Atmosferos slėgis. Oro judėjimas. Vanduo atmosferoje. Tipiškų problemų sprendimas. Nustatykite absoliutų slėgį po laisvajame vandens paviršiuje apatiniame inde, jei skystis viršutiniame inde yra žibalas T–1

Oro slėgis- jėga, kuria oras spaudžia žemės paviršių. Jis matuojamas gyvsidabrio stulpelio milimetrais, milibarais. Vidutiniškai tai yra 1,033 g 1 cm2.

Priežastis, dėl kurios susidaro vėjo formacijos, yra skirtumas Atmosferos slėgis. Vėjas pučia iš aukštesnio atmosferos slėgio zonos į žemesnę. Kuo didesnis atmosferos slėgio skirtumas, tuo stipresnis vėjas. Atmosferos slėgio pasiskirstymas Žemėje lemia skirtingose ​​platumose troposferoje vyraujančių vėjų kryptį.

Jie susidaro, kai kylančiame ore dėl jo aušinimo kondensuojasi vandens garai.
. Skystas arba kietas vanduo, nukritęs ant žemės paviršiaus, vadinamas krituliais.

Atsižvelgiant į jų kilmę, yra dviejų tipų nuosėdos:

kritimas iš debesų (lietus, sniegas, graupelė, kruša);
susidarę Žemės paviršiuje (rasa, šerkšnas).
Krituliai matuojami pagal vandens sluoksnį (mm), kuris susidaro, jei nukritęs vanduo nenuteka ir neišgaruoja. Per metus į Žemę vidutiniškai nukrenta 1130 mm. kritulių.

Kritulių pasiskirstymas. Atmosferos krituliai žemės paviršiuje pasiskirsto labai netolygiai. Vienos vietos kenčia nuo drėgmės pertekliaus, kitos – dėl jos trūkumo. Ypač mažai kritulių iškrenta teritorijose, esančiose palei šiaurinį ir pietinį atogrąžų regioną, kur aukšta oro kokybė ir ypač didelis kritulių poreikis.

Pagrindinė šio nelygumo priežastis – atmosferos slėgio juostų išdėstymas. Taigi, juostos pusiaujo srityje žemas spaudimas Nuolat šildomame ore yra daug drėgmės, jis pakyla, atvėsta ir tampa prisotintas. Todėl pusiaujo srityje susidaro daug debesų ir lyja. Taip pat daug kritulių iškrenta kitose žemės paviršiaus vietose, kur slėgis žemas.

Diržuose aukštas spaudimas dominuoja žemyn oro srovės. Šaltas oras, kai jis leidžiasi žemyn, turi mažai drėgmės. Nuleistas susitraukia ir įkaista, dėl to nutolsta nuo prisotinimo taško ir tampa sausesnis. Todėl aukšto slėgio zonose virš tropikų ir šalia ašigalių iškrenta mažai kritulių.

Vis dar neįmanoma spręsti apie teritorijos aprūpinimą drėgme pagal kritulių kiekį. Reikia atsižvelgti į galimą garavimą – nepastovumą. Tai priklauso nuo saulės šilumos kiekio: kuo daugiau šilumos, tuo daugiau drėgmės, jei jos yra, gali išgaruoti. Nepastovumas gali būti didelis, bet išgaravimas gali būti mažas. Pavyzdžiui, išgaravimas (kiek drėgmės gali išgaruoti esant tam tikrai temperatūrai) yra 4500 mm/metus, o garavimas (kiek iš tikrųjų išgaruoja drėgmės) – tik 100 mm/metus. Drėgmės kiekis plote vertinamas pagal garavimo ir garavimo santykį. Drėgmei nustatyti naudojamas drėgmės koeficientas. Drėgmės koeficientas – santykis metinis kiekis nuo kritulių iki išgaravimo per tą patį laikotarpį. Jis išreiškiamas trupmena procentais. Jei koeficientas yra 1, drėgmės pakanka, jei jis yra mažesnis nei 1, drėgmės nepakanka, o jei jis didesnis nei 1, drėgmė yra per didelė. Pagal drėgmės laipsnį išskiriamos drėgnos (drėgnos) ir sausos (sausos) zonos.

