จะทราบความดันบรรยากาศได้อย่างไร? ความกดอากาศ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดความกดอากาศ

ความสนใจ! การดูแลไซต์ไม่รับผิดชอบต่อเนื้อหา การพัฒนาระเบียบวิธีรวมถึงการปฏิบัติตามการพัฒนามาตรฐานการศึกษาของรัฐบาลกลาง

• ผู้เข้าร่วม: Vertushkin Ivan Aleksandrovich
• หัวหน้า: Elena Anatolyevna Vinogradova

เรื่อง: " ความดันบรรยากาศ"

การแนะนำ

วันนี้ฝนตกนอกหน้าต่าง หลังฝนตก อุณหภูมิอากาศลดลง ความชื้นเพิ่มขึ้น และความดันบรรยากาศลดลง ความกดอากาศเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่กำหนดสภาพอากาศและสภาพอากาศ ดังนั้นความรู้เกี่ยวกับความดันบรรยากาศจึงมีความจำเป็นในการพยากรณ์อากาศ ความสามารถในการวัดความดันบรรยากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ และสามารถวัดได้ด้วยอุปกรณ์บารอมิเตอร์แบบพิเศษ ในบารอมิเตอร์ของเหลว เมื่อสภาพอากาศเปลี่ยนแปลง คอลัมน์ของเหลวจะลดลงหรือเพิ่มขึ้น

ความรู้เรื่องความกดอากาศเป็นสิ่งจำเป็นในทางการแพทย์ค่ะ กระบวนการทางเทคโนโลยีชีวิตมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย มีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศและการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ การเพิ่มหรือลดความกดอากาศอาจเป็นสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศและส่งผลต่อความเป็นอยู่ที่ดีของบุคคล

คำอธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพ 3 ประการที่สัมพันธ์กันจาก ชีวิตประจำวัน:

• ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพอากาศกับความกดอากาศ
• ปรากฏการณ์เบื้องหลังการทำงานของเครื่องมือวัดความดันบรรยากาศ

ความเกี่ยวข้องของงาน

ความเกี่ยวข้องของหัวข้อที่เลือกก็คือ จากการสังเกตพฤติกรรมของสัตว์ ผู้คนจึงสามารถคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ ภัยพิบัติทางธรรมชาติ และหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บล้มตายของมนุษย์ได้ตลอดเวลา

อิทธิพลของความกดอากาศต่อร่างกายของเราเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของความกดอากาศส่งผลกระทบต่อความเป็นอยู่ที่ดีของบุคคลและโดยเฉพาะคนที่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศจะต้องทนทุกข์ทรมาน แน่นอนว่าเราไม่สามารถลดอิทธิพลของความดันบรรยากาศที่มีต่อสุขภาพของมนุษย์ได้ แต่เราสามารถช่วยร่างกายของเราเองได้ ความสามารถในการวัดความดันบรรยากาศ ความรู้เรื่อง สัญญาณพื้นบ้าน,การใช้อุปกรณ์โฮมเมด

เป้าหมายของงาน:ค้นหาว่าความกดอากาศมีบทบาทอย่างไรในชีวิตประจำวันของมนุษย์

งาน:

• ศึกษาประวัติความเป็นมาของการวัดความดันบรรยากาศ
• ตรวจสอบว่ามีความเชื่อมโยงระหว่างสภาพอากาศและความดันบรรยากาศหรือไม่
• ศึกษาประเภทของเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อวัดความดันบรรยากาศที่มนุษย์สร้างขึ้น
• ศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เป็นพื้นฐานของการทำงานของเครื่องมือวัดความดันบรรยากาศ
• การขึ้นอยู่กับแรงดันของเหลวกับความสูงของคอลัมน์ของเหลวในบารอมิเตอร์ของเหลว

วิธีการวิจัย

• การวิเคราะห์วรรณกรรม
• สรุปข้อมูลที่ได้รับ
• ข้อสังเกต.

สาขาวิชา:ความดันบรรยากาศ

สมมติฐาน: ความกดอากาศเป็นสิ่งสำคัญสำหรับมนุษย์ .

ความสำคัญของงาน: เนื้อหาของงานนี้สามารถนำมาใช้ในบทเรียนและกิจกรรมนอกหลักสูตรในชีวิตของเพื่อนร่วมชั้นนักเรียนในโรงเรียนของเราและผู้รักการวิจัยธรรมชาติทุกคน

แผนการทำงาน

I. ส่วนทางทฤษฎี (การรวบรวมข้อมูล):

1. ทบทวนและวิเคราะห์วรรณกรรม
2. แหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต

ครั้งที่สอง ส่วนปฏิบัติ:

• การสังเกต;
• รวบรวมข้อมูลสภาพอากาศ

สาม. ส่วนสุดท้าย:

1. ข้อสรุป
2. การนำเสนอผลงาน.

