Mechanika tlaku vzduchu

Tlak vzduchuatmosférický tlak alebo barometrický tlak je tlak vyvíjaný na povrch váhou hmotnosť vzduchu (a jeho molekuly) nad ním.

Tlak vzduchu je náročná koncepcia. Ako môže mať niečo neviditeľné hmotnosť a váhu? Vzduch má hmotnosť, pretože je tvorený a zmes plynov ktoré majú hmotnosť. Sčítajte hmotnosť všetkých týchto plynov, ktoré tvoria suchý vzduch (kyslík, dusík, oxid uhličitý, vodík a ďalšie) a získate hmotnosť suchého vzduchu.

Molekulová hmotnosť alebo molárna hmotnosť suchého vzduchu je 28,97 gramov na mol. Aj keď to nie je príliš veľa, typická vzduchová hmota je tvorená neuveriteľne veľkým počtom molekúl vzduchu. Preto môžete začať vidieť, ako môže mať vzduch značnú váhu, keď sa hmotnosti všetkých molekúl spočítajú.

Aká je súvislosť medzi molekulami a tlakom vzduchu? Ak sa počet molekúl vzduchu nad oblasťou zvyšuje, existuje viac molekúl na vyvíjanie tlaku na túto oblasť a zvyšuje sa jej celkový atmosférický tlak. To je to, čo nazývame

Tlak vzduchu nie je na celej Zemi jednotný. Pohybuje sa od 980 do 1050 milibarov a mení sa s nadmorskou výškou. Čím vyššia je výška, tým nižší je tlak vzduchu. Je to z toho dôvodu, že počet molekúl vzduchu klesá vo vyšších nadmorských výškach, čím sa znižuje hustota vzduchu a tlak vzduchu. Tlak vzduchu je najvyšší pri hladine mora, kde je najvyššia hustota vzduchu.

Tlak vzduchu je 5:

• Zvyšuje sa so zvyšovaním hustoty vzduchu a znižuje sa so znižovaním hustoty vzduchu.
• Zvyšuje sa s rastúcimi teplotami a znižuje sa s chladnými teplotami.
• Zvyšuje sa v nižších nadmorských výškach a klesá vo vyšších nadmorských výškach.
• Vzduch prechádza z vysokého tlaku na nízky.
• Tlak vzduchu sa meria pomocou poveternostného prístroja známeho ako a barometer. (Preto sa niekedy nazýva aj barometrický tlak.)

barometer sa používa na meranie atmosférického tlaku v jednotkách nazývaných atmosfér alebo milibary. Najstarší typ barometra je ortuť barometer. Tento prístroj meria ortuť tak, ako stúpa alebo klesá v sklenenej skúmavke barometra. Pretože atmosférický tlak je v podstate hmotnosť vzduchu v atmosféra nad zásobníkom sa hladina ortuti v barometri bude naďalej meniť, až kým sa hmotnosť ortuti v sklenenej trubici presne nezhoduje s hmotnosťou vzduchu nad zásobníkom. Akonáhle sa obidve zastavia a sú vyvážené, tlak sa zaznamená „odčítaním“ hodnoty vo výške ortuti vo vertikálnom stĺpci.

Ak je hmotnosť ortuti nižšia ako atmosférický tlak, hladina ortuti v sklenenej trubici stúpne (vysoký tlak). V oblastiach s vysokým tlakom sa vzduch potápa smerom k povrchu Zeme rýchlejšie ako môže prúdiť do okolitých oblastí. Pretože sa počet molekúl vzduchu nad povrchom zvyšuje, existuje viac molekúl, ktoré na tento povrch vyvíjajú silu. So zvýšenou hmotnosťou vzduchu nad nádržou sa hladina ortuti zvyšuje na vyššiu úroveň.

Ak je hmotnosť ortuti vyššia ako atmosférický tlak, hladina ortuti klesne (nízky tlak). v oblasti s nízkym tlakom, vzduch stúpa z povrchu Zeme rýchlejšie, ako ho môže nahradiť vzduch prúdiaci z okolitých oblastí. Pretože sa počet molekúl vzduchu nad oblasťou znižuje, existuje menej molekúl, ktoré na tento povrch vyvíjajú silu. Pri zníženej hmotnosti vzduchu nad nádržou klesne hladina ortuti na nižšiu úroveň.

Medzi ďalšie typy barometrov patria aneroidné a digitálne barometre. Aneroidné barometre neobsahujú ortuť ani iné kvapaliny, ale majú utesnenú a vzduchotesnú kovovú komoru. Komora sa rozširuje alebo zmenšuje v reakcii na zmeny tlaku a ukazovateľ na číselníku sa používa na indikáciu hodnôt tlaku. Moderné barometre sú digitálne a dokážu presne a rýchlo merať atmosférický tlak. Tieto elektronické prístroje zobrazujú aktuálne hodnoty atmosférického tlaku na celej obrazovke.

Atmosférický tlak je ovplyvňovaný denným zahrievaním zo slnka. K tomuto zahrievaniu nedochádza rovnomerne po celej Zemi, pretože niektoré oblasti sú vykurované viac ako iné. Pri zahrievaní vzduchu stúpa a môže viesť k nízkotlakovému systému.

Tlak v strede a nízkotlakový systém je nižší ako vzduch v okolí. Vietor fúka smerom do oblasti nízkeho tlaku, čo spôsobuje nárast vzduchu v atmosfére. Vodná para v stúpajúcom vzduchu kondenzuje a vytvára oblaky av mnohých prípadoch zrážky. V dôsledku Coriolisov efektV dôsledku rotácie Zeme cirkulujú vetry v nízkotlakovom systéme v severnej pologuli proti smeru hodinových ručičiek a na južnej pologuli v smere hodinových ručičiek. Nízkotlakové systémy môžu spôsobiť nestabilné počasie a búrky, ako napríklad cyklony, hurikány a tajfúny. Ako všeobecné pravidlo platí, že minimá majú tlak okolo 1 000 milibarov (29,54 palca ortuti). Od roku 2016 bol doteraz najnižší tlak zaznamenaný na Zemi 870 mb (25,69 inHg) v očiach Typhoon Tip nad Tichým oceánom 12. októbra 1979.

v vysokotlakové systémy, vzduch v strede systému je pod vyšším tlakom ako vzduch v okolí. Vzduch v tomto systéme klesá a fúka z vysokého tlaku. Tento zostupný vzduch znižuje tvorbu vodnej pary a oblačnosti, čo vedie k ľahkému vetra a stabilnému počasiu. Prietok vzduchu vo vysokotlakovom systéme je oproti prúdu nízkotlakového systému. Vzduch cirkuluje v smere hodinových ručičiek na severnej pologuli a proti smeru hodinových ručičiek na južnej pologuli.

Článok editoval Regina Bailey

• Britannica, editori encyklopédie. "Atmosferický tlak." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5. marca. 2018, www.britannica.com/science/atmospheric-pressure.
• Národná geografická spoločnosť. "Barometer." Národná geografická spoločnosť9. októbra. 2012, www.nationalgeographic.org/encyclopedia/barometer/.
• "Najvyššia a nízka hodnota tlaku vzduchu." Bezpečnosť v zimnom období UCAR Centrum pre vedecké vzdelávanie, scied.ucar.edu/shortcontent/highs-and-lows-air-pressure.