1 problema

Turistas per vieną dieną dviračiu nuvažiavo 40 km. Be to, nuo 9.00 iki 11.20 jis važiavo greičiu, kuris laikui bėgant palaipsniui didėjo nuo 10 km/h iki 14 km/h. Tada turistas deginosi paplūdimyje. Likusią kelionės dalį jis praleido nuo 18.30 iki 20.00 val. Nustatykite vidutinį turisto greitį vakarinės kelionės dalies metu.

Galimas sprendimas

Nuo 9.00 iki 11.20 turistas važiavo vidutiniu (10 + 14)/2 = 12 km/h greičiu (nes greitis bėgant laikui didėjo tolygiai). Tai reiškia, kad per tą laiką turistas įveikė atstumą

Per laiką nuo 18.30 iki 20.00 dviratininkas nuvažiavo 40 – 28 = 12 km. Vadinasi, Vidutinis greitis turistas vakarinėje kelionės dalyje yra lygus:

Vertinimo kriterijus

• Vidutinis turisto greitis rytinėje kelionės atkarpoje (12 km/h): 4 taškai
• Turisto nuvažiuotas atstumas nuo 9.00 iki 11.20 (28 km): 2 taškai
• Turisto nuvažiuotas atstumas nuo 18.30 iki 20.00 (12 km): 2 taškai
• Vidutinis turisto greitis vakarinėje kelionės atkarpoje (8 km/h): 2 taškai

Maksimalus užduočiai– 10 taškų.

2 problema

Sistema, susidedanti iš dviejų vienarūšių skirtingo tankio strypų, yra pusiausvyroje. Viršutinis strypo svoris m 1 = 1,4 kg. Trintis yra nereikšminga.

Nustatykite, kokia masė m 2 apatiniai strypai tokia pusiausvyra yra įmanoma.

Galimas sprendimas

Kadangi apatinis strypas yra pakabintas ant galų, yra pusiausvyroje, o jo svorio centras yra viduryje, jį veikiančių sriegių reakcijos jėgos yra vienodos ir vienodo dydžio m 2 g/2. Parašykime viršutinio strypo momentų lygtį, palyginti su kairiojo (viršutinio) sriegio tvirtinimo tašku:

Vertinimo kriterijus

Sriegių, veikiančių apatinį strypą, reakcijos jėgos yra lygios: 3 taškai

Šių reakcijos jėgų modulių reikšmės ( m 2 g/2): 2 taškai

Momento lygtis: 4 taškai

m 2 = 1,2 kg: 1 taškas

Maksimalus užduočiai– 10 taškų.

3 problema

Cilindriniame inde su vandeniu yra iš dalies į vandenį panardintas kūnas, ištemptu siūlu pririštas prie indo dugno. Šiuo atveju kūnas yra panardintas į vandenį dviem trečdaliais jo tūrio. Jei nukirpsite siūlą, kūnas pakils ir plūduriuos pusiau panardintas į vandenį. Kiek pasikeis vandens lygis laive? Kūno masė m= 30 g, vandens tankis ρ = 1,0 g/cm 3, indo dugno plotas S= 10 cm2.

Galimas sprendimas 1

Stiklo slėgio jėga ant stalo (nupjovus siūlą) nepasikeis, todėl

T = ρ g∆h · S, kur ̶T – sriegio dalies reakcijos jėga, ∆h – vandens lygio pokytis. Pirmuoju atveju parašykime kūno pusiausvyros lygtį:

Mg = ρg·(1/2)·V

Iš paskutinių dviejų lygčių matome, kad ͶT = 1/3 mg

Galiausiai gauname:

Vertinimo kriterijus

• Stiklo slėgio jėga ant stalo nepasikeis: 2 taškai
• Kūno pusiausvyros lygtis pirmuoju atveju: 2 taškai
• Kūno pusiausvyros lygtis antruoju atveju: 2 taškai
• T = 1/3 mg:1 taškas
• ∆h = T/( ρ g· S): 2 taškai
• ∆h = 0,01 m: 1 taškas

Galimas sprendimas 2

Kūno pusiausvyros lygtis antruoju atveju:

mg = ρg ½ V⟹V = 2m/ ρ, kur ͸V – kūno apimtis.

