Агаар мандал бол дэлхийг тойрсон хийн үүл юм. Өндөр нь 900 км-ээс давсан агаарын жин нь манай гаригийн оршин суугчдад хүчтэй нөлөө үзүүлдэг. Бид үүнийг мэдрэхгүй, далай тэнгисийн ёроолд амьдралыг ердийн зүйл гэж үздэг. Ууланд өндөрт авирах үед хүн таагүй мэдрэмжийг мэдэрдэг. Хүчилтөрөгчийн дутагдал нь хурдан ядрахад хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ атмосферийн даралт ихээхэн өөрчлөгддөг.
Физик нь атмосферийн даралт, түүний өөрчлөлт, дэлхийн гадаргууд үзүүлэх нөлөөллийг авч үздэг.
Ахлах сургуулийн физикийн хичээлд агаар мандлын үйл ажиллагааг судлахад ихээхэн анхаарал хандуулдаг. Тодорхойлолтын онцлог, өндрөөс хамаарах байдал, өдөр тутмын амьдрал эсвэл байгальд тохиолддог үйл явцад үзүүлэх нөлөөг агаар мандлын үйл ажиллагааны талаархи мэдлэг дээр үндэслэн тайлбарлав.
Хүмүүс атмосферийн даралтыг хэзээ судалж эхэлдэг вэ? 6-р анги - уур амьсгалын онцлогтой танилцах цаг. Энэ үйл явц ахлах сургуулийн төрөлжсөн ангиудад үргэлжилдэг.
Судлагын түүх
Агаар мандлын агаарын даралтыг тогтоох анхны оролдлогыг 1643 онд Италийн евангелистийн санал болгосноор хийжээ. Торричелли. Нэг үзүүрийг нь битүүмжилсэн шилэн хоолойг мөнгөн усаар дүүргэжээ. Нөгөө талаас нь хааж, мөнгөн ус руу буулгав. Хоолойн дээд хэсэгт мөнгөн ус хэсэгчлэн гадагшилсны улмаас хоосон зай үүссэн бөгөөд энэ нь "Торрицеллиан хоосон" гэсэн нэрийг авсан.
Энэ үед байгалийн шинжлэх ухаанд "байгаль хоосон чанараас айдаг" гэж үздэг Аристотелийн онол ноёрхсон. Түүний үзэл бодлын дагуу материар дүүрээгүй хоосон орон зай гэж байдаггүй. Тиймээс тэд удаан хугацааны турш шилэн хоолойд хоосон зүйл байгааг бусад зүйлээр тайлбарлахыг оролдсон.
Энэ бол хоосон орон зай гэдэгт эргэлзэх зүйлгүй, түүнийг юугаар ч дүүргэх боломжгүй, учир нь туршилтын эхэнд мөнгөн ус цилиндрийг бүрэн дүүргэсэн. Мөн гадагш урсаж, бусад бодисууд хоосон газрыг дүүргэхийг зөвшөөрөөгүй. Гэхдээ яагаад бүх мөнгөн ус сав руу цутгаагүй юм бэ, яагаад гэвэл үүнд ямар ч саад тотгор байхгүй вэ? Дүгнэлт нь өөрийгөө харуулж байна: хоолой дахь мөнгөн ус нь холбоо барих судаснуудын нэгэн адил гаднаас ямар нэгэн зүйл байгаатай адил саванд байгаа мөнгөн ус дээр даралтыг бий болгодог. Үүнтэй ижил түвшинд зөвхөн агаар мандал мөнгөн усны гадаргуутай харьцдаг. Энэ нь таталцлын нөлөөн дор бодисыг гадагшлуулахаас хамгаалдаг түүний даралт юм. Хий нь бүх чиглэлд ижил үйлдлийг бий болгодог. Энэ нь савны мөнгөн усны гадаргууд нөлөөлдөг.
Мөнгөн усны цилиндрийн өндөр нь ойролцоогоор 76 см бөгөөд энэ үзүүлэлт цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг тул атмосферийн даралт өөрчлөгддөг. Үүнийг мөнгөн усны см-ээр хэмжиж болно.багана (эсвэл миллиметрээр).
Ямар нэгжийг ашиглах вэ?
