Mechanika tlaku vzduchu

Tlak vzduchuatmosférický tlak nebo barometrický tlak je tlak vyvíjený na povrch hmotností hmotnost vzduchu (a jeho molekuly) nad ním.

Tlak vzduchu je obtížný koncept. Jak může mít něco neviditelného hmotnost a hmotnost? Vzduch má hmotnost, protože je tvořen a směs plynů které mají hmotnost. Sčítejte hmotnost všech těchto plynů, které vytvářejí suchý vzduch (kyslík, dusík, oxid uhličitý, vodík a další) a získáte hmotnost suchého vzduchu.

Molekulová hmotnost nebo molární hmotnost suchého vzduchu je 28,97 gramů na mol. I když to není moc, typická vzduchová hmota je tvořena neuvěřitelně velkým počtem molekul vzduchu. Jako takový můžete začít vidět, jak může mít vzduch značnou váhu, když se hmotnosti všech molekul sčítají.

Jaká je tedy souvislost mezi molekulami a tlakem vzduchu? Pokud se počet molekul vzduchu nad oblastí zvyšuje, existuje více molekul, které vyvíjejí tlak na tuto oblast, a zvyšuje se její celkový atmosférický tlak. Tohle je to, čemu říkáme

Tlak vzduchu není po celé Zemi jednotný. Pohybuje se od 980 do 1050 milibarů a mění se s výškou. Čím vyšší je nadmořská výška, tím nižší je tlak vzduchu. Je to proto, že počet molekul vzduchu klesá ve vyšších nadmořských výškách, a tak klesá hustota vzduchu a tlak vzduchu. Tlak vzduchu je nejvyšší na hladině moře, kde je největší hustota vzduchu.

Tlak vzduchu je 5:

• Zvyšuje se s rostoucí hustotou vzduchu a snižuje se s klesající hustotou vzduchu.
• Zvyšuje se s rostoucí teplotou a snižuje se s chladnou teplotou.
• Roste v nižších nadmořských výškách a ve vyšších nadmořských výškách.
• Vzduch se pohybuje od vysokého tlaku k nízkému tlaku.
• Tlak vzduchu se měří meteorologickým přístrojem známým jako a barometr. (Proto se také někdy nazývá „barometrický tlak“).

A barometr se používá k měření atmosférického tlaku v jednotkách zvaných atmosféry nebo milibary. Nejstarší typ barometru je rtuť barometer. Tento přístroj měří rtuť, jak stoupá nebo klesá ve skleněné trubici barometru. Protože atmosférický tlak je v podstatě hmotnost vzduchu v EU atmosféra nad zásobníkem se hladina rtuti v barometru bude nadále měnit, dokud hmotnost rtuti ve skleněné trubici nebude přesně stejná jako hmotnost vzduchu nad zásobníkem. Jakmile se oba přestanou pohybovat a jsou vyrovnány, je tlak zaznamenán „odečtením“ hodnoty ve výšce rtuti ve vertikálním sloupci.

Pokud je hmotnost rtuti menší než atmosférický tlak, hladina rtuti ve skleněné trubici stoupne (vysoký tlak). V oblastech vysokého tlaku vzduch klesá na zemský povrch rychleji, než může vytékat do okolních oblastí. Protože se počet molekul vzduchu nad povrchem zvyšuje, existuje více molekul, které na tento povrch působí silou. Se zvýšenou hmotností vzduchu nad zásobníkem stoupá hladina rtuti na vyšší úroveň.

Pokud je hmotnost rtuti větší než atmosférický tlak, hladina rtuti klesne (nízký tlak). v oblasti nízkého tlaku, vzduch stoupá pryč z povrchu Země rychleji, než může být nahrazen vzduchem proudícím z okolních oblastí. Protože počet molekul vzduchu nad oblastí klesá, existuje méně molekul, které na tento povrch působí silou. Při snížené hmotnosti vzduchu nad zásobníkem klesne hladina rtuti na nižší úroveň.

Jiné typy barometrů zahrnují aneroidní a digitální barometry. Aneroidní barometry neobsahují rtuť ani jiné kapaliny, ale mají utěsněnou a vzduchotěsnou kovovou komoru. Komora se rozšiřuje nebo smršťuje v reakci na změny tlaku a ukazatel na číselníku se používá k označení odečtů tlaku. Moderní barometry jsou digitální a jsou schopny přesně a rychle měřit atmosférický tlak. Tyto elektronické přístroje zobrazují aktuální hodnoty atmosférického tlaku na displeji.

Atmosférický tlak je ovlivňován denním ohřevem ze slunce. K tomuto zahřívání nedochází rovnoměrně po celé Zemi, protože některé oblasti jsou zahřívány více než jiné. Jak se vzduch zahřívá, stoupá a může vést k nízkému tlaku.

Tlak ve středu a nízkotlaký systém je nižší než vzduch v okolí. Větry foukají do oblasti nízkého tlaku, což způsobuje vzestup vzduchu v atmosféře. Vodní pára ve stoupajícím vzduchu kondenzuje a vytváří mraky a v mnoha případech i srážky. V důsledku Coriolisův efektV důsledku rotace Země proudí vítr v nízkotlakém systému proti směru hodinových ručiček na severní polokouli a ve směru hodinových ručiček na jižní polokouli. Nízkotlaké systémy mohou způsobit nestabilní počasí a bouře, jako je cyklony, hurikány a tajfuny. Obecně platí, že minima mají tlak kolem 1000 milibarů (29,54 palce rtuti). Jak 2016, nejnižší tlak někdy zaznamenal na Zemi byl 870 mb (25,69 inHg) v oku Typhoon tip přes Tichý oceán 12. října 1979.

v vysokotlaké systémy, vzduch ve středu systému je pod vyšším tlakem než vzduch v okolí. Vzduch v tomto systému klesá a fouká pryč z vysokého tlaku. Tento sestupný vzduch snižuje vodní páru a tvorbu mraků, což má za následek slabý vítr a stabilní počasí. Proud vzduchu ve vysokotlakém systému je opačný než u nízkotlakého systému. Vzduch cirkuluje ve směru hodinových ručiček na severní polokouli a proti směru hodinových ručiček na jižní polokouli.

Článek editoval Regina Baileyová

• Britannica, editoři encyklopedie. "Atmosférický tlak." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5. března. 2018, www.britannica.com/science/atmospheric-pressure.
• Národní geografická společnost. "Barometr." Národní geografická společnost9. října 2012, www.nationalgeographic.org/encyclopedia/barometer/.
• "Nejvyšší a nejnižší tlak vzduchu." Bezpečnost zimního počasí Centrum UCAR pro vědní vzdělávání, scied.ucar.edu/shortcontent/highs-and-lows-air-pressure.