Panardintos kūno dalies tūrio pokytis yra lygus:

Galiausiai gauname:

Vertinimo kriterijus

• mg = ρg ½ V: 4 taškai
• ∆V = 1/6 V:2 taškai
• ∆h = ∆V/S: 3 taškai
• ∆h = 0,01 m: 1 taškas

Maksimalus užduočiai– 10 taškų.

4 problema

Nustatykite oro slėgį virš skysčio paviršiaus taške A lenkto vamzdžio uždaros dalies viduje, jei ρ = 800 kg/m 3, h= 20 cm, p 0 = 101 kPa, g= 10 m/s 2. Skysčių tankiai ρ ir 2 ρ nemaišyti vienas su kitu.

Audinys gali būti pradurtas adata, bet ne pieštuku (jei naudojate tokią pat jėgą). Pieštukas ir adata turi skirtingas formas, todėl skirtingai spaudžia audinį. Slėgis yra visur. Jis suaktyvina mechanizmus (žr. straipsnį „“). Tai paveikia. daryti spaudimą paviršiams, su kuriais jie liečiasi. Atmosferos slėgis įtakoja orą Prietaisas atmosferos slėgiui matuoti -.

Kas yra spaudimas

Kai kūnas veikiamas statmenai jo paviršiui, kūnas patiria spaudimą. Slėgis priklauso nuo jėgos dydžio ir paviršiaus ploto, kuriame jėga veikia. Pavyzdžiui, jei išeisite į sniegą su paprastais batais, galite iškristi; Bet to nenutiks, jei užsidėsime slides. Kėbulo svoris toks pat, tačiau antruoju atveju slėgis pasiskirstys didesniame paviršiuje. Kuo didesnis paviršius, tuo mažesnis slėgis. Šiaurės elniai turi plačias kanopas – juk jie vaikšto sniegu, o kanopos spaudimas ant sniego turėtų būti kuo mažesnis. Jei peilis aštrus, paviršius veikiamas jėga mažas plotas. Nuobodus peilis paskirsto jėgą didesniame paviršiuje, todėl pjauna prasčiau. Slėgio vienetas - paskalį(Pa) - pavadintas prancūzų mokslininko Blaise'o Pascalio (1623 - 1662), kuris padarė daug atradimų atmosferos slėgio srityje, vardu.

Skysčių ir dujų slėgis

Skysčiai ir dujos įgauna konteinerio, kuriame jie yra, formą. Skirtingai nuo kietųjų medžiagų, skysčiai ir dujos spaudžia visas talpyklos sieneles. Skysčių ir dujų slėgis nukreipiamas visomis kryptimis. spaudžia ne tik akvariumo dugną, bet ir sienas. Pats akvariumas tik spaudžia žemyn. spaudžia vidinę futbolo kamuolio pusę į visas puses, todėl kamuolys yra apvalus.

Hidrauliniai mechanizmai

Hidraulinių mechanizmų veikimas pagrįstas skysčio slėgiu. Skystis nesusispaudžia, todėl jei bus taikoma jėga, jis bus priverstas judėti. Ir stabdžiai veikia hidraulinis principas. Ratų greitis sumažinamas naudojant stabdžių skysčio slėgį. Vairuotojas spaudžia pedalą, stūmoklis siurbia stabdžių skystį per cilindrą, tada jis per vamzdelį teka į kitus du cilindrus ir spaudžia stūmoklius. Stūmokliai prispaudžia stabdžių trinkeles prie rato. Dėl to rato sukimasis sulėtėja.

