dengan cairan harus cukup lama.

Misalnya, kolom air yang dibuat oleh Blaise Pascal harus berada di urutan 10 m tingginya. Ketidaknyamanan ini sudah jelas.

Barometer yang mengalir bebas

Langkah maju yang luar biasa adalah gagasan untuk beralih dari cairan saat membuat barometer. Kemungkinan untuk membuat instrumen untuk menentukan tekanan atmosfer terwujud pada barometers-aneroids.

Bagian utama meter ini adalah kotak datar, dari mana udara dipompa keluar. Untuk memastikan agar tidak diliputi oleh atmosfer, permukaannya dibuat bergelombang. Sistem pegas kotak terhubung ke tanda panah yang menunjukkan nilai tekanan pada skala. Yang terakhir bisa lulus di unit manapun. Tekanan atmosfer pada pascal dapat diukur dengan skala pengukuran yang sesuai.

Ketinggian dan tekanan atmosfer

Perubahan kerapatan atmosfer saat naik ke atas menyebabkan penurunan tekanan. Hormonitas dari shell gas tidak memungkinkan kita untuk memperkenalkan hukum variasi linier, karena dengan meningkatnya ketinggian, tingkat penurunan tekanan berkurang. Di permukaan bumi sebagai kenaikan setiap 12 meter, efek atmosfer turun sebesar 1 mmHg. Seni Di troposfer, perubahan serupa terjadi pada setiap 10,5 m.

Di dekat permukaan Bumi, pada ketinggian penerbangan sebuah pesawat terbang, aneroid yang dilengkapi dengan skala khusus dapat menentukan ketinggian dengan tekanan atmosfir. Perangkat ini disebut altimeter.

Perangkat khusus di permukaan Bumi memungkinkan Anda untuk mengatur pembacaan altimeter pada nol, untuk menggunakannya nanti untuk menentukan ketinggian lift.

Contoh solusi dari masalah

Di kaki barometer gunung menunjukkan tekanan atmosfir 756 milimeter merkuri. Berapakah nilai di 2.500 meter di atas permukaan laut? Hal ini diperlukan untuk merekam tekanan atmosfir di pascal.

P ₁ = 756 mm Hg, H = 2500 m, p ₂ -?

Solusinya

Untuk menentukan pembacaan barometer pada ketinggian H, kita memperhitungkan bahwa tekanan turun 1 milimeter merkuri. Setiap 12 meter. Oleh karena itu:

(Р ₁ - р ₂ ) × 12 m = Н × 1 mmHg, dari mana:

P ₂ = p ₁ - H x 1 mm Hg / 12 m = 756 mmHg. - 2500 m x 1 mm Hg / 12 m = 546 mmHg.

Untuk mencatat tekanan atmosfir yang diperoleh pada pascal, kami melakukan tindakan berikut:

P ₂ = 546 × 133,3 Pa = 72619 Pa

Jawaban: 72619 Pa.

Tekanan atmosfer dan cuaca

Pergerakan lapisan atmosfir udara di dekat permukaan Bumi dan pemanasan udara yang tidak homogen di berbagai daerah menyebabkan perubahan kondisi cuaca di semua bagian planet ini.

Tekanannya bisa bervariasi 20-35 mmHg. Dalam waktu yang lama dan 2-4 milimeter merkuri. Siang hari Seseorang yang sehat tidak merasakan perubahan pada indikator ini.

Tekanan atmosfer, yang nilainya lebih rendah dari biasanya dan sering berubah, mengindikasikan siklon yang menutupi yang tertentu. Seringkali fenomena ini disertai dengan keruh dan presipitasi.

Tekanan rendah tidak selalu merupakan tanda cuaca hujan. Benci lebih bergantung pada penurunan indikator secara bertahap.

Penurunan tajam tekanan menjadi 74 sentimeter merkuri. Dan di bawah ini terancam badai, hujan deras, yang akan terus berlanjut meski saat indikator sudah mulai naik.

Perubahan cuaca menjadi lebih baik bisa ditentukan dengan fitur sebagai berikut:

• Setelah lama cuaca buruk, peningkatan tekanan atmosfir secara bertahap dan mantap diamati;
• Dalam cuaca cair yang berkabut, tekanannya meningkat;
• Pada periode angin selatan, indikator yang dimaksud naik selama beberapa hari berturut-turut;
• Kenaikan tekanan atmosfir pada cuaca berangin merupakan tanda terbentuknya cuaca yang nyaman.