La pression atmosphérique est la force avec laquelle nous sommes affectés par l'air ambiant, c'est-à-dire l'atmosphère. L'article présentera des expériences au cours desquelles nous nous assurerons que la pression atmosphérique existe réellement. Nous découvrirons qui l'a mesuré pour la première fois, ce qui se passe lorsque la pression atmosphérique est inégalement répartie, et bien plus encore.
Manifestations de la pression atmosphérique
Si l'air appuie sur tout ce qui l'entoure, alors il pèse quelque chose. Est-ce bien vrai, pourquoi alors nous semble-t-il en apesanteur ? Faisons des expériences qui montrent que la pression atmosphérique existe réellement.
Remplissez la seringue d'eau jusqu'au milieu, puis tirez le piston vers le haut. L'eau suivra le piston. La raison en est la pression atmosphérique, mais quand les gens ne connaissaient pas encore son existence, ils ont dit que la nature ne tolérait tout simplement pas le vide. Nous savons maintenant que lorsque le piston monte, une zone se créepression réduite, et l'atmosphère comprime l'eau dans la seringue.
Expérience avec une carte en plastique et un bocal
Remplissez un bocal en verre avec de l'eau, couvrez le dessus avec un morceau de plastique, par exemple, une carte. Retournons le bocal et voyons que la carte tient et ne tombe pas. La force de pression de l'eau est compensée par la force de pression de l'atmosphère. Rien n'appuie sur l'eau d'en haut, mais l'atmosphère appuie d'en bas, en conséquence, la carte est tenue. Si de l'air pénètre entre le plastique et le bocal, la carte tombera et l'eau se déversera.
Appareil Torricelli
Le scientifique italien Torricelli a mesuré la pression atmosphérique pour la première fois. Il l'a fait avec le soi-disant baromètre à mercure. Tout d'abord, Torricelli a rempli un tube de verre de mercure jusqu'en haut, a pris un grand bol de mercure, a retourné le tube, l'a plongé dans le bol et a ouvert l'extrémité inférieure. Mercure a commencé à descendre, mais n'est pas sorti complètement, mais est descendu à une certaine hauteur.
Il s'est avéré que ce niveau est de 760 mm. Par conséquent, la pression de l'atmosphère est capable de contenir une colonne de mercure de 760 mm. Si la pression augmente, elle peut contenir une colonne de plus grande hauteur, si elle diminue, moins. Si tel est le cas, sa taille peut être jugée par la hauteur du pilier. Par conséquent, dans la pratique, la pression de l'atmosphère et des gaz est souvent mesurée avec précision en millimètres de mercure. Établissons une relation entre les millimètres de mercure et les unités usuelles du pascal.
Comment les millimètres de mercure et les pascals sont liés
La pression atmosphérique fait monter le mercure de 760 mm. Cela signifie queune colonne de mercure de 760 mm de haut presse avec une force égale au niveau normal de la pression atmosphérique. 1 mm Hg est la pression produite par une colonne de mercure de 1 mm de hauteur. Imaginez que la hauteur de la colonne de mercure soit de 1 mm. Calculez la pression hydrostatique correspondant à cette altitude.
P=1 mmHg La pression hydrostatique est calculée par la formule: ρgh. ρ est la densité du mercure, g est l'accélération due à la gravité, h est la hauteur de la colonne de liquide. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Remplacez ces données dans la formule. Après la conversion, 13.69.8=133.3 N/m2 restera. N/m2 - c'est Pascal (Pa). Si nous convertissons la pression atmosphérique en hectopascals, alors 1 mm Hg. De l'art. correspond à 1,333 hPa.
Hg et météo
Torricelli a longtemps regardé les lectures du baromètre à mercure. Il a remarqué une chose intéressante. Lorsque la colonne de mercure baisse, c'est-à-dire lorsque la pression atmosphérique devient basse, au bout d'un moment le mauvais temps s'installe. Lorsque la colonne de mercure monte, au bout d'un certain temps le mauvais temps est remplacé par le beau temps. C'est-à-dire que la mesure de la pression atmosphérique vous permet de faire une prévision météorologique.