Pneumatiniai mechanizmai

Pneumatiniai mechanizmai veikia dėl dujų – dažniausiai oro – slėgio. Skirtingai nuo skysčių, oras gali būti suspaustas, tada jo slėgis didėja. Plaktuko veikimas pagrįstas tuo, kad stūmoklis suspaudžia jame esantį orą iki labai aukšto slėgio. Stūmoklyje suspaustas oras pjaustytuvą spaudžia tokia jėga, kad galima išgręžti net akmenį.

Putų gesintuvas yra pneumatinis įtaisas, veikiantis suslėgtu anglies dioksidu. Suspausdami rankeną, išleidžiate suspaustą medžiagą, esančią kanisteryje. anglies dioksidas. Dujos spaudžia žemyn su didžiule jėga specialus sprendimas, priverčia jį į vamzdelį ir žarną. Iš žarnos išbėga vandens ir putų srovė.

Atmosferos slėgis

Atmosferos slėgį sukuria virš paviršiaus esantis oro svoris. Kiekvienam kvadratinis metras oras spaudžia didesne už dramblio svorį jėga. Prie Žemės paviršiaus slėgis didesnis nei aukštai danguje. 10 000 metrų aukštyje, kur skrenda reaktyviniai lėktuvai, slėgis žemas, nes iš viršaus spaudžia mažai oro masės. Lėktuvo salone palaikomas normalus atmosferos slėgis, kad žmonės galėtų laisvai kvėpuoti didelis aukštis. Tačiau net ir aukšto slėgio lėktuvo salone žmonių ausys užsikemša, kai slėgis tampa mažesnis už slėgį ausies kaklelio viduje.

Atmosferos slėgis matuojamas gyvsidabrio stulpelio milimetrais. Keičiantis slėgiui, keičiasi ir . Žemas slėgis reiškia, kad ateina prastesni orai. Aukštas slėgis atneš giedrą orą. Normalus slėgis jūros lygyje yra 760 mm (101 300 Pa). Uragano dienomis jis gali nukristi iki 683 mm (910 Pa).

1. Atmosferos slėgis. Kaip matyti iš ankstesnio medžiagos pristatymo, oro sluoksnis virš žemės paviršiaus tęsiasi iki maždaug 1000 km aukščio. Šį orą šalia žemės paviršiaus laiko gravitacijos jėga, t.y. turi tam tikrą svorį. Žemės paviršiuje ir visuose objektuose, esančiuose šalia jos paviršiaus, šis oras sukuria slėgį, lygų 1033 g/cm. Vadinasi, šis oras atitinkamai daro apie 16–18 tonų slėgį visam žmogaus kūno paviršiui, kurio plotas yra 1,6–1,8 m. Paprastai mes to nejaučiame, nes esant tokiam pat slėgiui dujos ištirpsta kūno skysčiuose ir audiniuose ir iš vidaus subalansuoja išorinį slėgį kūno paviršiuje. Tačiau kai dėl oro sąlygų kinta išorinis atmosferos slėgis, reikia šiek tiek laiko jį subalansuoti iš vidaus, o tai būtina, kad padidėtų arba sumažėtų organizme ištirpusių dujų kiekis. Per šį laiką žmogus gali jausti tam tikrą diskomfortą, nes atmosferos slėgis pakinta vos keliais mm. rt. stulpelyje bendras slėgis kūno paviršiuje pakinta dešimtimis kilogramų. Šiuos pokyčius ypač aiškiai jaučia žmonės, kenčiantys nuo lėtinės ligos raumenų ir kaulų sistema, širdies ir kraujagyslių sistema ir kt.

Be to, žmogus gali susidurti su barometrinio slėgio pokyčiais vykdydamas savo veiklą: kopdamas į aukštį, nardydamas, dirbdamas kesonu ir kt. Todėl gydytojai turi žinoti, kokią įtaką organizmui turi atmosferos slėgio sumažėjimas ir padidėjimas.

