Изменение давления с высотой таблица


Как с высотой изменяется атмосферное давление. Формула, график

Не все знают, что на разной высоте давление атмосферы отличается. Существует даже специальный прибор для измерения и давления, и высоты. Называется он барометр-альтиметр. В статье мы подробно изучим, как с высотой изменяется атмосферное давление и при чем тут плотность воздуха. Рассмотрим эту зависимость на примере графика.

Давление атмосферы на разных высотах

Атмосферное давление зависит от высоты. При ее увеличении на 12 м давление уменьшается на 1 мм ртутного столба. Этот факт можно записать с помощью такого математического выражения: ∆h/∆P=12 м/мм рт. ст. ∆h — это изменение высоты, ∆P — изменение атмосферного давления при изменении высоты на ∆h. Что из этого следует?

Из формулы видно, как с высотой изменяется атмосферное давление. Значит, если мы поднимемся на 12 м, то АД уменьшится на 12 мм ртутного столба, если на 24 м — то на 2 мм ртутного столба. Таким образом, измеряя атмосферное давление, можно судить о высоте.

Миллиметры ртутного столба и гектопаскали

В некоторых задачах давление выражается не в миллиметрах ртутного столба, а в паскалях или гектопаскалях. Запишем вышеприведенное соотношение для случая, когда давление выражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.

Теперь выразим соотношение высоты и атмосферного давления не через миллиметры ртутного столба, а через гектопаскали. ∆h/∆P=12 м/1,333 гПа. После вычисления получим: ∆h/∆P=9 м/гПа. Выходит, что когда мы поднимаемся на 9 метров, то давление уменьшается на один гектопаскаль. Нормальное давление — это 1013 гПа. Округлим 1013 до 1000 и примем, что на поверхности Земли именно такое АД.

Если мы поднимаемся на 90 м, как с высотой изменяется атмосферное давление? Оно уменьшается на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м — на 1000 гПа. Если на земле давление в 1000 гПа, а мы поднялись на 900 м вверх, то атмосферное давление стало нулевым. Так что, получается что атмосфера заканчивается на девятикилометровой высоте? Нет. На такой высоте есть воздух, там летают самолеты. Так в чем же дело?

Связь плотности воздуха и высоты. Особенности

Как с высотой изменяется атмосферное давление вблизи поверхности Земли? На этот вопрос уже ответила картинка выше. Чем больше высота, тем меньше плотность воздуха. Покуда мы находимся недалеко от поверхности земли, изменение плотности воздуха незаметно. Поэтому на каждую единицу высоты давление уменьшается примерно на одно и тоже значение. Два записанные нами ранее выражения нужно воспринимать как правильные, только если мы находимся недалеко от поверхности Земли, не выше 1-1,5 км.

График, показывающий как атмосферное давление изменяется с высотой

Теперь перейдем к наглядности. Построим график зависимости давления атмосферы от высоты. При нулевой высоте P0=760мм рт. ст. Из-за того, что с ростом высоты давление уменьшается, атмосферный воздух будет менее сжат, его плотность станет меньше. Поэтому на графике зависимость давления от высоты не будет описываться прямой линией. Что это значит?

Как с высотой изменяется атмосферное давление? Над поверхностью земли? На высоте 5,5 км оно уменьшается в 2 раза (Р0/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р0/4 и т. д.

Соединим точки, и мы увидим, что график — это не прямая, а кривая. Почему, когда мы записывали соотношение зависимости, складывалось впечатление, что на высоте 9 км атмосфера заканчивается? Мы считали, что график является прямой на любых высотах. Это было бы так, если бы атмосфера была жидкой, то есть если бы ее плотность была постоянной.

Важно понимать, что этот график является лишь фрагментом зависимости на малых высотах. Ни на какой точке этой линии давление не снижается до нуля. Даже в глубоком космосе существуют молекулы газов, которые, правда, не имеют отношение к земной атмосфере. Ни в одной точке Вселенной не существует абсолютного вакуума, пустоты.

ГОСТ 4401-81


ГОСТ 4401-81

Группа Т27

 
АТМОСФЕРА СТАНДАРТНАЯ

Параметры

Standart atmosphere. Parameters



МКС 07.040
ОКСТУ 7502

Дата введения 1982-07-01

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.02.81 N 145

2. Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 2533-75

3. ВЗАМЕН ГОСТ 4401-73

4. ИЗДАНИЕ (май 2004 года) с Изменением N 1, утвержденным в феврале 1987 года (ИУС 5-87)



Настоящий стандарт устанавливает числовые значения основных параметров атмосферы для высот от минус 2000 до 1200000 м. Данные табл.1-4 устанавливают средние значения параметров атмосферы для широты 45°32'33", соответствующие среднему уровню солнечной активности.

Стандарт предназначен для использования при расчетах и проектировании летательных аппаратов, при обработке результатов геофизических и метеорологических наблюдений и для приведения результатов испытаний летательных аппаратов и их элементов к одинаковым условиям и не предназначен для баллистических расчетов искусственных спутников Земли.

Стандарт соответствует МС ИСО 2533.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 1. Температура, давление, плотность воздуха и ускорение свободного падения в функции геометрической и геопотенциальной высот

Таблица 1


Температура, давление, плотность воздуха и ускорение свободного падения
в функции геометрической и геопотенциальной высот


От -2000 до -50 м

Величины в функции геометрической высоты

Величины в функции геопотенциальной высоты

температура

давление

температура

давление

Гео-
мет-
ричес-
кая высота , м

гео-
по-
тенци-
альная высота , м'

, К

, °C

Па

мм рт.ст.