Désormais, les services météorologiques 24h/24, toutes les 3 heures, mesurent la pression atmosphérique. Le livre de Jules Verne Le capitaine de quinze ans décrit l'observation du baromètre et de la météo. Le protagoniste du livre a découvert que si la colonne de mercure chute rapidement, le temps se détériore fortement, mais pas pour longtemps, si le niveau de mercure diminue lentement, sur plusieurs jours, alorsle temps se détériorera progressivement, mais durera longtemps.
Que se passe-t-il lorsque la pression atmosphérique est inégalement répartie
Considérons une carte synoptique. Il contient les valeurs de la pression atmosphérique dans différentes zones, villes, pays, continents. La direction du mouvement des masses d'air est indiquée par des flèches. Pourquoi le vent souffle-t-il ? La pression atmosphérique est plus forte à certains endroits et moindre à d'autres. D'où il est plus grand, le vent souffle vers où il est plus petit. On le voit dans le sens des flèches sur la carte.
Si vous regardez la planète entière, vous pouvez voir qu'elle est différente dans différentes parties. Les zones de haute pression sont marquées en violet, où les flèches de vent tourbillonnent et se déplacent dans le sens des aiguilles d'une montre. Cette zone de haute pression s'appelle un anticyclone. Le temps est généralement clair.
Mais l'Espagne et le Portugal. Ici, nous observons deux anticyclones les plus puissants. La torsion des courants d'air est liée à la rotation du globe.
Et voici deux puissantes zones de basse pression atmosphérique - seulement 965 hectopascals. Ceci est un cyclone, l'air qu'il contient tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Ainsi, vous pouvez observer la répartition de la pression atmosphérique à différents endroits de notre planète. De nos jours, les météorologues prédisent avec précision les changements météorologiques qui se produisent lorsque la pression atmosphérique est inégalement répartie.
Pression au niveau de la mer et au-dessus
Supposons que le baromètre indique une pression de 1006 hPa. Mais siregardez la carte synoptique d'une zone, d'une ville donnée, il se peut que la pression atmosphérique y soit différente. Pourquoi cela arrive-t-il? Le fait est que les cartes synoptiques montrent les valeurs de la pression atmosphérique au niveau de la mer. Nous pouvons être à une certaine hauteur au-dessus du niveau de la mer, de sorte que la pression indiquée par le baromètre dans la pièce est inférieure à celle du niveau de la mer.
Altimètre
Comment mesurer la hauteur de votre emplacement ? Il existe des instruments spéciaux similaires à un baromètre, mais leur échelle est graduée non pas en unités de pression, mais en unités de hauteur. Les touristes et les pilotes ont de tels appareils. Ils sont appelés altimètres ou altimètres paramétriques. Lorsque le pilote est au sol, il règle l' altimètre à zéro, car sa hauteur au-dessus du sol est nulle. Si nécessaire, il règle la flèche sur la hauteur au-dessus du niveau de la mer, selon qu'il est important pour lui de savoir à quelle hauteur se trouve l'aérodrome au-dessus du niveau de la mer ou non. Dans le cas de vols long-courriers, cela peut être utile, surtout si l'aérodrome est en montagne. Ensuite, en regardant l'aiguille de l' altimètre, le pilote détermine l' altitude.
Pourquoi la pression atmosphérique augmente-t-elle avec l' altitude
Après avoir appris que lorsque la pression atmosphérique est inégalement répartie, le vent se produit, voyons pourquoi la pression diminue avec l'augmentation de l' altitude. L'air a un poids, il est donc attiré par la terre, exerce une pression sur elle. Si nous plaçons un baromètre dans une certaine couche de l'atmosphère, alors il sera pressé par cette couche de l'atmosphère,qui est au-dessus. Il convient de noter que l'atmosphère n'a pas de frontières claires.
Si nous plaçons un baromètre au niveau de la mer, la pression sera égale à la somme de la pression dans cette couche d'air et des pressions dans les couches sus-jacentes de l'atmosphère. C'est-à-dire que lorsque l' altitude augmente, la pression diminue. La question se pose: est-il possible de calculer la pression atmosphérique selon la formule Р=ρgh ? Non, car la valeur de la densité de l'air n'est pas constante dans les différentes couches de l'atmosphère. En bas, l'air est sous plus de pression, donc il est plus dense, et en haut, il est moins dense.