Įtaka žemas kraujo spaudimas

Žmogus patiria žemą kraujospūdį daugiausia kopdamas į aukštį (ekskursijų į kalnus metu arba lėktuvas). Šiuo atveju pagrindinis veiksnys, turintis įtakos žmogui, yra deguonies trūkumas.

Didėjant aukščiui, atmosferos slėgis palaipsniui mažėja (maždaug 1 mm Hg kas 10 m aukščio). 6 km aukštyje atmosferos slėgis jau perpus mažesnis nei jūros lygyje, o 16 km aukštyje – 10 kartų mažesnis.

Nors deguonies procentas atmosferos oras, kaip jau minėjome anksčiau, didėjant aukščiui beveik nekinta, tačiau dėl bendro slėgio mažėjimo mažėja ir dalinis deguonies slėgis jame, t.y. slėgio, kurį suteikia deguonis, dalis bendrame slėgyje.

Pasirodo, būtent dalinis deguonies slėgis užtikrina deguonies perėjimą (difuziją) iš alveolių oro į veninį kraują. Tiksliau, šis perėjimas įvyksta dėl deguonies dalinio slėgio skirtumo veniniame kraujyje ir alveolių ore. Šis skirtumas vadinamas difuziniu slėgiu. Esant žemam difuziniam slėgiui, pasunkėja kraujo arterializacija plaučiuose, atsiranda hipoksemija, kuri yra pagrindinis veiksnys, lemiantis aukščio ir kalnų ligos vystymąsi. Šių ligų simptomai labai panašūs į bendro deguonies trūkumo simptomus, kuriuos aprašėme anksčiau: dusulys, širdies plakimas, odos blyškumas ir akrocianozė, galvos svaigimas, silpnumas, nuovargis, mieguistumas, pykinimas, vėmimas, sąmonės netekimas. Pirmieji aukščio ar kalnų ligos požymiai pradeda ryškėti nuo 3-4 km aukščio.

Atsižvelgiant į dalinį deguonies slėgį ore skirtinguose aukščiuose, išskiriamos šios zonos (pagal poveikio žmogaus organizmui laipsnį):

1. Abejingoji zona iki 2 km

2. Pilnos kompensacijos zona 2-4 km

3. Nepilno kompensavimo zona 4-6 km

4. Kritinė zona 6-8 km

5. Mirtina zona aukščiau 8 km

Natūralu, kad padalijimas į tokias zonas yra sąlyginis, nes skirtingi žmonės Jie skirtingai toleruoja deguonies trūkumą. Didelį vaidmenį čia vaidina kūno tinkamumo laipsnis. Treniruotiems žmonėms pagerėja kompensacinių mechanizmų veikla, padidėja cirkuliuojančio kraujo, hemoglobino ir raudonųjų kraujo kūnelių kiekis, pagerėja audinių adaptacija.

Be deguonies trūkumo, barometrinio slėgio sumažėjimas kylant į aukštį sukelia ir kitus organizmo sutrikimus. Visų pirma, tai yra dekompresiniai sutrikimai, pasireiškiantys natūraliose kūno ertmėse (paranasaliniuose sinusuose, vidurinėje ausyje, blogai suplombuoti dantys, žarnyne esančios dujos ir kt.) esančių dujų išsiplėtimu. Tokiu atveju gali atsirasti skausmas, kartais pasiekiantis didelį stiprumą. Šie reiškiniai ypač pavojingi, kai smarkiai sumažėja slėgis (pavyzdžiui, lėktuvo salonuose sumažėja slėgis). Tokiais atvejais gali būti pažeisti plaučiai, žarnynas, gali prasidėti kraujavimas iš nosies ir kt. Sumažintas slėgis iki 47 mmHg. Art. ir žemiau (19 km aukštyje) lemia tai, kad skysčiai kūne verda kūno temperatūroje, nes slėgis tampa mažesnis nei vandens garų slėgis šioje temperatūroje. Tai išreiškiama vadinamosios poodinės emfizemos atsiradimu.