плот-
ность
,
кг/м

уско-
рение свобо-
дного падения , м/с

Геопо-
тенци-
альная высота , м'

геомет-
ричес-
кая высота , м

, К

, °C

Па

мм рт.ст.

плот-
ность
,
кг/м

уско-
рение свобо-
дного падения , м/с

-2000

-2001

301,154

28,004

1,27783+5

9,58450+2

1,47816 0

9,8128

-2000

-1999

301,150

28,000

1,27774+5

9,58382+2

1,47808 0

9,8128

-1950

-1951

300,829

27,679

1,27059

9,53023

1,47138

9,8127

-1950

-1949

300,825

27,675

1,27051

9,52958

1,47130

9,8127

-1900

-1901

300,504

27,354

1,26339

9,47621

1,46462

9,8125

-1900

-1899

300,500

27,350

1,26331

9,47559

1,46455

9,8125

-1850

-1851

300,179

27,029

1,25622

9,42243

1,45789

9,8124

-1850

-1849

300,175

27,025

1,25614

9,42186

1,45782

9,8124

-1800

-1801

299,853

26,703

1,24908

9,36891

1,45118

9,8122

-1800

-1799

299,850

26,700

1,24901

9,36836

1,45111

9,8122

-1750

-1750

299,528

26,378

1,24198

9,31563

1,44449

9,8121

-1750

-1750

299,525

26,375

1,24191

9,31512

1,44443

9,8121

-1700

-1700

299,203

26,053

1,23491

9,26260

1,43783

9,8119

-1700

-1700

299,200

26,050

1,23485

9,26212

1,43777

9,8119

-1650

-1650

298,878

25,728

1,22787

9,20981

1,43119

9,8117

-1650

-1650

298,875

25,725

1,22781

9,20936

1,43114

9,8117

-1600

-1600

298,553

25,403

1,22087

9,15727

1,42458

9,8116

-1600

-1600

298,550

25,400

1,22081

9,15685

1,42452

9,8116

-1550

-1550

298,227

25,077

1,21390

9,10497

1,41799

9,8114

-1550

-1550

298,225

25,075

1,21384

9,10458

1,41794

9,8114

-1500

-1500

297,902

24,752

1,20696+5

9,05292+2

1,41142 0

9,8113

-1500

-1500

297,900

24,750

1,20691+5

9,05255+2

1,41137 0

9,8113

-1450

-1450

297,577

24,427

1,20005

9,00111

1,40487

9,8111

-1450

-1450

297,575

24,425

1,20000

9,00076

1,40483

9,8111

-1400

-1400

297,252

24,102

1,19317

8,94953

1,39835

9,8110

-1400

-1400

297,250

24,100

1,19313

8,94922

1,39831

9,8110

-1350

-1350

296,927

23,777

1,18633

8,89820

1,39185

9,8108

-1350

-1350

296,925

23,775

1,18629

8,89791

1,39182

9,8108

-1300

-1300

296,602

23,452

1,17952

8,84711

1,38538

9,8107

-1300

-1300

296,600

23,450

1,17948

8,84684

1,38535

9,8107

-1250

-1250

296,277

23,127

1,17274

8,79626

1,37893

9,8105

-1250

-1250

296,275

23,125

1,17270

8,79601

1,37890

9,8105

-1200

-1200

295,951

22,801

1,16599

8,74564

1,37250

9,8104

-1200

-1200

295,950

22,800

1,16596

8,74541

1,37247

9,8104

-1150

-1150

295,626

22,476

1,15927

8,69526

1,36609

9,8102

-1150

-1150

295,625

22,475

1,15924

8,69505

1,36607

9,8102

-1100

-1100

295,301

22,151

1,15259

8,64512

1,35971

9,8100

-1100

-1100

295,300

22,150

1,15256

8,64493

1,35969

9,8100

-1050

-1050

294,976

21,826

1,14593

8,59521

1,35335

9,8099

-1050

-1050

294,975

21,825

1,14591

8,59504

1,35333

9,8099

-1000

-1000

294,651

21,501

1,13931+5

8,54554+2

1,34702 0

9,8097

-1000

-1000

294,650

21,500

1,13929+5

8,54538+2

1,34700 0

9,8097

-950

-950

294,326

21,176

1,13272

8,49610

1,34070

9,8096

- 950

- 950

294,325

21,175

1,13270

8,49596

1,34068

9,8096

-900

-900

294,001

20,851

1,12616

8,44689

1,33441

9,8094

- 900

- 900

294,000

20,850

1,12614

8,44677

1,33439

9,8094

-850

-850

293,676

20,526

1,11963

8,39792

1,32814

9,8093

- 850

- 850

293,675

20,525

1,11961

8,39781

1,32813

9,8093

-800

-800

293,351

20,201

1,11313

8,34917

1,32190

9,8091

- 800

- 800

293,350

20,200

1,11312

8,34908

1,32188

9,8091

-750

-750

293,026

19,876

1,10666

8,30066

1,31567

9,8090

- 750

- 750

293,025

19,875

1,10665

8,30058

1,31566

9,8090

-700

-700

292,701

19,551

1,10023

8,25238

1,30947

9,8088

- 700

- 700

292,700

19,550

1,10022

8,25230

1,30946

9,8088

-650

-650

292,375

19,225

1,09382

8,20432

1,30330

9,8087

- 650

- 650

292,375

19,225

1,09381

8,20426

1,30329

9,8087

-600

-600

292,050

18,900

1,08744

8,15649

1,29714

9,8085

- 600

- 600

292,050

18,900

1,08744

8,15644

1,29713

9,8085

-550

-550

291,725

18,575

1,08110

8,10889

1,29101

9,8083

- 550

- 550

291,725

18,575

1,08109

8,10884

1,29100

9,8083

-500

-500

291,400

18,250

1,07478+5

8,06151+2

1,28490 0

9,8082

- 500

- 500

291,400

18,250

1,07477+5

8,06148+2

1,28489 0

9,8082

-450

-450

291,075

17,925

1,06849

8,01436

1,27881

9,8080

- 450

- 450

291,075

17,925

1,06849

8,01433

1,27880

9,8080

-400

-400

290,750

17,600

1,06224

7,96744

1,27274

9,8079

- 400

- 400

290,750

17,600

1,06223

7,96741

1,27274

9,8079

-350

-350

290,425

17,275

1,05601

7,92073

1,26670

9,8077