ประวัติความเป็นมาของการวัดความดันบรรยากาศ

เราอาศัยอยู่ที่ก้นมหาสมุทรแห่งอากาศขนาดมหึมาที่เรียกว่าชั้นบรรยากาศ การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นในบรรยากาศมีผลกระทบต่อบุคคล ต่อสุขภาพ วิถีชีวิตของเขาอย่างแน่นอน เพราะ... มนุษย์เป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติ แต่ละปัจจัยที่กำหนดสภาพอากาศ: ความดันบรรยากาศ อุณหภูมิ ความชื้น ปริมาณโอโซนและออกซิเจนในอากาศ กัมมันตภาพรังสี พายุแม่เหล็กฯลฯ มีผลกระทบโดยตรงหรือโดยอ้อมต่อความเป็นอยู่และสุขภาพของมนุษย์ มาดูความกดอากาศกันดีกว่า

ความดันบรรยากาศ- นี่คือความกดดันของบรรยากาศต่อวัตถุทั้งหมดในนั้นและพื้นผิวโลก

ในปี 1640 แกรนด์ดุ๊กแห่งทัสคานีตัดสินใจสร้างน้ำพุบนระเบียงพระราชวัง และสั่งให้ส่งน้ำจากทะเลสาบใกล้เคียงโดยใช้ปั๊มดูด ช่างฝีมือชาวฟลอเรนซ์ที่ได้รับเชิญกล่าวว่าสิ่งนี้เป็นไปไม่ได้เพราะต้องดูดน้ำให้สูงกว่า 32 ฟุต (มากกว่า 10 เมตร) พวกเขาไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมน้ำถึงไม่ดูดซับถึงความสูงขนาดนั้น ดยุคขอให้นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่แห่งอิตาลีตรวจสอบเรื่องนี้ กาลิเลโอ กาลิเลอี. แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะแก่และป่วยแล้วและไม่สามารถทำการทดลองได้ แต่เขาแนะนำว่าวิธีแก้ปัญหานั้นอยู่ที่การกำหนดน้ำหนักของอากาศและความดันบนผิวน้ำของทะเลสาบ Evangelista Torricelli นักเรียนของกาลิเลโอรับหน้าที่แก้ไขปัญหานี้ เพื่อทดสอบสมมติฐานของครู เขาได้ทำการทดลองอันโด่งดัง หลอดแก้วยาว 1 ม. ปิดผนึกที่ปลายด้านหนึ่งเต็มไปด้วยปรอท และปิดปลายเปิดของหลอดให้แน่น แล้วพลิกด้านนี้ให้เป็นถ้วยที่มีปรอท ปรอทบางส่วนไหลออกจากท่อ บางส่วนยังคงอยู่ พื้นที่ไร้อากาศก่อตัวเหนือสารปรอท บรรยากาศกดปรอทในถ้วย ปรอทในหลอดก็กดปรอทในถ้วยด้วย เนื่องจากสมดุลได้ถูกสร้างขึ้น ความกดดันเหล่านี้จึงเท่ากัน การคำนวณความดันของปรอทในท่อหมายถึงการคำนวณความดันของบรรยากาศ หากความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้นหรือลดลง คอลัมน์ของปรอทในท่อจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามนั้น นี่คือลักษณะที่หน่วยวัดความดันบรรยากาศปรากฏ - มม. rt. ศิลปะ. – มิลลิเมตร ปรอท. ขณะสังเกตระดับปรอทในท่อ Torricelli สังเกตว่าระดับมีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่ามันไม่คงที่และขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ หากความกดดันเพิ่มขึ้นอากาศจะดี: หนาวในฤดูหนาว ร้อนในฤดูร้อน หากความดันลดลงอย่างรวดเร็ว แสดงว่าคาดว่าจะมีเมฆมากและความชื้นในอากาศอิ่มตัว ท่อ Torricelli ที่มีไม้บรรทัดติดอยู่เป็นเครื่องมือชิ้นแรกในการวัดความดันบรรยากาศ - บารอมิเตอร์แบบปรอท (ภาคผนวก 1)

นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ก็สร้างบารอมิเตอร์เช่นกัน: Robert Hooke, Robert Boyle, Emil Marriott บารอมิเตอร์น้ำได้รับการออกแบบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Blaise Pascal และนายอำเภอชาวเยอรมันแห่งเมือง Magdeburg, Otto von Guericke ความสูงของบารอมิเตอร์ดังกล่าวมากกว่า 10 เมตร

