Механика давления воздуха

Давление воздухаатмосферное давление или барометрическое давление - это давление, оказываемое на поверхность весом масса воздуха (и его молекулы) над ним.

Давление воздуха - сложная концепция. Как может что-то невидимое иметь массу и вес? Воздух имеет массу, потому что он состоит из смесь газов которые имеют массу. Сложите вес всех этих газов, которые составляют сухой воздух (кислород, азот, углекислый газ, водород и другие), и вы получите вес сухого воздуха.

Молекулярная масса или молярная масса сухого воздуха составляет 28,97 грамма на моль. Хотя это не очень много, типичная воздушная масса состоит из невероятно большого количества молекул воздуха. Таким образом, вы можете начать видеть, как воздух может иметь значительный вес, когда массы всех молекул сложены вместе.

Так какова связь между молекулами и давлением воздуха? Если число молекул воздуха над областью увеличивается, на эту область оказывается больше молекул, оказывающих давление, и его общее атмосферное давление увеличивается. Это то, что мы называем

Давление воздуха не одинаково по всей Земле. Он варьируется от 980 до 1050 миллибар и изменяется с высотой. Чем выше высота, тем ниже давление воздуха. Это потому, что количество молекул воздуха уменьшается на больших высотах, уменьшая плотность воздуха и давление воздуха. Давление воздуха самое высокое на уровне моря, где плотность воздуха наибольшая.

Есть 5 основ о давлении воздуха:

• Оно увеличивается с увеличением плотности воздуха и уменьшается с уменьшением плотности воздуха.
• Он увеличивается при повышении температуры и понижается при понижении температуры.
• Он увеличивается на малых высотах и ​​уменьшается на больших.
• Воздух движется от высокого давления к низкому давлению.
• Давление воздуха измеряется погодным прибором, известным как барометр. (Вот почему его иногда называют «барометрическим давлением».)

барометр используется для измерения атмосферного давления в единицах, называемых атмосферами или милибарами. Самый старый тип барометра ртутный барометр. Этот прибор измеряет ртуть, когда она поднимается или опускается в стеклянной трубке барометра. Так как атмосферное давление в основном вес воздуха в атмосфера над резервуаром уровень ртути в барометре будет продолжать изменяться до тех пор, пока вес ртути в стеклянной трубке не будет точно равен весу воздуха над резервуаром. Как только они перестают двигаться и сбалансированы, давление записывается путем «чтения» значения на высоте ртути в вертикальном столбце.

Если вес ртути меньше атмосферного давления, уровень ртути в стеклянной трубке повысится (высокое давление). В областях высокого давления воздух опускается к поверхности земли быстрее, чем может вытекать в окружающие районы. Поскольку количество молекул воздуха над поверхностью увеличивается, на эту поверхность действует большее количество молекул. С увеличением веса воздуха над резервуаром уровень ртути поднимается до более высокого уровня.

Если вес ртути больше атмосферного давления, уровень ртути упадет (низкое давление). В зоны низкого давленияВоздух поднимается от поверхности Земли быстрее, чем он может быть заменен воздухом, поступающим из окружающих областей. Поскольку количество молекул воздуха над областью уменьшается, на эту поверхность оказывается меньше молекул, способных оказывать силу. При уменьшении массы воздуха над резервуаром уровень ртути падает до более низкого уровня.

Другие типы барометров включают анероидные и цифровые барометры. Анероидные барометры не содержат ртути или любой другой жидкости, но имеют герметичную и воздухонепроницаемую металлическую камеру. Камера расширяется или сжимается в ответ на изменения давления, и указатель на циферблате используется для индикации показаний давления. Современные барометры являются цифровыми и способны точно и быстро измерять атмосферное давление. Эти электронные приборы отображают текущие показания атмосферного давления на экране дисплея.

Атмосферное давление зависит от дневного нагрева от солнца. Это нагревание не происходит равномерно по всей Земле, поскольку некоторые области нагреваются больше, чем другие. Когда воздух нагревается, он поднимается и может привести к созданию системы низкого давления.

Давление в центре система низкого давления ниже, чем воздух в окрестностях. Ветры дуют в область низкого давления, вызывая рост воздуха в атмосфере. Водяной пар в поднимающемся воздухе конденсируется, образуя облака и, во многих случаях, осадки. Из-за Эффект КориолисаВ результате вращения Земли ветры в системе низкого давления циркулируют против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии. Системы низкого давления могут создавать нестабильную погоду и штормы, такие как циклоны, ураганы и тайфуны. Как общее практическое правило, минимумы имеют давление около 1000 миллибар (29,54 дюймов ртути). По состоянию на 2016 год самое низкое из когда-либо зарегистрированных на Земле давления составляло 870 мбар (25,69 дюйма ртутного столба) в глазу Тайфуна над Тихим океаном 12 октября 1979 года.

В системы высокого давлениявоздух в центре системы находится под более высоким давлением, чем воздух в окружающей зоне. Воздух в этой системе тонет и уносится от высокого давления. Этот нисходящий воздух уменьшает образование водяного пара и облаков, что приводит к слабым ветрам и стабильной погоде. Поток воздуха в системе высокого давления противоположен потоку системы низкого давления. Воздух циркулирует по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии.

Статья отредактирована Реджина Бейли

• Британника, редакторы энциклопедии. "Атмосферное давление." Энциклопедия Британника, Encyclopædia Britannica, Inc., 5 марта. 2018, www.britannica.com/science/atmospheric-pressure.
• Национальное географическое общество. "Барометр." Национальное географическое общество9 октября 2012, www.nationalgeographic.org/encyclopedia/barometer/.
• «Максимумы и минимумы давления воздуха». Безопасность Зимней Погоды | UCAR Центр Научного Образования, scied.ucar.edu/shortcontent/highs-and-lows-air-pressure.