Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. В начале этой лекции давайте вспомним конец лекции про атмосферное давление. Эванджелиста Торричелли - итальянский ученый измерил атмосферное давление с помощью, так называемого, ртутного барометра...
В видеоролике мы видим, что высота столба нормального атмосферного давления составляет 760 миллиметров ртутного столба. Если давление повышается, то оно способно удержать столб большей высоты, если понижается, то способно удержать столб меньшей высоты. А раз так, то о величине атмосферного давления можно судить по высоте ртутного столба и поэтому на практике, атмосферное давление, и вообще, давление, особенно газа, часто измеряют в миллиметрах ртутного столба. Давайте попробуем установить связь между такой внесистемной единицей, как миллиметры ртутного столба и привычной для нас единицей СИ - Паскалем.
Перед тем как идти дальше давайте запишем следующую важную вещь:
1 миллиметр ртутного столба - внесистемная единица измерения давления. Давайте свяжем эту единицу с Паскалями. Что же такое миллиметр ртутного столба? Атмосферное давление поднимает ртуть на 760 миллиметров, т.е столб ртути высотой 760 миллиметров создает давление, как говорят, нормальному атмосферному. Почему мы говорим нормальному? Потому что давление оказывается может меняться. Об этом сегодня мы будем говорить. А что же такое миллиметр ртутного столба? Это давление которое производит ртуть высотой 1 миллиметр. Давайте запишем более строгое определение.
1 миллиметр ртутного столба (1мм рт.ст.) - это давление производимое столбом ртути высотой 1 мм.
А теперь давайте ответим на другой вопрос, а чему равняется это давление? Как это можно посчитать? 1 мм рт. ст. равняется 133,3 Па. Отлично! А откуда нам это известно? Как мы это узнали? Давайте разберемся почему так получается? Нужно разделить нормальное атмосферное давление на 760 мм рт.ст. и мы получим сколько в 1 мм рт.ст. Да, мы правильно отвечаем, но откуда мы знаем, что нормальное атмосферное давление составляет 1013 ГПа? Потому что нормальное атмосферное давление равно давлению столба ртути. Тогда давайте возьмем давление столба ртути высотой 1 миллиметр. Мы умеем считать давление ртутного столба или любой другой жидкости, если известна высота? Да, мы умеем считать давление по формуле гидростатического давления. И так, представим себе, что у нас налита ртуть, лужица глубиной 1 мм. Т.е высота столба ртути 1 мм. Давайте рассчитаем гидростатическое давление, производимое этой лужицей на тот стол, на который она пролилась...
А теперь давайте вернемся к опыту Торричелли...Торричелли заметил одну вещь, когда столбик ртути понижается, т.е когда понижается атмосферное давление, через некоторое время наступает непогода. Когда ртутный столбик повышается, через некоторое время непогода сменяется хорошей погодой, т.е измерение атмосферного давления позволяет в общем-то делать прогноз погоды. Поэтому метеорологическая служба непременно и круглосуточно, по крайней мере, каждые три часа, проводит измерение атмосферного давления и записывают их в свою базу данных, потому что от атмосферного давления зависит погода. Есть замечательная книжка Жюля Верна "Пятнадцатилетний капитан", там описано, что один из героев книжки нашел описание того, как пользоваться барометром для предсказания погоды. Если вы почитаете, то найдете там очень много интересный вещей. Например, если барометр падает быстро, значит непогода будет резко ухудшаться, но не надолго. Если барометр в течении многих дней медленно падает, барометр падает - это значит снижается атмосферное давление, значит непогода будет длительная. Давайте сейчас еще на один вопрос ответим: а почему дует ветер? Можно предположить, что атмосферное давление в одном месте больше или меньше, чем в другом месте. Туда, где оно , например, меньше дует ветер. В одних местах атмосферное давление больше, в других местах атмосферное давление меньше. И оттуда, где давление больше ветер дует туда, где давление меньше.
И так, если барометр, которым Торричелли проводил опыты понятно, что вряд ли он уцелеет, а очень хочется, потому что атмосферное давление позволяет предсказывать погоду, поэтому нужно придумать барометр, который имел бы меньшие размеры, который не содержал бы ядовитой ртути, не содержал бы стеклянной трубки, т.е был бы без жидкостным. Такой барометр называется барометр-анеройд. Термин "анеройд" в переводе на русский язык означает без жидкостный. Давайте сейчас познакомимся с устройством безжидкостного барометра-анеройда.
И так мы посмотрели на принципиальное устройство барометра-анеройда и понятно, что этот барометр можно брать куда угодно, измерять давление в разных местностях, в том числе этот барометр можно поднимать в горы и изучать зависимость атмосферного давления, например, от высоты.
Из видеоролика выше мы узнали, что существует разница в величинах давления между показаниями на синоптической карте и на показаниях прибора барометра-анеройда. И мы плавно переходим к следующей теме данной лекции - атмосферное давление на разных высотах. Давайте попробуем разобраться почему же с ростом высоты атмосферное давление уменьшается.
А теперь такой вопрос, а нельзя ли считать давление по формуле гидростатического давления? Из-за того, что у атмосферы нет четких границ и плотность в разных частях атмосферы различная поэтому мы не можем рассчитывать давление по этой формуле. Повторим еще раз формула расчета гидростатического давления не применима для расчета атмосферного давления, потому что величина плотности воздуха не постоянна. Внизу под большим давлением воздух более плотный, а наверху он менее плотный, соответственно более разряженный. Кстати, и по этой же причине у атмосферы нет четкой границы. У водяного океана есть четкая граница, потому что плотность жидкости воды, практически постоянна, а у атмосферы нет четкой границы. Т.е плотность не является постоянной величиной.
И так давайте подведем итог нашей лекции. Мы с вами провели повторение опыта Торричелли, записали определение внесистемной единицы измерения атмосферного давления - 1 мм.рт.ст., вывели соотношения соответствия 1 мм.рт.ст - 133 Па, с помощью синоптической карты убедились в том, что уровень атмосферного давления связан с прогнозом погоды, которым пользуются метрологические службы, познакомились с устройством безжидкостного барометра-анеройда, объяснили на примере разницу в показаниях синоптической карты и барометра-анеройда и узнали, что существует разница показаний атмосферного давления в зависимости от высоты и в конце лекции вывели формулу изменения величины давления в зависимости от высоты на котором это давление измеряется.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.