- 350

- 350

290,425

17,275

1,05601

7,92072

1,26669

9,8077

-300

-300

290,100

16,950

1,04981

7,87425

1,26067

9,8076

- 300

- 300

290,100

16,950

1,04981

7,87424

1,26067

9,8076

-250

-250

289,775

16,625

1,04365

7,82799

1,25467

9,8074

- 250

- 250

289,775

16,625

1,04364

7,82798

1,25467

9,8074

-200

-200

289,450

16,300

1,03751

7,78196

1,24869

9,8073

- 200

- 200

289,450

16,300

1,03751

7,78195

1,24869

9,8073

-150

-150

289,125

15,975

1,03140

7,73614

1,24274

9,8071

- 150

- 150

289,125

15,975

1,03140

7,73613

1,24274

9,8071

-100

-100

288,800

15,650

1,02532

7,69054

1,23680

9,8070

- 100

- 100

288,800

15,650

1,02532

7,69054

1,23680

9,8070

-50

-50

288,475

15,325

1,01927

7,64516

1,23089

9,8068

- 50

- 50

288,475

15,325

1,01927

7,64516

1,23089

9,8068

Продолжение табл.1

От 0 до 1950 м

Величины в функции геометрической высоты

Величины в функции геопотенциальной высоты

температура

давление

температура

давление

Зависимость давления от высоты над уровнем моря

Сегодня разбираем еще один запрос пользователя — Атмосферное давление, в котором нас просят вычислить атмосферное давление. В виду отсутствия дополнительной информации в запросе, я предположил, что нужно рассчитывать атмосферное давление в зависимости от высоты над уровнем моря.

Зависимость давления газа от высоты определяется так называемой барометрической формулой
,
где
— разность высот, м
— молярная масса воздуха, 29 г/моль (в расчете используется 0.029 кг/моль)
— универсальная газовая постоянная, 8.31 Дж/(мольК)
— ускорение силы тяжести, 9.81 м/(с
с)
— температура воздуха (К)

Кстати, еще тема атмосферного давления развивается здесь Барометрическое нивелирование и здесь Зависимость температуры кипения воды от высоты над уровнем моря.

Ниже калькулятор — вводим давление на высоте уровня моря (можно оставить по умолчанию; 760 миллиметров ртутного столба — это нормальное атмосферное давление), температуру и высоту, получаем результат.

Зависимость давления от высоты над уровнем моря

Давление на уровне моря (мм.рт.ст.)

Температура воздуха (градусы Цельсия)

Высота над уровнем моря (метры)

Давление на заданной высоте (мм.рт.ст.)

 

content_copy Ссылка save Сохранить extension Виджет

Давление атмосферы на различной высоте над землей.


Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Давление и Вакуум  / / Давление атмосферы на различной высоте над землей.

Давление атмосферы на различной высоте над землей.

Таблица. Усредненное давление атмосферы на различной высоте над уровнем моря.

Высота,км

Давление, Па

Давление мм рт.ст.

0

101325

760

0,05

100726

755

0,1

100129

751

1

89876

674,1

2

79501

596,3

5

54048

405,4

8

35652

267,4

10

26500

198,8

12

19399

145,5

15

12112

90,8

20

5529

41,5

30

1197

8,98

50

79,8

0,59

100

3,19*10-2

2,4*10-4

120

2,67*10-3

2,0*10-5




Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

2. Суточный и годовой ход атмосферного давления. Изменение давления с высотой

Суточный ход атмосферного давления

Суточное изменение атмосферного давления связано с изменением температуры воздуха и с его перемещением. При нагревании воздух увеличивается в объёме, становится менее плотным, его масса уменьшается — атмосферное давление понижается. Холодный воздух, наоборот, уменьшается в объёме, становится более плотным, масса его увеличивается — атмосферное давление повышается.

При повышении температуры воздуха атмосферное давление падает, при понижении — возрастает. При понижении температуры на \(1\) °С атмосферное давление повышается на \(0,28\) мм рт. ст.

Самое высокое атмосферное давление в течение суток наблюдается ночью, самое низкое — после полудня.

Годовой ход атмосферного давления

Над сушей максимальное атмосферное давление наблюдается зимой, а минимальное — летом. Над океанами в связи с медленным нагреванием и остыванием воды минимум атмосферного давления наблюдается зимой, а максимум — летом.

Изменение атмосферного давления с высотой

Чем больше высота столба атмосферного воздуха, тем выше атмосферное давление. Следовательно, с высотой атмосферное давление понижается.

Атмосферное давление понижается в среднем на \(1\) мм рт. ст. на каждые \(10,5\) м подъёма.

 

С помощью показаний барометра можно определить относительную высоту местности.

Атмосферное давление. Урок 13

Земля путём силы гравитации притягивает к себе молекулы воздуха. Они имеют вес, а значит создают давление как внутри самой атмосферы, так и на её границе с различными телами на земной поверхности. Атмосферное давление – это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней предметы.