Олон улсын нэгжийн систем нь олон улсын шинж чанартай байдаг тул мөнгөн усны миллиметрийг ашигладаггүй. Урлаг. даралтыг тодорхойлохдоо. Агаар мандлын даралтын нэгжийг хатуу болон шингэн зүйлд тохиолддогтой ижил аргаар тогтоодог. Паскаль дахь даралтын хэмжилтийг SI-д хүлээн зөвшөөрдөг.
1 Па-ын хувьд 1 м талбайд 1 Н хүчээр үүсгэгддэг ийм даралтыг авна2.
Хэмжих нэгж хэрхэн хамааралтай болохыг тодорхойлох. Шингэний баганын даралтыг дараах томъёогоор тогтооно: p=ρgh. Мөнгөн усны нягт ρ=13600 кг/м3. Лавлах цэг болгон 760 миллиметр урт мөнгөн усны баганыг авч үзье. Эндээс:
r=13600 кг/м3×9.83 Н/кг×0.76 м=101292.8 Па
Агаар мандлын даралтыг паскалаар тэмдэглэхийн тулд: 1 мм м.у.б.=133.3 Па.
Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
10х20 м хэмжээтэй дээврийн гадаргуу дээр агаар мандлын нөлөөллийн хүчийг тодорхойл. Агаар мандлын даралтыг 740 мм м.у.б гэж таамаглаж байна.
p=740 мм м.у.б, a=10 м, b=20 м.
Шинжилгээ
Үйлчлэлийн хүчийг тодорхойлохын тулд агаар мандлын даралтыг паскалаар тохируулах ёстой. 1 миллиметр м.у.б гэдгийг харгалзан үзвэл. 133.3 Па-тай тэнцүү бол бид дараах байдалтай байна: p=98642 Па.
Шийдвэр
Даралт тодорхойлох томъёог ашиглана уу:
p=F/s, Дээврийн талбайн хэмжээг заагаагүй тул тэгш өнцөгт гэж үзье. Энэ зургийн талбайг томъёогоор тодорхойлно:
s=ab.
Талбайн утгыг орлуултооцооны томъёо:
p=F/(ab), хаанаас:
F=паб.
Тооцоолох: F=98642 Pa×10 m×20 m=19728400 N=1.97 MN.
Хариулт: байшингийн дээвэр дээрх агаар мандлын даралтын хүч 1.97 MN.
Хэмжих аргууд
Агаар мандлын даралтыг туршилтаар тодорхойлохдоо мөнгөн усны багана ашиглан хийж болно. Хэрэв та түүний хажууд байгаа масштабыг засвал өөрчлөлтийг засах боломжтой болно. Энэ бол мөнгөн усны хамгийн энгийн барометр юм.
Агаар мандлын үйл ажиллагааны өөрчлөлтийг анзаарч, энэ үйл явцыг халуун хүйтэнтэй холбосон Эвангелиста Торричелли гайхсан.
Далайн гадаргын түвшний 0 хэмийн атмосферийн даралтыг оновчтой гэж нэрлэсэн. Энэ утга нь 760 ммМУБ байна. Паскаль дахь хэвийн атмосферийн даралтыг 105 Па-тай тэнцүү гэж үзнэ.
Мөнгөн ус хүний эрүүл мэндэд нэлээд хортой гэдгийг мэддэг. Үүний үр дүнд нээлттэй мөнгөн усны барометрийг ашиглах боломжгүй болно. Бусад шингэн нь хамаагүй бага нягттай тул шингэнээр дүүргэсэн хоолой хангалттай урт байх ёстой.
Жишээ нь Блэйз Паскалийн бүтээсэн усны багана 10 м орчим өндөртэй байх ёстой. Таагүй байдал нь ойлгомжтой.
Шингэнгүй барометр
Урагшлах гайхалтай алхам бол барометр хийхдээ шингэнээс холдох санаа юм. Агаар мандлын даралтыг тодорхойлох төхөөрөмж үйлдвэрлэх чадварыг анероид барометрээр хэрэгжүүлдэг.
Энэ тоолуурын үндсэн хэсэг нь хавтгайАгаарыг гадагшлуулах хайрцаг. Агаар мандалд шахагдахгүйн тулд гадаргууг атираат болгодог. Хайрцаг нь жингийн даралтын утгыг харуулсан сумтай пүршний системээр холбогддог. Сүүлийнх нь аль ч нэгжээр төгссөн байж болно. Агаар мандлын даралтыг тохирох хэмжүүрээр паскальаар хэмжиж болно.