ความดันใช้หน่วยต่าง ๆ ได้แก่ มิลลิเมตรปรอท บรรยากาศทางกายภาพในระบบ SI – ปาสคาล

ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพอากาศกับความกดอากาศ

ในนวนิยายของจูลส์ เวิร์น เรื่อง “The Fifteen-Year-Old Captain” ฉันสนใจที่จะอธิบายวิธีทำความเข้าใจการอ่านค่าบารอมิเตอร์

“กัปตันกุล นักอุตุนิยมวิทยาที่ดีสอนให้เขาเข้าใจค่าบารอมิเตอร์ เราจะบอกวิธีใช้อุปกรณ์ที่ยอดเยี่ยมนี้โดยย่อ

1. หลังจากสภาพอากาศดีเป็นเวลานาน บารอมิเตอร์เริ่มลดลงอย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง นี่ถือเป็นสัญญาณของฝนอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตามหาก อากาศดียืนเป็นเวลานานมากคอลัมน์ปรอทสามารถลดลงได้สองหรือสามวันและหลังจากนั้นการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจนจะเกิดขึ้นในบรรยากาศเท่านั้น ในกรณีเช่นนี้ ยิ่งเวลาผ่านไประหว่างเริ่มต้นของดาวพุธตกและฝนเริ่มตกเท่าไร สภาพอากาศที่ฝนตกก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น
2. ในทางตรงกันข้าม หากในช่วงที่มีฝนตกเป็นเวลานาน บารอมิเตอร์จะเริ่มสูงขึ้นอย่างช้าๆ แต่ต่อเนื่อง ก็สามารถทำนายการเริ่มมีอากาศดีได้อย่างมั่นใจ และอากาศที่ดีก็จะคงอยู่นานขึ้นเรื่อย ๆ ยิ่งเวลาผ่านไปตั้งแต่เริ่มปรอทขึ้นจนถึงวันแรกที่อากาศแจ่มใส
3. ในทั้งสองกรณี การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศที่เกิดขึ้นทันทีหลังจากการขึ้นหรือลงของคอลัมน์ปรอทจะคงอยู่ในช่วงเวลาสั้นๆ
4. หากบารอมิเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ แต่ต่อเนื่องเป็นเวลาสองหรือสามวันหรือนานกว่านั้น นี่แสดงว่าอากาศดี แม้ว่าฝนจะตกไม่หยุดตลอดทั้งวันนี้ และในทางกลับกัน แต่หากบารอมิเตอร์ค่อยๆ เพิ่มขึ้นเข้ามา วันฝนตกและเมื่อเริ่มมีอากาศดีก็เริ่มตกทันที อากาศดีก็อยู่ได้ไม่นานนัก และในทางกลับกัน
5. ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง บารอมิเตอร์ที่ลดลงอย่างรวดเร็วบ่งบอกถึงสภาพอากาศที่มีลมแรง ในฤดูร้อนที่ร้อนจัด คาดว่าจะเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง ในฤดูหนาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากน้ำค้างแข็งเป็นเวลานาน การลดลงอย่างรวดเร็วของคอลัมน์ปรอทบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงทิศทางลมที่กำลังจะเกิดขึ้น พร้อมด้วยการละลายและฝน ในทางตรงกันข้าม การเพิ่มขึ้นของสารปรอทในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งเป็นเวลานานบ่งบอกถึงหิมะตก
6. ความผันผวนของระดับคอลัมน์ปรอทบ่อยครั้งบางครั้งเพิ่มขึ้นบางครั้งลดลงไม่ว่าในกรณีใดไม่ควรถือเป็นสัญญาณของการเข้าใกล้ระยะเวลาอันยาวนาน ช่วงที่อากาศแห้งหรือฝนตก การตกหรือเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ของสารปรอทเท่านั้นที่บ่งบอกถึงสภาพอากาศที่มั่นคงเป็นระยะเวลายาวนาน
7. เมื่อปลายฤดูใบไม้ร่วง หลังจากมีลมและฝนเป็นเวลานาน บารอมิเตอร์เริ่มสูงขึ้น จะเป็นการประกาศลมทางเหนือเมื่อเริ่มมีน้ำค้างแข็ง

ต่อไปนี้เป็นข้อสรุปทั่วไปที่สามารถดึงได้จากการอ่านอุปกรณ์อันมีค่านี้ Dick Sand เป็นผู้ตัดสินที่ยอดเยี่ยมในการทำนายของบารอมิเตอร์ และเชื่อมั่นหลายครั้งว่าคำทำนายนั้นถูกต้องเพียงใด ทุกวันเขาจะตรวจดูบารอมิเตอร์ของเขาเพื่อไม่ให้เกิดความประหลาดใจกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ”

ฉันสังเกตการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศและความกดอากาศ และฉันก็มั่นใจว่ามีการพึ่งพาอาศัยกันนี้อยู่

วันที่	อุณหภูมิ,องศาเซลเซียส	ปริมาณน้ำฝน	ความดันบรรยากาศ มิลลิเมตรปรอท	ความขุ่นมัว
				มีเมฆมากเป็นส่วนใหญ่
				มีเมฆมากเป็นส่วนใหญ่
				มีเมฆมากเป็นส่วนใหญ่
				มีเมฆมากเป็นส่วนใหญ่
				มีเมฆมากเป็นส่วนใหญ่
				มีเมฆมากเป็นส่วนใหญ่
				มีเมฆมากเป็นส่วนใหญ่

เครื่องมือวัดความดันบรรยากาศ

เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์และในชีวิตประจำวัน คุณต้องสามารถวัดความดันบรรยากาศได้ มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนี้ - บารอมิเตอร์. ความดันบรรยากาศปกติคือความดันที่ระดับน้ำทะเลที่อุณหภูมิ 15 °C มีค่าเท่ากับ 760 มม.ปรอท ศิลปะ. เรารู้ว่าเมื่อระดับความสูงเปลี่ยนแปลง 12 เมตร ความดันบรรยากาศจะเปลี่ยน 1 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. นอกจากนี้ เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดอากาศจะลดลง และความสูงลดลง ความกดอากาศก็จะเพิ่มขึ้น

บารอมิเตอร์สมัยใหม่ถูกสร้างขึ้นมาแบบไร้ของเหลว เรียกว่าบารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์ บารอมิเตอร์แบบโลหะมีความแม่นยำน้อยกว่า แต่ไม่เทอะทะหรือแตกหักง่าย

- อุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนมาก เช่น เมื่อปีนขึ้นไปชั้นบนสุดของอาคาร 9 ชั้น เนื่องจากความกดอากาศที่แตกต่างกันในระดับความสูงต่างๆ เราจะพบว่าความดันบรรยากาศลดลง 2-3 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ.

บารอมิเตอร์สามารถใช้เพื่อกำหนดระดับความสูงในการบินของเครื่องบินได้ บารอมิเตอร์นี้เรียกว่าเครื่องวัดความสูงด้วยความกดอากาศหรือ เครื่องวัดระยะสูง. แนวคิดของการทดลองของปาสคาลเป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบเครื่องวัดระยะสูง โดยจะกำหนดระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลโดยการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศ

เมื่อสังเกตสภาพอากาศในอุตุนิยมวิทยาหากจำเป็นต้องบันทึกความผันผวนของความกดอากาศในช่วงระยะเวลาหนึ่งให้ใช้เครื่องบันทึก - บาโรกราฟ.

(สตอร์มกลาส) (สตอร์มกลาส, ภาษาดัตช์. พายุ- "พายุ" และ กระจก- “แก้ว”) เป็นสารเคมีหรือบารอมิเตอร์แบบผลึกที่ประกอบด้วยขวดแก้วหรือหลอดบรรจุสารละลายแอลกอฮอล์ โดยละลายการบูร แอมโมเนีย และโพแทสเซียมไนเตรตในสัดส่วนที่กำหนด

ฉันใช้บารอมิเตอร์เคมีนี้อย่างจริงจังในระหว่างที่ฉัน การเดินทางทางทะเลนักอุทกศาสตร์และนักอุตุนิยมวิทยาชาวอังกฤษ พลเรือโทโรเบิร์ต ฟิตซ์รอย ผู้ซึ่งบรรยายพฤติกรรมของบารอมิเตอร์อย่างละเอียด ซึ่งเป็นคำอธิบายที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน ดังนั้น สตอร์มกลาสจึงถูกเรียกว่า "Fitzroy Barometer" ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1831–36 ฟิตซ์รอยเป็นผู้นำการสำรวจทางทะเลบนเรือ HMS Beagle ซึ่งรวมถึงชาร์ลส์ ดาร์วินด้วย

บารอมิเตอร์ทำงานดังนี้ ขวดถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนา แต่ถึงกระนั้นการเกิดและการหายตัวไปของผลึกก็เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในนั้น ผลึกจะก่อตัวในของเหลว ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่กำลังจะเกิดขึ้น รูปทรงต่างๆ. Stormglass มีความไวมากจนสามารถคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศกะทันหันได้ล่วงหน้า 10 นาที หลักการทำงานยังไม่ได้รับการพัฒนาเต็มที่ คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์. บารอมิเตอร์ทำงานได้ดีขึ้นเมื่อตั้งอยู่ใกล้หน้าต่าง โดยเฉพาะในบ้านคอนกรีตเสริมเหล็ก ในกรณีนี้ บารอมิเตอร์ไม่ได้รับการปกป้องมากนัก