Атмосферное давление изменяется с высотой и зависит от погодных условий: температуры воздуха и перемещения воздушных масс в вертикальном направлении (конвекции). Вблизи земной поверхности оно приблизительно равно 105 Па (в интернациональной системе (СИ) давление измеряется в Паскалях – русское Па, международное – Pa).

За нормальное атмосферное давление принято давление ртутного столба высотой 76 см сечением в 1 см2 на уровне моря на широте 45° при температуре 0°С. Оно равно 760 мм рт. ст.(101325 Па, но реально берётся 100 000 Па) – это 1 атмосфера (атм.).


<!— Реклама —>

Атмосферное давление по-традиции измеряют в миллиметрах ртутного столба, современные аналоги этой меры – миллибары и гектопаскали. Один Паскаль – это давление силой в 1 Ньютон (Н), приходящееся на площадь 1 м2.

Интересно, что среднее давление атмосферы на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли.

Как заметить атмосферное давление?

Хотя молекулы газа не имеют запаха и цвета, они постоянно взаимодействуют с рецепторами нашей кожи, сдавливают со всех сторон все предметы, заполняют пустоты, а их быстрое перемещение в горизонтальном направлении, называемое ветром, может сбить нас с ног. Доказать, что атмосферное давление существует, можно при помощи простых опытов.

Опыт 1 – «Непроливайка»

В стакан налить воды до краёв. Прикрыть его листком плотной бумаги и, придерживая бумагу ладонью, быстро перевернуть стакан кверху дном. Убрать ладонь. Вода из стакана не выльется, так как на бумагу снизу давит атмосфера.

Объяснение: фраза «на нас давит столб атмосферного воздуха», иногда употребляемая, в том числе и в школьных учебниках, некорректна. Она произносится по ассоциации с силой давления, действующей со стороны твёрдого тела. Эта сила действует на тела, расположенные ниже, и не действует на тела сбоку или, тем более, сверху данного тела. Иное дело давление жидкости или газа.

По закону Паскаля давление передаётся не только в точки на дне сосуда, но также и в точки на стенках и крышке. Силы гидростатического и атмосферного давлений действуют перпендикулярно произвольно ориентированной поверхности тела, контактирующей со средой, и могут иметь любое направление.

Воздух, давящий на бумагу снизу наполненного стакана – это доказательство несостоятельности такой ассоциации. Интересно, что если стакан наполнить водой только наполовину, то оставшийся воздух будет давить с такой же силой, как и наружный, и бумага не удержит воду (и воздух) в стакане.

Опыт 2 – «Сухим из воды»

Положить на плоскую тарелку монету или металлическую пуговицу и налить воды. Монета окажется под водой. Наша задача – выловить монету голыми руками, не замочив их.

Зажгите внутри сухого стакана бумагу и, когда воздух нагреется, опрокиньте стакан на тарелку рядом с монетой так, чтобы монета не очутилась под стаканом. Ждать придётся недолго. Бумага в стакане сразу погаснет, и воздух начнёт остывать. По мере его остывания вода будет втягиваться стаканом и вскоре вся соберётся там, обнажив дно тарелки.

Объяснение: когда воздух в стакане нагрелся, он расширился, как и все нагретые тела, избыток его нового объёма вышел из стакана. Когда же оставшийся воздух начал остывать, его стало недостаточно, чтобы в холодном состоянии оказывать прежнее давление, уравновешивать наружное давление атмосферы. Теперь вода под стаканом испытывает на каждый сантиметр своей поверхности меньшее давление, чем в открытой части тарелки. Неудивительно, что она вгоняется под стакан, втискиваемая туда избытком давления наружного воздуха. Вода вдавливается воздухом!

По этой же теме посмотрите эксперимент программы «Галилео».

Почему мы не чувствуем атмосферное давление?

Зная, что 1 м3 воздуха при температуре 0° на уровне моря весит 1,3 кг, легко подсчитать, что на крышу дома, имеющую площадь, например 100 м², атмосфера давит с силой 107 Н, что соответствует весу тела массой 1000 т. Однако крыша дома не проваливается.

Площадь спины лежащего на пляже человека заведомо больше 0,2 м2; следовательно, атмосфера давит на спину человека с силой, большей чем 20 000 Н, что соответствует камешку массой 2 т. Однако человек вообще не ощущает никакого давления сверху.

Опыт «Сухим из воды» демонстрирует нам ещё и доказательство внутреннего давления, уравновешивающего наружное давление атмосферы.

Мы не чувствуем давления воздуха, потому что давление атмосферы равномерно распределяется со всех сторон и потому что внутри нас есть такое же давление воздуха и жидкости, а адаптационные способности организма постоянно уравновешивают внутреннее давление, подстраивая его под изменение атмосферного. Но адаптации проходят только в небольшом интервале. 

Если люди живут длительное время на большой высоте, то их организм приспосабливается как к меньшему количеству кислорода, так и к более низкому давлению. Самые высокогорные поселения мира:

  • Ла-Ринконада (Перу) – 5100 м;
  • Эль-Альто (Боливия) – 4150 м;
  • Потоси (Боливия) – 4090 м;
  • Лхаса (Т ибет) – 3650 м;
  • Намче-базар (Непал) – 3450 м;
  • в России это Куруш (Дагестан) – 2600 м.
Посёлок золотоискателей Ла Ринконада-Ананея, 5100 м.
Автор: IJISCAY

А вот рыбы, живущие на глубине океана, привыкли к более высокому давлению, и быстро перестроиться их организм не способен. Их тело адаптировалось к нему, и внутреннее давление его намного выше 1 атм. Поэтому когда их достают из глубины, они взрываются из-за высокого внутреннего давления. То же произошло бы и с человеком в безвоздушном пространстве (в космосе).