Өргөх өндөр ба атмосферийн даралт
Дээш гарах үед агаар мандлын нягтын өөрчлөлт нь даралт буурахад хүргэдэг. Хийн бүрхүүлийн нэгэн төрлийн бус байдал нь шугаман өөрчлөлтийн хуулийг нэвтрүүлэхийг зөвшөөрдөггүй, учир нь даралтын бууралтын зэрэг нь өндөр нэмэгдэх тусам буурдаг. Дэлхийн гадарга дээр дээшлэх тусам 12 метр тутамд агаар мандлын нөлөө 1 мм м.у.б-аар буурдаг. Урлаг. Тропосфер мандалд 10.5 метр тутамд ижил төстэй өөрчлөлт гардаг.
Дэлхийн гадаргын ойролцоо, агаарын хөлгийн өндөрт тусгай масштабаар тоноглогдсон анероид нь атмосферийн даралтаар өндрийг тодорхойлж чаддаг. Энэ төхөөрөмжийг өндөр хэмжигч гэж нэрлэдэг.
Дэлхийн гадаргуу дээрх тусгай төхөөрөмж нь өндөр хэмжигчийг тэг болгох боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр та дараа нь түүгээр өгсөх өндрийг тодорхойлох боломжтой.
Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
Уулын бэлд барометр 756 миллиметр мөнгөн усны даралттай байгааг харуулсан. Далайн түвшнээс дээш 2500 метрийн өндөрт ямар үнэ цэнэтэй байх вэ? Агаар мандлын даралтыг паскалаар бүртгэх шаардлагатай.
r1 =756 мм м.у.б, H=2500 м, r2 - ?
Шийдвэр
H өндөрт барометрийн заалтыг тодорхойлохдоо бид үүнийг харгалзан үзнэдаралт 1 мм м.у.б-ээр буурдаг. 12 метр тутамд. Тиймээс:
(p1 – p2)×12 м=H×1 ммМУБ, аас:
p2=p1 - H×1 ммМУБ/12м=756 ммМУБ - 2500 м×1 ммМУБ/12 м=546 ммМУБ
Оолсон атмосферийн даралтыг паскалаар бүртгэхийн тулд дараах зүйлийг хийнэ үү:
p2=546×133, 3 Па=72619 Па
Хариулт: 72619 Па.
Агаар мандлын даралт ба цаг агаар
Дэлхийн гадаргын ойролцоох агаарын атмосферийн давхаргын хөдөлгөөн, янз бүрийн бүс нутагт агаар жигд бус халах нь манай гаригийн бүх хэсэгт цаг агаарын нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд хүргэдэг.
Даралт 20-35ммМУБ-аар хэлбэлзэж болно. урт хугацаанд болон мөнгөн усаар 2-4 миллиметрээр. өдрөөр. Эрүүл хүн энэ үзүүлэлтийн өөрчлөлтийг анзаардаггүй.
Агаар мандлын даралт нь хэвийн хэмжээнээс доогуур, байнга өөрчлөгддөг нь тодорхой нэгийг хамарсан циклоныг илтгэнэ. Ихэнхдээ энэ үзэгдэл үүлэрхэг, хур тунадас дагалддаг.
Даралт бага байх нь бороотой цаг агаарын шинж тэмдэг биш юм. Цаг агаарын таагүй байдал нь тухайн үзүүлэлт аажмаар буурахаас ихээхэн шалтгаална.
Даралт огцом буурч 74 см м.у.б. доор нь шуурга шуурч, индикатор аль хэдийн нэмэгдэж эхэлсэн ч үргэлжлэн орох борооны аюул заналхийлж байна.
Цаг агаарын байдал сайжрахыг дараах шинж тэмдгээр тодорхойлж болно:
- цаг агаарын таагүй байдал удаан үргэлжилсний дараа атмосферийн даралт аажмаар, тогтмол нэмэгддэг;
- манантай намгархаг цаг агаарт даралт нэмэгддэг;
- өмнөд салхи шуургатай үед энэ үзүүлэлт хэд хоног дараалан өснө;
- Салхитай үед атмосферийн даралт ихсэх нь цаг агаар ая тухтай байгааг илтгэнэ.