บารอสโคป– อุปกรณ์สำหรับติดตามการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศ คุณสามารถสร้างบารอสโคปด้วยมือของคุณเอง การทำบาโรสโคปต้องใช้อุปกรณ์ดังต่อไปนี้: ขวดแก้วความจุ 0.5 ลิตร

1. แผ่นฟิล์มจากบอลลูน
2. แหวนยาง.
3. ลูกศรฟางน้ำหนักเบา
4. ลวดสำหรับยึดลูกศร
5. สเกลแนวตั้ง
6. ตัวอุปกรณ์.

การขึ้นอยู่กับแรงดันของเหลวกับความสูงของคอลัมน์ของเหลวในบารอมิเตอร์ของเหลว

เมื่อความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลงในบารอมิเตอร์ของเหลว ความสูงของคอลัมน์ของเหลว (น้ำหรือปรอท) จะเปลี่ยนไป: เมื่อความดันลดลง ความดันจะลดลง เมื่อความดันเพิ่มขึ้น จะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีการขึ้นอยู่กับความสูงของคอลัมน์ของเหลวกับความดันบรรยากาศ แต่ของเหลวนั้นกดที่ด้านล่างและผนังของภาชนะ

นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส บี. ปาสกาล ในช่วงกลางศตวรรษที่ 17 ได้ก่อตั้งกฎเชิงประจักษ์ที่เรียกว่า กฎของปาสคาล:

ความดันในของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง และไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางของพื้นที่ที่ของเหลวหรือก๊าซกระทำ

เพื่ออธิบายกฎของปาสคาล รูปนี้แสดงปริซึมสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่แช่อยู่ในของเหลว หากเราสมมติว่าความหนาแน่นของวัสดุปริซึมเท่ากับความหนาแน่นของของเหลว ปริซึมนั้นจะต้องอยู่ในสภาวะสมดุลที่ไม่แยแสในของเหลว ซึ่งหมายความว่าแรงกดที่กระทำต่อขอบปริซึมจะต้องมีความสมดุล สิ่งนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อแรงกดดัน เช่น แรงที่กระทำต่อหน่วยพื้นที่ผิวของแต่ละหน้าเท่ากัน: พี 1 = พี 2 = พี 3 = พี.

ความดันของของเหลวที่ผนังด้านล่างหรือด้านข้างของถังขึ้นอยู่กับความสูงของคอลัมน์ของเหลว แรงกดที่ด้านล่างของภาชนะทรงกระบอกที่มีความสูง ชม.และพื้นที่ฐาน สเท่ากับน้ำหนักของคอลัมน์ของเหลว มก, ที่ไหน ม = ρ GHSคือมวลของของเหลวในภาชนะ ρ คือความหนาแน่นของของเหลว ดังนั้น p = ρ GHS / ส

แรงดันเท่ากันที่ความลึก ชม.ตามกฎของปาสคาล ของเหลวยังส่งผลต่อผนังด้านข้างของเรือด้วย ความดันคอลัมน์ของเหลว ρ ghเรียกว่า ความดันอุทกสถิต.

อุปกรณ์หลายอย่างที่เราพบในชีวิตใช้กฎของแรงดันของเหลวและก๊าซ เช่น ถังสื่อสาร การจ่ายน้ำ เครื่องอัดไฮดรอลิก ประตูระบายน้ำ น้ำพุ บ่อน้ำบาดาล ฯลฯ

บทสรุป

วัดความกดอากาศเพื่อคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่อาจเกิดขึ้นได้มากขึ้น มีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการเปลี่ยนแปลงความดันและการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ การเพิ่มหรือลดความดันบรรยากาศโดยมีความน่าจะเป็นบางประการอาจเป็นสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ คุณต้องรู้: หากความกดอากาศลดลง คาดว่าจะมีเมฆมากและมีฝนตก แต่หากเพิ่มขึ้น คาดว่าจะมีอากาศแห้ง โดยมีอากาศหนาวในฤดูหนาว หากความกดดันลดลงอย่างรวดเร็ว อาจเกิดสภาพอากาศเลวร้ายร้ายแรงได้ เช่น พายุ พายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง หรือพายุ

