Определение атмосферного давления весьма просто – это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление – это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный. 
Измерение атмосферного давления
Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.
Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике – паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба.
Ну а последняя единица измерения – бары. 1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.
Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному – 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.
Нормальное атмосферное давление
760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C – это нормальное давление. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.
Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.
Влияние атмосферного давления на погоду
Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.
Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?
Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.
Давление газов в смеси
Парциальным давлением называют давление одного отдельного газа в газовой смеси. В таком случае, давление смеси будет равняться сумме парциальных давлений каждого из газов.
Разреженный газ
Техническим вакуумом называют газ, который находится под давлением меньшим, нежели в окружающем пространстве. Этого легко достичь в ёмкостях или трубопроводе.
Для того, чтобы узнать, сколько в паскале атмосфер, необходимо воспользоваться простым онлайн калькулятором. Введите в левое поле интересующее вас количество паскалей, которое вы хотите конвертировать. В поле справа вы увидите результат вычисления. Если необходимо перевести паскали или атмосферы в другие единицы измерения, просто кликните по соответствующей ссылке.
Что такое «паскаль»
Единица измерения из системы СИ – паскаль (Па, Pa), равен давлению при равномерном приложении силы в 1 ньютон к ровной поверхности площадью 1 кв.
м. В паскалях измеряют также механическое напряжение, модули упругости, модуль Юнга, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву и срезу, звуковое и осмотическое давление, летучесть. Названа единица в честь французского физика и математика Блеза Паскаля в 1961 году.
Что такое «атмосфера»
Внесистемная единица измерения давления, приблизительно соответствующая атмосферному давлению на уровне мирового океана.
Равноправно существуют две единицы – техническая атмосфера (ат, at) и нормальная, стандартная или физическая атмосфера (атм, atm). Одна техническая атмосфера – это равномерное перпендикулярное давление силы в 1 кгс на ровную поверхность площадью 1 см².
1 ат = 98 066,5 Па.
Как перевести давление в Паскали
Стандартная атмосфера – это давление ртутного столба высотой 760 мм при плотности ртути 13 595,04 кг/м³ и нулевой температуре. 1 атм = 101 325 Па = 1,033233 ат. В РФ используется только техническая атмосфера.
В прошлом для абсолютного и избыточного давления употребляли термины «ата» и «ати».
Избыточное давление – разница между абсолютным и атмосферным давлением, когда абсолютное больше атмосферного. Разница между атмосферным и абсолютным давлением, когда абсолютное давление ниже атмосферного, называется разрежением (вакуумом).
Атмосферное давление
Паска́ль (русское обозначение: Па, международное: Pa) — единица измерениядавления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ)[1].
Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр: 1 Па = 1 Н·м−2.
Атмосферное давление: перевод мегапаскалей (МПа) в атмосферы
С основными единицами СИ паскаль связан следующим образом: 1 Па = 1 кг·м−1·с−2.
В СИ паскаль также является единицей измерения механического напряжения, модулей упругости, модуля Юнга, объёмного модуля упругости, предела текучести, предела пропорциональности, сопротивления разрыву, сопротивления срезу, звукового давления, осмотического давления, летучести (фугитивности)[2].
В соответствии с общими правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы паскаль пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной.
Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием паскаля. Например, обозначение единицы динамической вязкости записывается как Па·с.
Единица названа в честь французскогофизика и математикаБлеза Паскаля. Впервые наименование было введено во Франции декретом о единицах в 1961 году[2][3].
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
На практике применяют приближённые значения: 1 атм = 0,1 МПа и 1 МПа = 10 атм. 1 мм водяного столба примерно равен 10 Па, 1 мм ртутного столба равен приблизительно 133 Па.
Нормальное атмосферное давление принято считать равным 760 мм ртутного столба, или 101 325 Па (101 кПа).
Размерность единицы давления (Н/м²) совпадает с размерностью единицы плотности энергии (Дж/м³), но с точки зрения физики эти единицы не эквивалентны, так как описывают разные физические свойства.
В связи с этим некорректно использовать Паскали для измерения плотности энергии, а давление записывать как Дж/м³.
Сколько атмосферы в 1 бар?
Название единицы давления в баре происходит от греческого слова для веса. Производная этой единицы, миллибар, широко используется в метеорологии.
Бар относится к категории единиц, определяемых силами силы и площади. Есть две единицы с тем же именем, называемые линией. Одним из них является единица измерения давления, принятая в физической системе единиц CGS (сантиметр, грамм, другая). Этот блок определяется как 1 dyne / cm2, где 1 dyne — это единица силы, используемая в системе.
Кроме того, под 1 баром находится внесистемная система, метеорологическая единица, также называемая стандартной атмосферой. Соотношение между двумя полосами составляет 1 бар или 1 стандартная атмосфера составляет 106 дин / см2.
В дополнение к стандартной атмосфере, техническая (метрическая) атмосфера и физическая (нормальная) атмосфера используются на практике. Техническая или метрическая атмосфера используется в технической системе подразделений МКГСС. Он также обозначается как кгс / см2. Техническая атмосфера определяется как давление, создаваемое силой 1 кгс, направленное перпендикулярно и равномерно распределенное на плоскую поверхность 1 см2.
Соотношение стержня к технической атмосфере составляет 1 бар = 10197 кгс / см2.
Нормальная атмосфера — дополнительный системный блок, такое же давление на поверхности Земли. Он определяется как давление, контролируемое 760 мм ртути при 0 градусах Цельсия, нормальная плотность ртути и нормальное ускорение веса. Связь между полосой и нормальной или физической атмосферой — 1 бар = 0,98692 атм.