Aukšto kraujospūdžio poveikis

Žmogus yra priverstas atlikti nardymo ir kesono darbus esant padidintam slėgiui. Sveiki žmonės gana neskausmingai toleruoja perėjimą prie aukšto kraujospūdžio. Tik kartais pastebimi trumpalaikiai nemalonūs pojūčiai. Šiuo atveju slėgis visose vidinėse kūno ertmėse yra subalansuotas su išoriniu slėgiu, taip pat azoto tirpimas kūno skysčiuose ir audiniuose pagal jo dalinį slėgį įkvepiamame ore. Kiekvienai papildomai slėgio atmosferai organizme ištirpsta maždaug 1 papildomas litras azoto.

Situacija yra daug rimtesnė, kai iškeliauja iš atmosferos su aukštas kraujo spaudimas iki normalaus (dekompresijos metu). Tuo pat metu azotas, ištirpęs organizmo kraujyje ir audinių skysčiuose, linkęs išsiskirti į išorinė atmosfera. Jei dekompresija vyksta lėtai, azotas palaipsniui pasklinda per plaučius ir desaturacija vyksta normaliai. Tačiau paspartinus dekompresiją, azotas nespėja pasklisti per plaučių alveoles ir išsiskiria į audinių skysčius bei kraują dujiniu pavidalu (burbuliukų pavidalu).Tokiu atveju pasireiškia skausmingi reiškiniai, vadinami dekompresine liga. Azotas pirmiausia išsiskiria iš audinių skysčiai, nes jie turi mažiausią azoto persotinimo koeficientą ir tada gali atsirasti kraujyje (iš kraujo). Kesono liga pirmiausia pasireiškia aštriais raumenų, kaulų ir sąnarių skausmais. Žmonės šią ligą taikliai pavadino „pertraukite ją“. Vėliau simptomai išsivysto priklausomai nuo kraujagyslių embolų lokalizacijos (odos marmuras, parestezija, parezė, paralyžius ir kt.).

Dekompresija yra lemiamas momentas atliekant tokį darbą ir trunka reikšminga suma laikas. Darbo grafikas kesone, kai slėgis lygus trims papildomoms atmosferoms (3 ATM), yra toks:

Visos pusės pamainos trukmė – 5 valandos 20 minučių.

Suspaudimo laikotarpis - 20 min.

Darbas kesone - 2 valandos 48 minutės.

Dekompresijos laikotarpis - 2 valandos 12 minučių.

Natūralu, kad dirbant kesonuose su didesniu slėgiu, dekompresijos laikotarpis žymiai pailgėja ir atitinkamai sumažėja

Darbo darbo kameroje laikotarpis.

2. Oro judėjimas. Dėl netolygaus žemės paviršiaus šildymo susidaro vietos su aukštu ir žemu atmosferos slėgiu, o tai savo ruožtu sukelia oro masių judėjimą.

Oro judėjimas padeda išlaikyti nuoseklumą ir santykinį vienodumą oro aplinka(balansuoja temperatūrą, maišo dujas, skiedžia teršalus), taip pat skatina organizmo šilumos išsiskyrimą. Ypatingą reikšmę planuojant apgyvendintas vietas turi vadinamoji „vėjo rožė“, kuri yra grafinis vaizdas vėjo krypties pakartojamumas tam tikroje srityje per tam tikrą laikotarpį. Planuojant gyvenamųjų vietovių teritoriją, pramoninė zona turėtų būti pavėjui nuo gyvenamosios zonos. Oro judėjimo greitis atmosferoje gali svyruoti nuo visiškos ramybės iki uraganų (virš 29 m/s). Gyvenamosiose ir visuomeninėse patalpose oro greitis normalizuojamas per 0,2-0,4 m/s. Per mažas oro greitis rodo prastą patalpos vėdinimą, o didelis (daugiau nei 0,5 m/s) sukuria nemalonų skersvėjo pojūtį.