แม้แต่ในสมัยโบราณ แพทย์ยังเขียนเกี่ยวกับอิทธิพลของสภาพอากาศที่มีต่อร่างกายมนุษย์ ในทางการแพทย์ของทิเบตมีการกล่าวถึงว่า “อาการปวดข้อจะเพิ่มขึ้นในช่วงฝนตกและช่วงที่มีลมแรง” นักเล่นแร่แปรธาตุและแพทย์ชื่อดัง พาราเซลซัส ตั้งข้อสังเกตว่า “ผู้ที่ศึกษาเรื่องลม ฟ้าผ่า และสภาพอากาศ รู้ถึงที่มาของโรค”

เพื่อให้บุคคลมีความสะดวกสบาย ความดันบรรยากาศจะต้องเท่ากับ 760 มม. rt. ศิลปะ. หากความดันบรรยากาศเบี่ยงเบนไป 10 มม. ในทิศทางใดทิศทางหนึ่งบุคคลจะรู้สึกไม่สบายและอาจส่งผลต่อสุขภาพของเขาได้ เหตุการณ์ไม่พึงประสงค์สังเกตได้ในช่วงระยะเวลาของการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศ - เพิ่มขึ้น (การบีบอัด) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดลง (การบีบอัด) ให้เป็นปกติ ยิ่งการเปลี่ยนแปลงของความดันเกิดขึ้นช้าลงเท่าใด ร่างกายก็จะปรับตัวเข้ากับความดันได้ดีขึ้นและไม่มีผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์

ความดันนี้เรียกว่าความดันบรรยากาศ มันใหญ่แค่ไหน?

ส่งโดยผู้อ่านจากเว็บไซต์อินเทอร์เน็ต

ห้องสมุดฟิสิกส์ บทเรียนฟิสิกส์ โปรแกรมฟิสิกส์ บันทึกบทเรียนฟิสิกส์ หนังสือเรียนฟิสิกส์ การบ้านสำเร็จรูป

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนอัปเดตชิ้นส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน แทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบ แผนปฏิทินเป็นเวลาหนึ่งปี หลักเกณฑ์โปรแกรมการอภิปราย บทเรียนบูรณาการ

บรรยากาศโดยรอบ โลก, ออกแรงกดดันบนพื้นผิวโลกและวัตถุทั้งหมดที่อยู่เหนือพื้นดิน ในบรรยากาศพักผ่อน ความดัน ณ จุดใดๆ เท่ากับน้ำหนักของคอลัมน์อากาศที่วางอยู่ ซึ่งขยายไปจนถึงขอบนอกของบรรยากาศ และมีหน้าตัด 1 ซม. 2

นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีวัดความดันบรรยากาศเป็นครั้งแรก เอวานเจลิสต้า ตอร์ริเชลลีในปี 1644 อุปกรณ์จะเป็นท่อรูปตัว U ยาวประมาณ 1 เมตร ปิดผนึกที่ปลายด้านหนึ่งและเต็มไปด้วยสารปรอท เนื่องจากไม่มีอากาศในส่วนบนของท่อ ความดันของปรอทในท่อจึงถูกสร้างขึ้นตามน้ำหนักของคอลัมน์ปรอทในท่อเท่านั้น ดังนั้น ความดันบรรยากาศจะเท่ากับความดันของคอลัมน์ปรอทในท่อ และความสูงของคอลัมน์นี้ขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศของอากาศโดยรอบ ยิ่งความดันบรรยากาศสูง คอลัมน์ปรอทในท่อก็จะยิ่งสูงขึ้น ดังนั้น ความสูงของคอลัมน์นี้สามารถใช้เพื่อวัดความดันบรรยากาศได้

ความดันบรรยากาศปกติ (ที่ระดับน้ำทะเล) คือ 760 mmHg (mmHg) ที่ 0°C เช่น ถ้าความดันบรรยากาศเท่ากับ 780 มม.ปรอท ข้อ หมายความว่า อากาศสร้างแรงดันเดียวกันกับแรงดันที่เกิดจากคอลัมน์แนวตั้งที่มีปรอทสูง 780 มม.

