De luchtdruk Het wordt veroorzaakt door het gewicht van de gassen die de atmosfeer op het aardoppervlak vormen. De massa van de atmosfeer wordt geschat op ongeveer 5 x 1018 kg en alle levende wezens zijn onderworpen aan de druk die deze massa uitoefent.
De eerste die het heeft gemeten, was de Italiaanse wetenschapper Evangelista Torricelli (1608-1647). In 1644 voerde hij een eenvoudig maar zeer ingenieus experiment uit: hij vulde een glazen buis die aan één kant was afgesloten met kwik, keerde hem om en goot hem in een container die ook kwik bevatte..
Torricelli merkte op dat de buis niet helemaal leegliep, maar met kwik gevuld was tot een hoogte van 76 cm. Verbaasd deed hij veel tests met buizen van verschillende vorm, waarbij hij altijd hetzelfde resultaat kreeg..
Op deze manier realiseerde Torricelli zich dat de atmosferische druk de kwikkolom in de buis verhoogde en op een hoogte van 760 mm hield. Op deze manier wordt de gemiddelde waarde van de atmosferische druk vastgesteld..
Omdat druk wordt gedefinieerd als kracht per oppervlakte-eenheid, zijn de eenheden van atmosferische druk in het internationale systeem newton / meter of pascal, afgekort Pa. Dus in dit systeem is atmosferische druk PGeldautomaat heeft een waarde van:
P.Geldautomaat = 101.354,8 Pa
Dit is de normale waarde van atmosferische druk bij 0 ºC en op zeeniveau.
Artikel index
In theorie ligt de maximale waarde van atmosferische druk net op zeeniveau. Hoewel er op dit niveau zoveel variabiliteit is, moeten experts een referentiesysteem opzetten om hen te helpen de waarde ervan te bepalen..
Hier zijn de belangrijkste factoren die de waarde van atmosferische druk op een bepaalde plaats op aarde beïnvloeden:
-Hoogte: voor elke 10 meter hoogte neemt de druk af met 1 mm Hg. Maar het komt ook voor dat de dichtheid van het gas waaruit de atmosfeer bestaat niet constant is. In principe neemt de dichtheid van de lucht af naarmate de hoogte toeneemt.
-Temperatuur: hoe hoger de temperatuur, hoe lager de dichtheid en hoe lager de lucht, dus hoe lager de druk.
-Breedtegraad: atmosferische druk is lager op equatoriale breedtegraden, omdat de aarde geen perfecte bol is. De kust bij de evenaar ligt verder van het middelpunt van de aarde dan de polen en daar is ook de dichtheid van de lucht lager..
-Continentaliteit: hoe meer je naar het binnenland van de continenten beweegt, hoe hoger de atmosferische druk, terwijl op kustplaatsen de druk lager is.
De altimetrische vergelijking dat relateert aan de atmosferische druk P. van een plek met zijn hoogte z boven zeeniveau heeft het deze vorm:
Hier P.of is de bestaande druk op de begin- of referentiehoogte, die normaal gesproken op zeeniveau wordt gemeten, ρof de dichtheid van lucht op zeeniveau en g de waarde van de versnelling van de zwaartekracht. Verderop in de sectie met opgeloste oefeningen is de stapsgewijze aftrek.
Atmosferische druk wordt gemeten met de barometer. De eenvoudigste is zoals die Torricelli heeft gebouwd, op basis van kwik. De helling van de buis of de diameter verandert de hoogte van de kwikkolom niet, tenzij de klimatologische factoren hiervoor verantwoordelijk zijn..
Er ontstaan bijvoorbeeld wolken in gebieden met lage druk. Dus als de barometerwaarde zakt, is dat een indicatie dat er slecht weer op komst is..
Eigenlijk zouden ook andere vloeistoffen kunnen worden gebruikt in plaats van kwik, je kunt bijvoorbeeld een waterbarometer maken. Het probleem is dat de maat van de kolom 10,33 m is, erg onpraktisch om te vervoeren.
Er zijn ook instrumenten die de druk mechanisch meten - door vervormingen in buizen of spiralen -: de aneroïde barometers en de manometers. Ze kunnen het drukverschil tussen twee punten meten of ook een druk meten met de atmosferische druk als referentie.
De normale drukwaarde wordt gebruikt om een nieuwe drukeenheid te definiëren: de atmosfeer, afgekort Geldautomaat. De atmosferische druk is 1 atm; dus andere drukken kunnen worden uitgedrukt in termen van atmosferische druk, wat voor iedereen een zeer bekende waarde is:
1 atm = 101,293 Pa
De volgende tabel toont de eenheden die het meest worden gebruikt in wetenschap en techniek om druk te meten, en de overeenkomstige equivalentie in pascal:
| Eenheid | Gelijkwaardigheid in pascal |
| N / mtwee | 1 |
| Geldautomaat | 101.355 |
| mm Hg | 133,3 |
| lb / intwee | 6894.76 |
| kroeg | 1x 105 |
Op het vrije oppervlak van een vloeistof in statisch evenwicht en open voor de atmosfeer, werkt atmosferische druk. Maar aan de binnenkant van de vloeistof werkt natuurlijk het gewicht van de vloeistofkolom.
