Tekanan atmosfer adalah kekuatan yang mempengaruhi kita oleh udara di sekitarnya, yaitu atmosfer. Artikel ini akan menyajikan eksperimen di mana kami akan memastikan bahwa tekanan udara benar-benar ada. Kita akan mengetahui siapa yang pertama kali mengukurnya, apa yang terjadi ketika tekanan atmosfer tidak merata, dan masih banyak lagi.
Manifestasi tekanan atmosfer
Jika udara menekan segala sesuatu di sekitarnya, maka itu akan membebani sesuatu. Apakah ini benar, lalu mengapa hal itu tampak tidak berbobot bagi kita? Mari kita lakukan eksperimen yang menunjukkan bahwa tekanan atmosfer benar-benar ada.
Isi spuit dengan air hingga ke tengah, lalu tarik piston ke atas. Air akan mengikuti piston. Alasan untuk ini adalah tekanan atmosfer, tetapi ketika orang belum mengetahui keberadaannya, mereka mengatakan bahwa alam tidak mentolerir kekosongan. Kita sekarang tahu bahwa ketika piston naik, sebuah area terciptatekanan berkurang, dan atmosfer memeras air ke dalam jarum suntik.
Pengalaman dengan kartu plastik dan toples
Isi toples kaca sampai atas dengan air, tutup bagian atasnya dengan plastik, misalnya kartu. Mari kita balikkan toples dan lihat apakah kartunya tertahan dan tidak jatuh. Kekuatan tekanan air dikompensasi oleh kekuatan tekanan atmosfer. Tidak ada yang menekan air dari atas, tetapi atmosfer menekan dari bawah, akibatnya kartu dipegang. Jika udara masuk di antara plastik dan toples, kartu akan jatuh dan air akan keluar.
Perangkat Torricelli
Ilmuwan Italia Torricelli mengukur tekanan atmosfer untuk pertama kalinya. Dia melakukan ini dengan apa yang disebut barometer merkuri. Pertama, Torricelli mengisi tabung gelas dengan air raksa ke atas, mengambil semangkuk besar air raksa, membalik tabung, memasukkannya ke dalam mangkuk dan membuka ujung bawahnya. Merkuri mulai turun, namun tidak keluar sepenuhnya, melainkan turun hingga ketinggian tertentu.
Ternyata level ini adalah 760 mm. Oleh karena itu, tekanan atmosfer mampu menahan kolom merkuri sebesar 760 mm. Jika tekanannya naik, maka ia dapat menahan kolom yang lebih tinggi, jika berkurang, lebih sedikit. Jika demikian, maka ukurannya bisa dinilai dari tinggi tiangnya. Oleh karena itu, dalam praktiknya, tekanan atmosfer dan gas seringkali diukur dengan tepat dalam milimeter air raksa. Mari kita buat hubungan antara milimeter air raksa dan satuan pascal biasa.
Bagaimana milimeter merkuri dan pascal terkait
Tekanan atmosfer meningkatkan merkuri sebesar 760 mm. Ini berarti bahwakolom air raksa bertekanan tinggi 760 mm dengan gaya yang sama dengan tingkat tekanan atmosfer normal. 1 mm Hg adalah tekanan yang dihasilkan oleh kolom merkuri setinggi 1 mm. Bayangkan tinggi kolom air raksa adalah 1 mm. Hitung tekanan hidrostatik yang sesuai dengan ketinggian ini.
P=1 mmHg Tekanan hidrostatik dihitung dengan rumus: gh. adalah massa jenis air raksa, g adalah percepatan gravitasi, h adalah ketinggian kolom cairan.=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m Substitusikan data ini ke dalam rumus. Setelah konversi, 13.69.8=133,3 N/m2 akan tetap ada. N/m2 - ini Pascal (Pa). Jika kita mengubah tekanan atmosfer menjadi hektopaskal, maka 1 mm Hg. Seni. sesuai dengan 1,333 hPa.
Hg dan cuaca
Torricelli mengamati pembacaan barometer merkuri untuk waktu yang lama. Dia memperhatikan hal yang menarik. Ketika kolom merkuri turun, yaitu ketika tekanan atmosfer menjadi rendah, setelah beberapa saat cuaca buruk datang. Ketika kolom merkuri naik, setelah beberapa waktu cuaca buruk digantikan oleh cuaca baik. Artinya, pengukuran tekanan atmosfer memungkinkan Anda membuat ramalan cuaca.