Фильм по теме «Атмосферное давление и самочувствие человека».

Из истории открытия знаний о весе, давлении воздуха и изобретении барометра

О том, как измерить атмосферное давление, догадался итальянский математик и физик, выпускник иезуитского колледжа Э. Торричелли. Вместе с В. Вивиани – юным учеником Галилея – он провёл опыты по его измерению. Торричелли тоже был одним из последних учеников Галилея, и основываясь на его догадках доказал, что воздух имеет вес и оказывает давление.

Эванжелиста Торричелли и его барометр.
Автор: Saperaud~commonswiki

Торричелли впервые открыто выступил против догм Аристотеля. Рассуждая о насосе, он заявил, что

«прежде всего вода поднимается вслед за поршнем вовсе не потому, что «природа боится пустоты», просто воду гонит в насос давление, которое оказывает воздух на поверхность реки. В трубе же насоса, под поршнем, воздуха нет, поэтому вода входит в неё до тех пор, пока вес водяного столба в трубе насоса не уравновесит наружное давление воздуха».

Но доказал он это немного позже. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 г. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Её наполняли ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не выливалась раньше времени), перевернув, опускали в широкую чашку со ртутью.

Часть ртути из трубки выливалась, и в её верхней части образовывался вакуум (первая настоящая пустота, обнаруженная на Земле – Торричеллиева пустота). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать её от уровня ртути в чашке). Воздух давил на ртуть чашки и не давал вылиться из трубки.

Учёный также догадался, что давление атмосферы связано с изменением погоды. Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли заметил, что атмосферное давление непостоянно и зависит от «теплоты или холода». Столбик в трубке то опускался, то поднимался, указывая на нужное деление шкалы. Вот почему в качестве одной из единиц давления взят миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Тяжесть по-гречески «барос», и прибор Торричелли стали называть барометром.

Принцип действия барометра Торричелли

О давлении и весе воздуха почти одновременно с Торричелли догадался и другой известный учёный того времени – Декарт. Он объяснил, почему из продырявленного на дне флакона при закрытой крышке духи не вытекают, а при открытой вытекают, именно разностью в давлении воздуха на разные площади поверхности. Когда крышка флакона закрыта, поверхностное натяжение воды на небольшом отверстии способно удерживать жидкость во флаконе. При открытой крышке оно преодолевается силой давления воздуха и духи начинают вытекать. Декарт выдвинул гипотезу, что с высотой воздух становится реже, а значит, должно уменьшаться и его давление.

Уже после опытов Торричелли Декарт поручил талантливому французскому математику и физику Блезу Паскалю проверить его догадку – верно ли, что давление с высотой убывает. Для этого он должен был подняться в горы с трубкой Торричелли. Опустившийся вниз столбик ртути на высоте горы Пюи де Дом подтвердили гипотезы Торричелли и Декарта.

Паскаль сделал вывод:

«законы давления жидкостей, известные ещё со времён славного Архимеда и развитые голландцем Симеоном Стевином, во многом справедливы и для воздуха». 

Давление воздуха не замечается человеком, потому что по законам давления в жидкостях и газах оно направлено и в стороны, и вниз.

Как измеряют атмосферное давление?

Барометр Торричелли используют до сих пор. Этот простой прибор помогает определить примерную высоту над уровнем моря. Альпинисты берут его с собой высоко в горы. Барометр – обязательный прибор кабины каждого летательного аппарата, будь то самолёт или спутник Земли. В наши дни его «братья» спускаются и на дно морей. Из высотомеров они превратились в глубиномеры.

За три с лишним века барометры изменились: стали автоматическими, самозаписывающими, научились управлять другими механизмами.

Ртутный барометр измеряет атмосферное давление с наибольшей точностью

Старые ртутные барометры.
Автор: GianniG46

На метеорологических станциях давление атмосферного воздуха измеряют всё те же ртутные барометры, так как они обладают наибольшей точностью. Они работают по тому же принципу, что и изобретение Торричелли.

При измерении величины давления вводят поправки на температуру, так как при повышении температур, ртуть и шкала барометра расширяются. На практике пользуются готовой таблицей поправок, которая сразу же даёт нужную величину.

Мембранные барометры

Для измерения атмосферного давления применяют также мембранные манометры. Простейший мембранный манометр показан схематически на рис 1.

Рис. 1. Мембранный барометр

Тонкая упругая пластинка-мембрана 1 герметически закрывает коробку 2, из которой откачана часть воздуха. С мембраной соединён указатель 3, поворачивающийся около О на угол, зависящий от степени прогиба мембраны, которая в свою очередь зависит от разности измеряемой силы давления воздуха вне коробки и внутри коробки.

Такие манометры называют барометрами-анероидами. Их градуируют и выверяют по ртутному барометру. Они менее точны, зато более удобны в обращении, поскольку не содержат ртути. При определении давления анероидом вносятся три поправки (на шкалу, на температуру и дополнительная на прибор), указанные в сертификате прибора. Анероид может давать надежные показания только в том случае, если он время от времени подвергается тщательной проверке.

Барометр-анероид.
Изображение Wolfgang Eckert с сайта Pixabay

Анероид может быть градуирован непосредственно на высоту атмосферы. Такие анероиды называют альтиметрами; или высотомерами, они используются в авиалайнерах и позволяют пилоту контролировать высоту полёта.

Высотомер Булова Б-11, с самолёта-истребителя.
Автор: Дозиметр

Для непрерывной регистрации изменения атмосферного давления применяется самопишущий прибор — барограф . Приёмной частью барографа является несколько соединённых между собой малых анероидных коробок.