Часто быстрый и удобный расчет не требует высокой точности. Поэтому приведенные выше значения могут быть округлены в зависимости от того, какие ошибки вы готовы принять в измерениях.
Атмосферное нормальное и стандартное давление
Если ошибка составляет 0,5%, вы можете взять 1 бар, что равно 0,98 атм. или 1,02 кгс / см2. Если мы проигнорируем разницу между технической атмосферой и баром (стандартная атмосфера), то ошибка составляет 2%.
И, допустив ошибку 3%, мы можем принять во внимание физическую и стандартную атмосферу, которая эквивалентна друг другу.
| Атмосферное давление | |
|---|---|
p <displaystyle p>  |
|
| Размерность | L −1 MT −2 |
| Единицы измерения | |
| СИ | Па |
| СГС | дин·см -2 |
| Примечания | |
| скаляр | |
Атмосфе́рное давле́ние — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере, на единицу площади поверхности по нормали к ней [1] . В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени [2] . Давление — величина скалярная, имеющая размерность L −1 MT −2 , измеряется барометром.
Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является паскаль (русское обозначение: Па; международное: Pa). Кроме того, в Российской Федерации в качестве внесистемных единиц давления допущены к использованию бар, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба, метр водяного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр и атмосфера техническая [3] . Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C, называется нормальным атмосферным давлением ( 101 325 Па ) [2] .
Содержание
История [ править | править код ]
Традиционно считалось, что всасывающие насосы работают из-за того, что "природа боится пустоты". Но голландец Исаак Бекман в тезисах своей докторской диссертации, защищенной им в 1618 году, утверждал: «Вода, поднимаемая всасыванием, не притягивается силою пустоты, но гонима в пустое место налегающим воздухом» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur).
В 1630 году генуэзский физик Балиани написал письмо Галилею о неудачной попытке устроить сифон для подъема воды на холм высотою примерно 21 метр. В другом письме Галилею (от 24 октября 1630 года) Балиани предположил, что подъем воды в трубе обусловлен давлением воздуха.
Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами — вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжёлым веществом — ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли, привели к тому, что в 1643 году он доказал, что воздух имеет вес [5] . Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм [6] .
Изменчивость и влияние на погоду [ править | править код ]
На земной поверхности атмосферное давление изменяется время от времени и от места к месту. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 641 — 816 мм рт. ст. [7] (в центральной части смерча давление падает и может достигать значения 560 мм ртутного столба) [8] .
На картах атмосферное давление изображается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря [9] .
Атмосферное давление — очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.
| 1 Па = 0,0075 мм рт. ст., или 1 мм рт. ст. = 133,3 Па |
Стандартное давление [ править | править код ]
В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление, равное 100 кПа [10] . Атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышестоящего столба воздуха с единичным сечением.
В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1,01325 бар (1013,25 мбар) или 101 325 Па в Международной системе единиц (СИ).
Барическая ступень [ править | править код ]
Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется «барической (барометрической) ступенью». Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например, для оценки давления по известной разности высот. Считая, что атмосфера не испытывает существенного вертикального ускорения (то есть находится в квазистатическом состоянии), из основного закона статики получаем, что барическая ступень h <displaystyle h>
h = − Δ z / Δ p = 1 / g ρ . <displaystyle h=-Delta z/Delta p=1/g
ho .>
При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 м/гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа, нужно подняться на 8 метров.
С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа .
Изменения давления с высотой [ править | править код ]
С высотой атмосферное давление уменьшается. Например, горная болезнь начинается на высоте около 2-3 км, а атмосферное давление на вершине Эвереста составляет примерно 1/4 от показателя на уровне моря.
В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается барометрической формулой [11] .
Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой:
− Δ p = g ρ Δ z , <displaystyle -Delta p=g
ho Delta z,>
где: p <displaystyle p>
ho >
Приведение к уровню моря [ править | править код ]
Многие метеостанции рассылают так называемые «синоптические телеграммы», в которых указывается давление, приведённое к уровню моря (см. КН-01, METAR). Это делается для того, чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, а также для нужд авиации. Приведённое давление используется также и на синоптических картах.
При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа:
z 2 − z 1 = 18400 ( 1 + λ t ) lg ( p 1 / p 2 ) . <displaystyle z_<2>-z_<1>=18400(1+lambda t)lg(p_<1>/p_<2>).>
То есть, зная давление и температуру на уровне z 2 <displaystyle z_<2>>
Вычисление давления на высоте h <displaystyle h>
P = P 0 e − M g h / R T , <displaystyle P=P_<0>e^<-Mgh/RT>,>
где P 0 <displaystyle P_<0>>
M <displaystyle M>
g <displaystyle g>
R <displaystyle R>
T <displaystyle T>
h <displaystyle h>
На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается [5] .
Более простые расчёты (без учёта температуры) дают:
P = P 0 ( 0 , 87 ) h = P 0 ⋅ 10 − 0 , 06 h , <displaystyle P=P_<0>(0,87)^
где h <displaystyle h>
Измерения и расчёт показывают в полном согласии, что при подъёме над уровнем моря на каждый километр давление будет падать на 0,1 долю; то же самое относится и к спуску в глубокие шахты под уровень моря — при опускании на один километр давление будет возрастать на 0,1 своего значения.
Речь идёт об изменении на 0,1 от значения на предыдущей высоте. Это значит, что при подъёме на один километр давление уменьшается до 0,9 (точнее 0,87 [прим 1] ) от давления на уровне моря.
В прогнозах погоды и сводках, распространяемых для населения через интернет и по радио, используется неприведённое давление, то есть, фактическое давление на уровне местности.