Het gewicht van de kolom hangt af van de hoogte en de dichtheid van de vloeistof, waarvan we aannemen dat deze constant is, evenals de temperatuur. In dit geval is de druk P:
P = ρ. g. z
Dit is de hydrostatische druk op elk punt in een vloeistof met constante dichtheid en is recht evenredig met de diepte z vloeistof.
Verwijzend naar absolute druk P.buikspieren in een fluïdum in rust wordt het gedefinieerd als de som van de atmosferische druk PGeldautomaat en de hydrostatische druk P:
P.buikspieren = P.Geldautomaat + P.
Ten slotte is de overdruk PMens in een fluïdum in rust is het het verschil tussen absolute en atmosferische druk en in dit geval komt het overeen met het meten van de hydrostatische druk:
P.Mens = P.buikspieren - P.Geldautomaat
De omvang van de totale kracht die door de atmosfeer op een menselijk lichaam wordt uitgeoefend, kan worden geschat. Stel dat het lichaam een oppervlakte heeft van ongeveer 2 mtwee, Omdat druk wordt gedefinieerd als kracht per oppervlakte-eenheid, kunnen we de kracht oplossen en berekenen:
P = F / A → F = P. EEN
Voor deze berekening gebruiken we de normale waarde van de atmosferische druk die aan het begin is vastgesteld:
F = 101.354,8 Pa x 2 mtrtwee = 202.710 N
Dit resultaat staat gelijk aan ongeveer 20 ton kracht, maar vormt geen probleem voor de levende wezens die het aardoppervlak bewonen, die hieraan aangepast zijn, net als de vissen in de zee..
Hoewel het een vrij grote kracht is. Hoe komt het dat we niet voor haar instorten??
Welnu, de druk in het lichaam is gelijk aan de druk buiten. We storten niet in omdat de innerlijke kracht wordt gecompenseerd door een andere uiterlijke kracht. Maar sommige mensen hebben last van hoogte en kunnen uit de neus bloeden als ze zeer hoge bergen beklimmen. Het is omdat de balans tussen bloeddruk en atmosferische druk is veranderd.
Atmosferische druk maakt het mogelijk frisdrank te drinken met een rietje of rietje. De Sumeriërs en andere oude culturen hadden ontdekt dat ze bier konden drinken met holle plantstengels of riet als rietjes.
Veel later, aan het einde van de negentiende en het begin van de twintigste eeuw, werden in de Verenigde Staten verschillende modellen rietjes gepatenteerd, waaronder modellen met een accordeonvormige elleboog, die tegenwoordig veel wordt gebruikt..
Dit is hoe ze werken: naarmate de vloeistof door het rietje wordt geabsorbeerd, wordt de druk boven de vloeistof in het rietje verminderd en dit zorgt ervoor dat de druk eronder, die hoger is, de vloeistof naar boven duwt om gemakkelijk te kunnen drinken..
Om die reden is het na een extractie of een tandheelkundige ingreep niet aan te raden om op deze manier vloeistoffen te drinken, omdat door de afname van de druk de wond kan openen en gaan bloeden..
Leid de altimetrische vergelijking af P (z)
-Po is de druk op het referentieniveau (zeeniveau)
-z is de hoogte
-ρof is de dichtheid van de vloeistof op zeeniveau
-g is de waarde van de versnelling van de zwaartekracht
Allereerst, laat dp een verschildruk, die volgens de fundamentele vergelijking van hydrostatica wordt uitgedrukt als:
dp = - ρ.g.dz
Het minteken houdt rekening met het feit dat de druk afneemt bij toenemende z. Lucht wordt ook als een ideaal gas beschouwd, dus druk en dichtheid zijn gerelateerd aan:
p = ρ.R.T / M
ρ = (M / RT). p
De dichtheid wordt onmiddellijk vervangen om te verkrijgen:
dp = - (M / RT) .p.g.dz
Als je nu de druk op deze manier schrijft, wordt ervan uitgegaan dat de atmosfeer is verdeeld in hoogtelagen dz, zoiets als een stapel pannenkoeken, elk met druk dp. Op deze manier wordt een differentiaalvergelijking verkregen die wordt opgelost door de variabelen te scheiden p Y z
dp / p -(M / RT) .g.dz
Het wordt dan aan beide zijden geïntegreerd, wat overeenkomt met het optellen van de drukbijdragen van elke laag. In de linker integraal gebeurt het vanuit een druk P.of aanvankelijk, tot een druk P. laatste. Evenzo wordt de integraal aan de rechterkant geëvalueerd van zof tot z
ln (P / Pof) = - (M / RT) .g. (Z-zof
Het volgende is om P op te lossen met behulp van de exponentiële waarde:
Eindelijk, als beide T Wat g ze blijven constant, ρof= (M / RT)P.of, dan M / RT = ρof / P.of, en het kan ook worden gedaan zof = 0. Dit alles samen:
Wat is de waarde van de atmosferische druk in La Paz, Bolivia, gelegen op 3640 m boven zeeniveau? Neem als gemiddelde luchtdichtheid de waarde van 1.225 kg / m3 op zeeniveau.
Vervang eenvoudig de numerieke waarden die in de altimetrische vergelijking worden gegeven:
Kortom, het is ongeveer 66% van de normale druk.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.