เมื่อสังเกตความสูงของคอลัมน์ปรอทในท่อวันแล้ววันเล่า Torricelli พบว่าความสูงนี้มีการเปลี่ยนแปลง และการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศมีความเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ด้วยการติดตั้งสเกลแนวตั้งติดกับท่อ Torricelli จึงได้รับอุปกรณ์ง่ายๆ สำหรับวัดความดันบรรยากาศ - บารอมิเตอร์ ต่อมา วัดความดันโดยใช้บารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์ ("ไร้ของเหลว") ซึ่งไม่ใช้ปรอท และวัดความดันโดยใช้สปริงโลหะ ในทางปฏิบัติ ก่อนที่จะอ่านค่า คุณต้องแตะนิ้วของคุณเบา ๆ บนกระจกของอุปกรณ์เพื่อเอาชนะการเสียดสีในระบบส่งกำลังแบบคันโยก

ทำจากท่อ Torricelli บารอมิเตอร์ถ้วยสถานีซึ่งเป็นเครื่องมือหลักในการวัดความดันบรรยากาศบน สถานีตรวจอากาศตอนนี้. ประกอบด้วยท่อวัดความกดอากาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 8 มม. และยาวประมาณ 80 ซม. โดยหย่อนปลายที่ว่างลงในถ้วยวัดความกดอากาศ ท่อความกดอากาศทั้งหมดถูกหุ้มไว้ในกรอบทองเหลือง โดยส่วนบนของท่อจะมีส่วนแนวตั้งเพื่อสังเกตวงเดือนของเสาปรอท

ที่ความดันบรรยากาศเท่ากัน ความสูงของคอลัมน์ปรอทจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความเร่ง ฤดูใบไม้ร่วงฟรีซึ่งแตกต่างกันไปบ้างขึ้นอยู่กับละติจูดและระดับความสูง หากต้องการไม่รวมการพึ่งพาความสูงของคอลัมน์ปรอทในบารอมิเตอร์กับพารามิเตอร์เหล่านี้ ความสูงที่วัดได้จะลดลงเหลืออุณหภูมิ 0 ° C และความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่ระดับน้ำทะเลที่ละติจูด 45 ° และโดยการแนะนำเครื่องมือ แก้ไขจะได้แรงดันที่สถานี

ตาม ระบบระหว่างประเทศหน่วย (ระบบ SI) หน่วยพื้นฐานสำหรับการวัดความดันบรรยากาศคือเฮกโตปาสกาล (hPa) อย่างไรก็ตามในการให้บริการของหลายองค์กรอนุญาตให้ใช้หน่วยเก่า: มิลลิบาร์ (mb) และมิลลิเมตรปรอท (มม. ปรอท) .

1 เมกะไบต์ = 1 เฮกโตพาสคาล; 1 มิลลิเมตรปรอท = 1.333224 เฮกตาร์

เรียกว่าการกระจายตัวของความดันบรรยากาศเชิงพื้นที่ สนามความดัน. สนามความดันสามารถแสดงได้ด้วยสายตาโดยใช้พื้นผิวทุกจุดที่ความดันเท่ากัน พื้นผิวดังกล่าวเรียกว่าไอโซบาริก เพื่อให้ได้ภาพการกระจายแรงดันบนพื้นผิวโลก แผนที่ไอโซบาร์จึงถูกสร้างขึ้นที่ระดับน้ำทะเล เพื่อทำสิ่งนี้ต่อไป แผนที่ทางภูมิศาสตร์แสดงความดันบรรยากาศที่วัดได้ที่สถานีอุตุนิยมวิทยาและปรับให้เป็นมาตรฐานกับระดับน้ำทะเล จากนั้นจุดที่มีความดันเท่ากันจะเชื่อมต่อกันด้วยเส้นโค้งเรียบ พื้นที่ไอโซบาร์ปิดด้วย ความดันโลหิตสูงตรงกลางเรียกว่า ความดันสูงสุด หรือ แอนติไซโคลน และพื้นที่ของไอโซบาร์ปิดด้วย ความดันโลหิตต่ำตรงกลางเรียกว่าบาริกต่ำหรือพายุไซโคลน

ความกดอากาศในทุกจุดบนพื้นผิวโลกไม่คงที่ บางครั้งความกดดันอาจเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป แต่บางครั้งก็แทบไม่เปลี่ยนแปลงเลยเป็นเวลานาน ใน หลักสูตรรายวันแรงกดดันมีสองค่าสูงสุดและค่าต่ำสุดสองค่า เวลาสูงสุดจะสังเกตได้ประมาณ 10 และ 22 ชั่วโมงตามเวลาท้องถิ่น ต่ำสุดประมาณ 4 และ 16 ชั่วโมง ความกดดันที่แปรผันในแต่ละปีขึ้นอยู่กับสภาพทางกายภาพและทางภูมิศาสตร์อย่างมาก การเคลื่อนไหวนี้มองเห็นได้ชัดเจนในทวีปต่างๆ มากกว่าในมหาสมุทร

ความกดอากาศคือแรงที่อากาศรอบตัวเรากดทับบนพื้นผิวโลก คนแรกที่วัดได้คือ Evangelista Torricelli นักเรียนของกาลิเลโอ กาลิเลอี ในปี 1643 เขาได้ทำการทดลองง่ายๆ ร่วมกับเพื่อนร่วมงานของเขา Vincenzo Viviani

