PhysBook
PhysBook
Представиться системе

Т. Атмосферное давление

Материал из PhysBook

Предоставляется услуга тест-драйва

qrobot.ru

Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Изменение атмосферного давления с высотой

Земля окружена атмосферой — воздушной оболочкой, состоящей из смеси различных газов.

Атмосферное давление обусловлено давлением верхних слоев воздуха на нижележащие слои вследствие притяжения к Земле.

Атмосфера не имеет четкой границы, плотность ее изменяется с высотой. Поэтому рассчитать величину атмосферного давления по формуле для вычисления давления столба жидкости нельзя.

Атмосферное давление опытным путем впервые измерил Э. Торричелли в 1643 г.

Запаянную с одного конца стеклянную трубку длиной около 1 м наполняли ртутью и, закрыв отверстие другого конца, переворачивали и погружали в сосуд с ртутью (рис. 1).

Рис. 1

Затем отверстие открывали, часть ртути выливалась, а в трубке оставался столб ртути определенной высоты h, гидростатическое давление которого уравновешивается атмосферным давлением. Измерив таким образом высоту столба ртути, можно рассчитать атмосферное давление:

\(~p_a = \rho gh,\)

где ρ — плотность ртути.

На практике атмосферное давление измеряют в миллиметрах ртутного столба.

Согласно этой формуле

1 мм рт.ст. = 13,6·103 кг/м3 · 9,81 м/с2 · 10-3 м = 133 Па.

Атмосферное давление p0, уравновешивающее при 0 °С давление столба ртути высотой 760 мм, считается нормальным и называется физической атмосферой:

p0 = 760 мм рт.ст.;
1 атм = 760 мм рт.ст. = 1,013·105 Па.

Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты подъема над Землей.

Это объясняется тем, что с увеличением высоты толщина сжимающего слоя атмосферы уменьшается. Однако в отличие от давления в жидкостях изменение атмосферного давления не пропорционально Л, а происходит гораздо быстрее (рис. 2), что объясняется уменьшением плотности атмосферы с увеличением высоты.

Рис. 2


Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 99-100.