Mikä on ilmanpaine?
Ilmakehän paine tai ilmanpaine on voima, jonka ilmakehän ilmapylväs kohdistuu maan pintaan tietyssä pisteessä.
Tämä voima on kääntäen verrannollinen korkeuteen. Mitä korkeampi korkeus, sitä pienempi ilmanpaine ja mitä matalampi, sitä korkeampi ilmanpaine.
Korkein ilmanpaine on merenpinnan tasolla. Siksi tämä toimenpide otetaan viitteeksi normaali ilmanpaine.
Ilmanpaineyksiköt
Ilmanpaine on useita mittayksiköitä. S.I.: ssä käytetty Sitä kutsutaan Pascaliksi (Pa) tai hektopascaliksi (hPa). Kuitenkin käytetään myös tankoja (b), millibaareja (mb), "ilmakehiä" (atm), millimetrejä elohopeaa (mm Hg) ja Torricellis (Torr).
Ilmanpaineen kaava
Ilmakehän tai ilmanpaineen laskentakaavaa säätelevät hydrostaattinen perusyhtälö. Katsotaanpa seuraavaksi.
Pa = ρ.g.h
Tässä kaavassa
- Pa on yhtä suuri kuin nesteen pisteessä käytettävä paine.
- ρ on yhtä suuri kuin nesteen tiheys.
- g on yhtä suuri kuin painovoiman kiihtyvyys.
- h on yhtä suuri kuin syvyys.
Jos siis:
- ρ = 13550 kg / m3 (elohopean tiheys)
- g = 9,81 m / s2
- h = 0,76 m (elohopeapylvään korkeus)
Sitten,
- Pa = 101023 Pa
Ilmanpaineen arvo merenpinnalla
Normaali ilmanpaineen arvo (merenpinnalla) on 760 mm, mikä vastaa 760 torria; 1 013,2 mb: ssä (millibaareissa); 101 325 Pa (paskalit); 1013,2 hPa: lla (hektopascalia) tai myös 1 atm: lla (ilmakehä).
Väline ilmanpaineen mittaamiseen
Arenoidibarometri
Ilmanpaineen mittauslaite tunnetaan nimellä barometri. Siksi ilmakehän painetta kutsutaan myös ilmanpaineeksi. Barometrejä on erilaisia. Tärkeimmät ovat seuraavat:
Elohopean barometri
Elohopeaparometrin peruskaavio.
Se on historian ensimmäinen barometri, jonka Evangelista Torricelli keksi vuonna 1643. Se on lasiputki, joka on avoin alaosasta ja suljettu yläpäästä. Tämä putki on täynnä elohopeaa, jonka taso vaihtelee laitteen päällä olevan ilmapylvään painon mukaan. Katsotaanpa, kuinka se on mahdollista.
Niin sanotussa Torricelli-kokeessa tutkija täytti metrisen putken kokonaan elohopealla ja sulki sen sormella. Sitten hän käänsi sen ympäri, asetti sen tiettyyn kaltevuuteen astiaan, myös elohopealla, ja vapautti putken suun.
Tällöin neste laskeutui, mutta lasku pysähtyi 76 cm: n korkeuteen, jolloin yläosaan syntyi tyhjiö. Tästä todettiin, että paine tyhjiössä on yhtä suuri kuin 0. Näillä tiedoilla Torricelli pystyi laskemaan ilmakehän paineen.
Arenoidibarometri
Arenoidibarometrin sisäinen mekanismi
Lucien Vidien vuonna 1843 keksimä barometri koostuu hopeasta metallikapselista. Tämä kapseli on kosketuksessa vipuun, joka on kiinnitetty hammaspyöriin, jotka puolestaan on kiinnitetty osoittimen neulaan. Kapseli supistuu, kun painetta on enemmän, tai laajenee, kun painetta on vähemmän, mikä ohjaa hammaspyörien liikettä ja aktivoi osoitinneulan.