Другие приборы

Гипсотермометр (гипсометртермобарометрбаротермометр) — прибор для измерения атмосферного давления по температуре кипящей жидкости (обычно воды). Он более точен, чем анероид.

Состоит из кипятильника и термометра со шкалой, разделённой на 0°,01. Этот прибор обычно применяется в экспедиционных условиях для барометрического нивелирования.

Штормгласс – это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.
<!— Реклама —>

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–1836 гг. Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Весной и осенью резкое падение показателей барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предупреждает о грозе. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождём. Напротив, повышение ртутного столба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.

Закономерности в изменении атмосферного давления и способ использования этих знаний

Почти вся масса атмосферы Земли сосредоточена в слое высотой примерно до 50 км. По достижении высоты 50 км ускорение свободного падения уменьшается всего лишь на 1,5% по сравнению с ускорением на уровне моря; поэтому можно принять, что в пределах всего 50-километрового слоя атмосферы ускорение свободного падения остается равным g = 9,8 м/с2.

Представляя атмосферный воздух в виде сплошной среды, мы, конечно, не должны забывать, что в действительности это газ. Давление — статистическая величина, выражаемая через усреднённый по многим молекулам квадрат скорости их хаотического движения. Сила давления на любую реальную или мысленно выделенную площадку в газе обусловлена хаотической бомбардировкой этой площадки множеством молекул.

Давление понижается с высотой и повышается при спуске в глубокие шахты. Причина – в разрежении  воздуха (уменьшении плотности) с подъёмом и уплотнении со спуском, ведь он притягивается землёй и около неё сосредоточена основная его масса. В нижней тропосфере давление с высотой уменьшается примерно на 1 мм на каждые 10,5 м. Это позволяет с помощью барометра-высотомера определять высоту места.

Как изменяется атмосферное давление с высотой?

На самом деле эта закономерность соблюдается только до высоты  в 1 км. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называется барической ступенью. Барическая ступень на высоте от 0 до 1 км составляет 10,5 м, от 1 до 2 км – 11,9 м, на высоте 2-3 км барическая ступень равна 13,5 км. Величина барической ступени зависит от температуры. В тёплом воздухе она больше. Более точно барометрическая формула описана тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/

На практике же часто пользуются особыми таблицами, которые позволяют более или менее приблизительно получать данные о высотах. Но для решения задач, не требующих высокой точности, можно пользоваться и средним значением. Можно оценить давление по разности высот, высчитать высоту по разности давления.

Задача 1

Альпинисты поднимаются на гору, высота которой 5100 м. У подножия горы давление составляет 720 мм рт. ст. Какое давление будет на вершине?

Решение:

При подъёме на 10,5 м давление снижается на 1 мм рт. ст.

1) Узнаем, на сколько мм. рт. ст. снизится давление при подъёме на эту гору. 5100:10,5=486 (на 486 мм рт. ст.)

2) Узнаем, каким будет давление на вершине. 720-486=234 (мм рт. ст.)

Ответ: На вершине будет давление в 234 мм рт. ст.

Задача 2

Определите, на какой высоте летит самолёт, если за бортом давление 450 мм рт. ст., а у поверхности Земли 750 мм рт. ст.

1) Определяем разность в давлении. 750-450=300 мм рт. ст. – столько раз по 10,5 метров поднялся самолёт.

2) Узнаем, на сколько метров поднялся самолёт. 10,5  Х  300 = 3150 (м)

Ответ: самолёт на высоте 3150 м.

Задача 3

У подножия холма барометр показывает давление – 761 мм рт. ст., а на вершине – 761 мм рт. ст. Чему равна высота холма?

Задача решается по тому же принципу, что и предыдущая.

1) 761-750=11 (мм рт. ст.)

2) 11 Х 10,5 = 115,5 (м)

Ответ: высота холма равна 115,5 м.

Атмосферное давление постоянно изменяется

Плотность воздуха зависит от температуры, температура же и является главной причиной изменения давления воздуха. Давление тёплого воздуха меньше, чем холодного. Это объясняется тем, что при нагревании воздух, как и все предметы, расширяется, его объём увеличивается и он перетекает в верхние слои на место менее нагретого воздуха, что приводит к уменьшению давления около земной поверхности.

На климатических и синоптических картах точки с одинаковыми показателями давления, приведённые к уровню моря, соединяют изолиниями, называемыми изобарами. Изобары бывают замкнутыми и незамкнутыми. Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре (Н) называется барическим минимумом, или циклоном. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре (В) называется барическим максимумом, или антициклоном. Незамкнутые системы изобар – барический гребень, ложбина и седловина.

Все барические области делят на две группы: постоянные и сезонные (сохраняют характерные особенности давлений в течение определенного периода года).

Пояса давления на Земле

Давление на Земле распределяется зонально. В обобщённом виде эту зональность представляют в виде поясов:

  • на экваторе расположен пояс низкого давления – экваториальная депрессия;
  • к югу и северу от экватора до 30-40° широты – пояс повышенного давления;
  • на 60-70° с. и ю. ш. – пояса пониженного давления;
  • приполярные районы – пониженное давление.
Пояса атмосферного давления на Земле

На самом деле реальная картина распределения давления на поверхности земли гораздо сложнее.

Постоянные барические области

Постоянным остаётся экваториальный пояс пониженного давления, только смещая ось вслед за Солнцем. В июле она перемещается в Северное полушарие на 15-20° с. ш., в декабре – в Южное, на 5° ю. ш. Зимой над океаном и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления. Летом повышенное давление сохраняется над океанами, а над сушей образуется термическая депрессия и понижение давления. Постоянны и барические максимумы Антарктиды и Гренландии.

