Атмосферное давление

Рассмотрим один интересный опыт. Поставили на весы две пустые колбы. Одну из них нагрели. Через некоторое время видно, что та колба, которую нагревали, поднимется вверх, то есть она станет легче. Это можно объяснить тем, что в колбе был воздух, который при нагревании расширился и вышел из неё. А, значит, в колбе воздуха стало меньше. Этот опыт доказывает то, что воздух имеет вес.

Учёные подсчитали, что масса 1м³ воздуха на уровне моря равна 1,3 кг. Чем выше находится воздух от земной поверхности, тем меньше его масса. Так, на высоте 12 км масса воздуха составляет 310 г, а на высоте 40 км всего лишь 4 г.

Любой предмет на земной поверхности оказывает давление на нижележащий предмет. Например, лежащий учебник географии на вашей парте оказывает на неё давление, или стул, на котором вы сидите, оказывает давление на пол.

Так как воздух имеет вес, то он тоже оказывает давление.

Сила, с которой воздух давит на все предметы земной поверхности, называют атмосферным давлением. Воздух оказывает давление и на вас с нами, только мы его не ощущаем, потому что его давление равно величине давления, которое существует внутри нас. Но ощутить атмосферное давление всё-таки можно: при взлёте или посадке самолёта чувствуется, как воздух давит на наши барабанные перепонки.

Впервые атмосферное давление было измерено прибором, который называется ртутный барометр. Он был изобретен в 1643 году Еванджелисто Торричелли.

Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, запаянную сверху, а открытым концом помещённую в сосуд с ртутью. Некоторое количество ртути сначала выливается из трубки, а потом высота столбика ртути практически не меняется. Наблюдая за этим явлением, Торричелли в 1643 году сделал вывод, что на открытый сосуд с ртутью воздух оказывает давление, которое не даёт ртути вылиться из трубки. А изменение высоты столба ртути в трубке зависит от изменения атмосферного давления: если атмосферное давление падает, то и столбик ртути в трубке тоже падает. Если же атмосферное давление повышается, то вслед за ним поднимается и столб ртути.

В современных ртутных барометрах стеклянная трубка находится в железном коробе, на котором помещена шкала в миллиметрах. По ней и можно судить о величине атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба. Ртутный барометр самый точный прибор для измерения давления, поэтому им пользуются для измерения давления на метеорологических станциях. Но таким прибором неудобно пользоваться в полевых условиях. Поэтому чаще всего в настоящее время для измерения атмосферного давления пользуются барометром-анероидом.

Внутри этого прибора находится металлическая коробочка, которая очень чувствительна к любому изменению атмосферного давления. Так, если атмосферное давление увеличивается, то металлическая коробочка сжимается, а если, наоборот, давление уменьшается, то коробочка расширяется. Она соединена со стрелкой на корпусе прибора, которая указывает на шкале величину атмосферного давления.

Нормальным принято считать атмосферное давление 760 мм ртутного столба. Оно определено на уровне моря на широте 45⁰ при температуре 0⁰С.

Если величина атмосферного давление выше величины 760 мм ртутного столба, то говорят, что давление повышенное. Если давление ниже 760 мм ртутного столба, то такое давление является пониженным.

Если вы когда-нибудь поднимались в горы, то, наверное, замечали, что при поднятии на высоту становится всё труднее дышать. С чем это связано? Всё дело в том, что воздух с высотой становится менее плотным, а значит, атмосферное давление с высотой понижается. Подсчитано, что при подъёме на 10,5 м атмосферное давление падает на 1 мм ртутного столба. Значит, если вы поднялись на гору высотой в 4000 метров, у подножья которой величина атмосферного давления составила 760 мм ртутного столба, то на её вершине вы будете испытывать давление в 380 мм ртутного столба.

Разное давление испытывают и жильцы одного дома. Например, если вы проживаете на 1 этаже, то испытываете атмосферное давление равное давлению у поверхности Земли, например, 740 мм ртутного столба. А вот ваш сосед с 11 этажа будет испытывать давление уже 737 мм ртутного столба.

Атмосферное давление изменяется не только с высотой, но и в течение дня в любом пункте Земли. Это связано с тем, что на величину давления оказывает влияние температура воздуха. Холодный воздух тяжёлый и плотный, а тёплый воздух лёгкий и менее плотный. Поэтому тёплый воздух оказывает меньшее давление на земную поверхность, чем холодный.

Именно по этой причине возможно совершать полёты на воздушных шарах: воздух в шаре нагревается при помощи газовой горелки, и он поднимается вверх, потому что тёплый воздух лёгкий.

Подведём итоги.

На все предметы, находящиеся на земной поверхности, воздух оказывает давление. Сила, с которой он давит на все предметы, находящиеся на Земле, называют атмосферным давлением.

Атмосферное давление измеряют ртутным барометром и барометром-анероидом.

За нормальное атмосферное давление принято давление воздуха на уровне моря на широте 45⁰ при температуре 0⁰С в 760 мм ртутного столба. Его величина изменяется с высотой: при подъёме на каждые 10,5 метров давление падает на 1 мм ртутного столба. Атмосферное давление зависит от температуры воздуха: чем теплее воздух, тем меньше его давление.