Sekarang layanan meteorologi sepanjang waktu, setiap 3 jam, mengukur tekanan atmosfer. Buku Jules Verne Kapten Lima Belas Tahun menjelaskan pengamatan barometer dan cuaca. Protagonis buku tersebut menemukan bahwa jika kolom merkuri turun dengan cepat, maka cuaca memburuk dengan tajam, tetapi tidak lama, jika tingkat merkuri menurun perlahan, selama beberapa hari, makacuaca akan memburuk secara bertahap, tetapi bertahan untuk waktu yang lama.
Apa yang terjadi ketika tekanan atmosfer tidak merata
Mari kita pertimbangkan peta sinoptik. Ini berisi nilai-nilai tekanan atmosfer di berbagai wilayah, kota, negara, benua. Arah pergerakan massa udara ditunjukkan oleh panah. Mengapa angin bertiup? Tekanan atmosfer lebih besar di beberapa tempat dan lebih kecil di tempat lain. Dari tempat yang lebih besar, angin bertiup ke tempat yang lebih kecil. Kami melihatnya ke arah panah di peta.
Jika Anda melihat seluruh planet, Anda dapat melihat bahwa itu berbeda di bagian yang berbeda. Daerah bertekanan tinggi ditandai dengan warna ungu, di mana panah angin berputar dan bergerak searah jarum jam. Daerah bertekanan tinggi ini disebut antisiklon. Biasanya cuaca cerah.
Tapi Spanyol dan Portugal. Di sini kita mengamati dua antisiklon paling kuat. Putaran arus udara dihubungkan dengan perputaran bola bumi.
Dan di sini ada dua area kuat dengan tekanan atmosfer rendah - hanya 965 hektopaskal. Ini adalah siklon, udara di dalamnya berputar berlawanan arah jarum jam.
Dengan demikian, Anda dapat mengamati distribusi tekanan atmosfer di berbagai tempat di planet kita. Saat ini, ahli meteorologi secara akurat memprediksi perubahan cuaca yang terjadi ketika tekanan atmosfer tidak merata.
Tekanan pada dan di atas permukaan laut
Misalkan barometer menunjukkan tekanan 1006 hPa. Tapi jikalihat peta sinoptik suatu daerah, kota, ternyata tekanan atmosfer di sana berbeda. Mengapa ini terjadi? Faktanya adalah bahwa peta sinoptik menunjukkan nilai tekanan atmosfer di permukaan laut. Kita bisa berada pada ketinggian tertentu di atas permukaan laut, sehingga tekanan yang ditunjukkan barometer di dalam ruangan lebih kecil daripada di permukaan laut.
Altimeter
Bagaimana mengukur ketinggian lokasi Anda? Ada instrumen khusus yang mirip dengan barometer, tetapi skalanya tidak diukur dalam satuan tekanan, tetapi dalam satuan tinggi. Turis dan pilot memiliki perangkat semacam itu. Mereka disebut altimeter atau altimeter parametrik. Ketika pilot berada di tanah, ia menyetel altimeter ke nol, karena ketinggiannya di atas tanah adalah nol. Jika perlu, dia mengarahkan panah ke ketinggian di atas permukaan laut, tergantung pada apakah penting baginya untuk mengetahui berapa ketinggian lapangan terbang di atas permukaan laut, atau tidak. Dalam kasus penerbangan jarak jauh, ini bisa berguna, terutama jika lapangan terbangnya berada di pegunungan. Kemudian, melihat jarum altimeter, pilot menentukan ketinggian.
Mengapa tekanan atmosfer meningkat seiring dengan ketinggian
Setelah kita mengetahui bahwa ketika tekanan atmosfer tidak merata, angin terjadi, mari kita cari tahu mengapa tekanan berkurang dengan meningkatnya ketinggian. Udara memiliki berat, sehingga tertarik ke bumi, memberikan tekanan padanya. Jika kita menempatkan barometer pada lapisan atmosfer tertentu, maka barometer tersebut akan ditekan oleh lapisan atmosfer tersebut,yang ada di atas. Perlu dicatat bahwa atmosfer tidak memiliki batas yang jelas.
Jika kita menempatkan barometer di permukaan laut, tekanannya akan sama dengan jumlah tekanan di lapisan udara ini dan tekanan di lapisan atmosfer di atasnya. Artinya, ketika ketinggian meningkat, tekanan berkurang. Timbul pertanyaan: apakah mungkin menghitung tekanan atmosfer menurut rumus=ρgh? Tidak, karena nilai kerapatan udara tidak konstan di berbagai lapisan atmosfer. Di bagian bawah, udara di bawah tekanan lebih, jadi lebih padat, dan di bagian atas, kurang padat.
