Атмосфера, атмосферний тиск, історія, вага і тиск повітря, одиниці вимірювання тиску
Атмосфера - це газова оболонка Землі з містяться в ній аерозольними частками. Атмосфера складається з суміші газів, званої повітрям. Крім N2 (
1%) повітря містить 0,03% СО2 і дуже мало інших газів. Повітря, як відомо, стискаємо, тому його щільність в нижніх шарах атмосфери максимальна і убуває з висотою, поступово сходячи нанівець (переходить в космічний простір) без різкого розмежування:
* 50% всієї атмосфери зосереджено в нижніх 5 км;
* 75% всієї атмосфери зосереджено в нижніх 10 км;
* 90% всієї атмосфери зосереджено в нижніх 20 км.
Але присутність повітря виявляється до дуже великих висот.
Атмосфемрное давлемніе - тиск атмосфери на все знаходяться в ній предмети і земну поверхню. Атмосферний тиск створюється гравітаційним притяганням повітря до Землі. Атмосферний тиск вимірюється барометром. Атмосферний тиск, що дорівнює тиску стовпа ртуті висотою 760 мм при температурі 0 ° C, називається нормальним атмосферним тиском. (Міжнародна стандартна атмосфера - МСА, 101.325 Па).
Наявність атмосферного тиску призвело людей в замішання в 1638 році, коли не вдалася затія герцога Тосканського прикрасити сади Флоренції фонтанами - вода не піднімалася вище 10,3 метрів. Пошуки причин цього і досліди з більш важким речовиною - ртуттю, вжиті Еванджеліста Торрічеллі, привели до того, що в 1643 році він довів, що повітря має вагу. Спільно з В. Вівіані, Торрічеллі провів перший досвід з вимірювання атмосферного тиску, винайшовши трубку Торрічеллі (перший ртутний барометр) - скляну трубку, в якій немає повітря. У такій трубці ртуть піднімається на висоту близько 760 мм.
Протягом багатьох століть, аж до XVII століття, люди думали, що повітря не має вагу. Тільки в середині XVII століття італійському вченому Торічеллі вдалося довести, що насправді повітря має вагу.
В результаті проведених згодом численних вимірювань було встановлено, що вага 1 м 3 сухого повітря при температурі 0 °, тиску 760 мм ртутного стовпа, на рівні моря і широті 45 ° дорівнює 1,293 кг. При такій вазі атмосфера справляє величезний тиск на поверхню землі. Підраховано, що на всю земну кулю атмосфера тисне з силою, в 50 разів перевищує вагу води оз. Байкал і Каспійського моря разом узятих. Для наочного доказу того, що повітря має вагу і що внаслідок цього він чинить тиск, зазвичай виробляють «досвід Торічеллі», вперше поставлений Торічеллі в 1643 р
Величину атмосферного тиску висловлюють висотою ртутного стовпа в міліметрах (мм). Щоб виключити залежність висоти ртутного стовпа від зміни температури і сили тяжіння, призводять висоту ртутного стовпа до температури 0 °, до широти 45 ° і до рівня моря. За нормальний атмосферний тиск приймають таке, що дорівнює вазі ртутного стовпа висотою 760 мм при температурі 0 ° на широті 45 ° і на рівні моря на площі в 1 см 2.
Основним приладом для вимірювання тиску служить ртутний барометр. Решта прилади для вимірювання тиску (анероїди, барографи, метеорограф) градуируют по ртутному барометру. В СІ тиск вимірюється в паскалях (1 Па = 1 Н / м 2); крім цього до недавнього часу застосовувалася одиниця - миллибар; 1 мбар = 100 Па. У побуті використовується одиниця 1 мм рт. ст.
1 мб = 100 Па = 1 гПа = 102 Па.
1 гПа = ѕ мм рт.ст. (0,75 мм рт.ст.); 1мм рт. ст. = 133, 322 Па = 1,33 гПа (гектопаскалях).
Нормальний тиск становить 760 мм рт. ст. або 1000 гПа.
На гідрометеорологічних станціях такий переклад здійснюється за допомогою заздалегідь складених таблиць.