ประสบการณ์ตอร์ริเชลลี

เขาสามารถระบุความดันบรรยากาศได้อย่างไร? ใช้ท่อยาวเมตรปิดผนึกที่ปลายด้านหนึ่ง Torricelli เทปรอทลงไป ใช้นิ้วปิดรู แล้วพลิกกลับด้าน แล้วหย่อนลงในชามที่เต็มไปด้วยปรอทด้วย ขณะเดียวกันก็มีสารปรอทบางส่วนไหลออกมาจากท่อ ปรอทหยุดที่ 760 มม. จากระดับพื้นผิวของปรอทในโถ

สิ่งที่น่าสนใจคือผลลัพธ์ของการทดลองไม่ได้ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง ความเอียง หรือแม้แต่รูปร่างของท่อ เพราะปรอทจะหยุดที่ระดับเดียวกันเสมอ อย่างไรก็ตาม หากสภาพอากาศเปลี่ยนแปลงกะทันหัน (และความกดอากาศลดลงหรือเพิ่มขึ้น) คอลัมน์ปรอทจะลดลงหรือเพิ่มขึ้นสองสามมิลลิเมตร

ตั้งแต่นั้นมา วัดความดันบรรยากาศเป็นมิลลิเมตรปรอท และความดันอยู่ที่ 760 มม. rt. ศิลปะ. ถือว่าเท่ากับ 1 บรรยากาศ และเรียกว่าความดันปกติ นี่คือวิธีการสร้างบารอมิเตอร์เครื่องแรก - อุปกรณ์สำหรับวัดความดันบรรยากาศ

วิธีอื่นในการวัดความดันบรรยากาศ

ปรอทไม่ใช่ของเหลวชนิดเดียวที่สามารถใช้วัดความดันบรรยากาศได้ นักวิทยาศาสตร์หลายคนใน เวลาที่แตกต่างกันพวกเขาสร้างบารอมิเตอร์น้ำ แต่เนื่องจากน้ำเบากว่าปรอทมาก ท่อของพวกมันจึงสูงถึง 10 เมตร นอกจากนี้น้ำกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0 ° C ซึ่งสร้างความไม่สะดวกบางประการ

บารอมิเตอร์แบบปรอทสมัยใหม่ใช้หลักการของ Torricelli แต่ค่อนข้างซับซ้อนกว่า ตัวอย่างเช่น บารอมิเตอร์แบบกาลักน้ำเป็นหลอดแก้วยาวที่โค้งงอเป็นกาลักน้ำและเต็มไปด้วยปรอท ปลายด้านยาวของท่อถูกซีล ปลายด้านสั้นเปิดอยู่ น้ำหนักเล็กน้อยลอยอยู่บนพื้นผิวเปิดของปรอท และสมดุลด้วยน้ำหนักถ่วง เมื่อความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลง ปรอทจะเคลื่อนที่ โดยลากลอยไปด้วย ซึ่งในทางกลับกัน จะทำให้น้ำหนักถ่วงที่เชื่อมต่อกับลูกศรเคลื่อนที่

บารอมิเตอร์ปรอทใช้ในห้องปฏิบัติการที่อยู่กับที่และที่สถานีอุตุนิยมวิทยา มีความแม่นยำมาก แต่ค่อนข้างเทอะทะทั้งที่บ้านหรือที่บ้าน สภาพสนามความดันบรรยากาศวัดโดยใช้บารอมิเตอร์แบบไม่มีของเหลวหรือบารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์

บารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์ทำงานอย่างไร

ในบารอมิเตอร์ไร้ของเหลว ความผันผวนของความดันบรรยากาศจะถูกตรวจจับโดยกล่องโลหะทรงกลมขนาดเล็กที่มีอากาศบริสุทธิ์อยู่ภายใน กล่องแอนรอยด์มีผนังเมมเบรนลูกฟูกบางๆ ซึ่งถูกดึงกลับด้วยสปริงขนาดเล็ก เมมเบรนจะโค้งงอออกไปด้านนอกเมื่อความดันบรรยากาศลดลงและกดเข้าด้านในเมื่อความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้น การเคลื่อนไหวเหล่านี้ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของลูกศรที่เคลื่อนที่ไปตามมาตราส่วนพิเศษ สเกลของบารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์นั้นอยู่ในแนวเดียวกับบารอมิเตอร์แบบปรอท แต่ก็ยังถือว่าเป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำน้อยกว่า เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไป สปริงและเมมเบรนจะสูญเสียความยืดหยุ่น