Над незамерзающими океанами и тёплыми течениями умеренной зоны и зимой и летом ярко выражены барические минимумы:

  • Исландский;
  • Алеутский.
Сезонные барические области

30-40° широты

Только зимой тут действительно наблюдается пояс высокого давления. Летом над материком оно становится низким, а над океанами, прогревающимися медленно, давление остаётся высоким и даже повышается. Другими словами барические максимумы в течение всего года здесь сохраняются только над океанами:

  • Северо-Атлантический;
  • Северо-Тихоокеанский;
  • Южно-Атлантический;
  • Южно-тихоокеанский;
  • Южно-Индийский.

Умеренные и субполярные

В умеренных и субполярных широтах северного полушария, где чередуются океаны и материки, давление над сушей и водой различное, особенно зимой. Над сушей летом – минимум, а зимой – максимум. Летом же во всём поясе давление пониженное. Зимой над охлаждёнными материками давление высокое, здесь возникают сезонные барические максимумы:

  • Азиатский, с центром над Монголией;
  • Северо-Американский (Канадский).

Суточное колебание давления атмосферы

Наблюдается и суточное колебание давления. Ночью наблюдается один максимум, а днём – один минимум. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня.

Изменение давления в течение суток связано с температурой воздуха и зависит от её изменений. Годовые изменения зависят от нагревания материков и океанов в летний период и их охлаждения в зимнее время. Летом область пониженного давления создается на суше, а область повышенного давления над океаном.

Минимальная величина атмосферного давления – 641,3 мм рт.ст или 854 мб  – была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане «Ненси», а максимальная – 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб – в Туруханске зимой. Максимальное давление в России зарегистрировано в Красноярском крае в 1968 г – 870 мм рт. ст.

Все барические системы оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат на значительных территориях. О вызываемых ими ветрах мы поговорим в следующий раз.

Тест для закрепления изученного материала

Источники:

  1. Томилин А. Н., Теребинская Н. В. Для чего ничего? Очерки. /Л., «Дет. лит.», 1975.
  2. Я. И. Перельман. Занимательные задачи и опыты. — М.: «Детская литература», 1972.
  3. Физическая география: Справ. пособие для подгот. отд. вузов/Г. В. Володина, И. В. Душина, С. Г. Любушкина и др.; Под ред. К. В. Пашканга — М.: Высш. шк., 1991.
  4. Тарасов Л. В. Атмосфера нашей планеты. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012.
  5. Савцов Т. М. Общее землеведение: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений — М.: Издательский центр «Академия», 2003
  6. Дронов В. П. Землеведение. 5-6 кл.: Учебник/В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. 5-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2015.
  7. География 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. И. Алексеев, Е. К. Липкина, В. В. Николина и др.; Под ред А. И. Алексеева. — М.: Просвещение, 2012.

Вам будет интересно

Таблица преобразования высоты в давление

Преобразование высоты в футах или метрах высоты над уровнем моря в показания давления в миллибарах (мбар, мбар или мбр), фунтах на квадратный дюйм (psi), миллиметрах ртутного столба при 0 градусах Цельсия ( мм рт. ст. при 0 ° C) или дюймы ртутного столба при 0 ° C (дюймы ртутного столба при 0 ° C).

Приборы для измерения атмосферного давления

Запросите информацию о продуктах для измерения атмосферного давления для вашего приложения.

футов м мбар фунтов на кв. Дюйм мм рт. Ст. дюйм рт. Ст.
-5000 -1524,0 1210,23 17,553 907,75 35,738
-4000 -1219,2 1168,55 16,948 876,48 34,507
-3000 -914.40 1128,03 16,361 846.09 33,311
-2000 -609.60 1088,66 15,790 816,56 32,148
-1000 -304,80 1050,41 15,235 787,87 31.018
-900 -274,32 1046,64 15,180 785,05 30.907
-800 -243,84 1042,89 15,126 782,23 30,796
-700 - 213,36 1039.15 15.072 779,42 30,686
-600 -182,88 1035,41 15.017 776,62 30,576
-500 -152,40 1031,69 14.963 773,83 30,466
-400 -121,92 1027,98 14,910 771,05 30,356
-300 -91,440 1024,28 14,856 768,28 30,247
-200 -60,960 1020,59 14,802 765,51 30,138
-100 -30.480 1016,92 14,749 762,75 30,030
-50 -15,240 1015.08 14,723 761,37 29,975
0 0 1013,25 14,696 760,00 29,921
50 15,240 1011,42 14,669 758,63 29,867
100 30.480 1009,59 14,643 757,26 29,813
200 60,960 1005.95 14,590 754,52 29,706
300 91,440 1002.31 14,537 751.80 29,598
400 121,92 998,689 14,485 749.08 29,491
500 152.40 995.075 14,432 746,37 29,385
600 182,88 991,472 14,380 743,67 29,278
700 213,36 987,880 14,328 740,97 29,172
800 243,84 984,298 14,276 738,28 29.066
900 274.32 980,727 14,224 735,61 28,961
1000 304,80 977.166 14,173 732,93 28,856
2000 609.60 942,129 13,664 706,65 27,821
3000 914,40 908.117 13,171 681,14 26.817
4000 1219,2 875.105 12,692 656,38 25,842
5000 1524,0 843.073 12,228 632,36 24,896
6000 1828,8 811,996 11,777 609.05 23,978
7000 2133,6 781,854 11.340 586,44 23.088
8000 2438,4 752,624 10,916 564,51 22,225
9000 2743,2 724,285 10,505 543,26 21,388
10000 3048,0 696,817 10,106 522,66 20,577
15000 4572.0 571,820 8,2935 428,90 16,886
20000 6096.0 465,633 6,7534 349,25 13,750
25000 7620,0 376.009 5,4536 282,03 11.104
30000 9144,0 300,896 4.3641 225,69 8.8855
35000 10668 238,423 3,4580 178,83 7.0406
40000 12192 187,54 2,7200 140,67 5.5381
45000 13716 147,48 2,1390 110,62 4.3550
50000 15240 115,97 1.6821 86,987 3,4247
55000 16764 91,199 1,3227 68,405 2.6931
60000 18288 71,717 1.0402 53,792 2,1178
65000 19812 56,397 0,8180 42,301 1,6654
70000 21336 44.377 0,6436 33,286 1,3105
75000 22860 34,978 0,5073 26,236 1.0329
80000 24384 27,615 0,4005 20,713 0,8155
85000 25908 21,837 0,3167 16,379 0,6448

27432 17.296 0,2509 12,973 0,5107
95000 28956 13,721 0,1990 10,291 0,4052
100000 30480 10,902 0,1581 8,1769 0,3219

Приборы для измерения абсолютного давления для диапазона вакуума

Запросите информацию о продукции для измерения абсолютного давления в диапазоне вакуума для вашего приложения.

Преобразование высоты относительно уровня моря выводится с использованием барометрической формулы US Standard Atmosphere 1976 для геопотенциальной высоты со следующими значениями [1-6] на высотах от 5000 футов (1524 м) ниже до 100000 футов (30 480 м) над средним уровнем моря. уровень.

  1. Стандартное атмосферное давление 1013,25 мбар на высоте 0 м, 226,321 мбар на высоте 11000 м, 54,7489 мбар на высоте 20000 м над средним уровнем моря.
  2. Стандартная температура 288.15K (15 ° C) на 0 м, 216,65K (-56,5 ° C) на 11000 м и 20000 м над средним уровнем моря.
  3. Стандартный температурный градиент или градиент -0,0065 К / м от 0 до 11000 м, 0 К / м от 11000 до 20000 м, 0,001 км / м от 20000 до 32000 м над средним уровнем моря.
  4. Стандартное ускорение свободного падения 9,80665 м / с².
  5. Газовая постоянная для воздуха 8,31432 Дж / кмоль К.
  6. Молярная масса воздуха of 0.0289644 кг / моль.

н.б. Обратите внимание, что рассчитанные значения высоты не являются абсолютными точными преобразованиями и не должны рассматриваться как таковые.

Приборы для измерения атмосферного давления

Запросите информацию о продуктах для измерения атмосферного давления для вашего приложения.

.

javascript - Невозможно изменить высоту ячейки таблицы

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

html - Сохранение высоты строки таблицы при увеличении всей высоты таблицы

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
.

ios - изменение высоты таблицы меню MFSide Проблема

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
.

html - asp.net Высота таблицы не меняется

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

Перемещение или изменение размера таблицы

Перемещение или изменение размера таблицы обычно так же просто, как перетаскивание с помощью указателя. Вы также можете указать конкретный размер, если хотите.

Переместить стол

  1. Щелкните таблицу, которую вы хотите переместить.

  2. Установите указатель на крайнюю границу таблицы (но не на точки), а затем, когда указатель станет , щелкните и перетащите границу, чтобы переместить таблицу.

Совет: Чтобы переместить таблицу и создать ее копию, нажмите и удерживайте Ctrl при перетаскивании таблицы.

Изменить размер таблицы

Перетащите, чтобы изменить размер таблицы

  1. Щелкните таблицу, размер которой нужно изменить.

  2. На границе таблицы укажите маркер изменения размера, а затем, когда указатель станет , щелкните и перетащите маркер, чтобы увеличить или уменьшить таблицу.Маркер изменения размера - это группа точек, которая появляется по углам и по бокам стола.

    Обратите внимание на следующее:

    • Чтобы сохранить такое же соотношение между высотой и шириной таблицы при изменении ее размера, нажмите и удерживайте SHIFT при перетаскивании, чтобы изменить размер таблицы.

    • Чтобы таблица оставалась в центре слайда, нажмите и удерживайте CTRL при перетаскивании, чтобы изменить размер таблицы.

    • Если вы сделали таблицу слишком большой для слайда, нажмите Отменить на панели быстрого доступа, чтобы вернуть исходный размер таблицы.

Введите определенный размер таблицы

  1. Щелкните таблицу, размер которой нужно изменить.

  2. В разделе Инструменты таблицы на вкладке Макет в группе Размер таблицы введите нужный размер в поля Высота, и Ширина .

    Чтобы сохранить одинаковое соотношение между высотой и шириной таблицы при изменении ее размера, установите флажок «Заблокировать соотношение сторон ».

Изменить размер столбца или строки

  1. Щелкните таблицу, содержащую столбец или строку, размер которой нужно изменить.

  2. Выполните одно или оба из следующих действий:

    • Чтобы изменить ширину столбца, наведите указатель мыши на границу столбца, размер которого нужно изменить, а затем, когда указатель станет , перетащите столбец вправо или влево.

    • Чтобы изменить высоту строки, наведите указатель на границу строки, размер которой вы хотите изменить, а затем, когда указатель станет , перетащите строку вверх или вниз.

      Примечания:

      • Вы также можете выбрать параметры в группе Размер ячейки , чтобы изменить размер строк и столбцов.В разделе Инструменты таблицы на вкладке Макет в группе Размер ячейки введите нужный размер в поля Высота и Ширина .

      • Существует минимальная высота ячейки, которая зависит от размера шрифта текста в ячейке таблицы.

См. Также

Изменение полей между текстом и краем текстового поля или фигуры

.

Смотрите также