3. Oro drėgmė. Troposferos ore yra daug vandens garų, kurie susidaro išgaruojant nuo vandens paviršiaus, dirvožemio, augalijos ir kt. Šie garai pereina iš vienos agregacijos būsenos į kitą, paveikdami bendrą atmosferos drėgmės dinamiką. Didėjant aukščiui, drėgmės kiekis ore greitai mažėja. Taigi 8 km aukštyje oro drėgnumas sudaro tik apie 1 % drėgmės kiekio, kuris nustatomas žemės lygyje.

Žmogui labiausiai svarbu turi santykinę oro drėgmę, kuri parodo oro prisotinimo vandens garais laipsnį. Ji žaidžia didelis vaidmuo kai atliekama kūno termoreguliacija. Optimali santykinės oro drėgmės reikšmė laikoma 40-60%, priimtina - 30-70%. Esant žemai oro drėgmei (15-10%), vyksta intensyvesnė organizmo dehidratacija. Tuo pačiu metu subjektyviai jaučiamas padidėjęs troškulys ir sausos gleivinės. kvėpavimo takų, įtrūkimų atsiradimas ant jų su vėlesniais uždegiminiais reiškiniais ir kt. Šie pojūčiai ypač skausmingi karščiuojantiems pacientams. Todėl mikroklimato sąlygos tokių pacientų palatose turėtų būti mokamos Ypatingas dėmesys. Didelė oro drėgmė neigiamai veikia organizmo termoreguliaciją, apsunkina arba padidina šilumos perdavimą priklausomai nuo oro temperatūros (žr. tolimesnius termoreguliacijos klausimus).

4. Oro temperatūra. Žmogus prisitaikė prie tam tikros temperatūros. Žemės paviršiuje oro temperatūra, priklausomai nuo vietovės platumos ir metų sezono, svyruoja apie 100 ° C. Didėjant aukščiui, oro temperatūra palaipsniui mažėja (apie 0,56 laipsnių). °C kas 100 m pakilimo). Ši vertė vadinama normaliu temperatūros gradientu. Tačiau dėl ypatingų vyraujančių meteorologinių sąlygų (mažas debesuotumas, rūkas) šis temperatūros gradientas kartais sutrinka ir įvyksta vadinamoji temperatūros inversija, kai viršutiniai oro sluoksniai tampa šiltesni už apatinius. Tai ypač svarbu sprendžiant su oro tarša susijusias problemas.

Temperatūros pasikeitimas sumažina teršalų, išmetamų į orą, praskiedimo galimybę ir prisideda prie didelių koncentracijų susidarymo.

Norint įvertinti oro temperatūros įtaką žmogaus organizmui, būtina prisiminti pagrindinius termoreguliacijos mechanizmus.

Termoreguliacija. Vienas iš svarbiausios sąlygos normaliam gyvenimui Žmogaus kūnas yra palaikyti pastovią kūno temperatūrą. Normaliomis sąlygomis žmogus per dieną vidutiniškai netenka apie 2400-2700 kcal. Apie 90% šios šilumos atiduodama išorinė aplinka per odą, likusieji 10-15% išleidžiami maisto, gėrimų ir įkvepiamo oro šildymui, taip pat garavimui nuo kvėpavimo takų gleivinių paviršiaus ir kt. Todėl svarbiausias šilumos perdavimo kelias yra kūno paviršius. Šiluma išsiskiria iš kūno paviršiaus spinduliuotės (infraraudonosios spinduliuotės), laidumo (tiesioginio kontakto su aplinkiniais objektais ir oro sluoksniu, esančiu šalia kūno paviršiaus) ir garavimo (prakaito ar kt. skysčiai).

Įprastomis patogiomis sąlygomis (kambario temperatūroje su šviesiais drabužiais) šilumos perdavimo laipsnio santykis šiais metodais yra toks:

1. Radiacija – 45 proc.

2. Vykdymas - 30 proc.

3. Garavimas - 25%

Naudodamas šiuos šilumos perdavimo mechanizmus, organizmas gali iš esmės apsisaugoti nuo aukštos temperatūros poveikio ir išvengti perkaitimo. Šie termoreguliacijos mechanizmai vadinami fiziniais. Be jų, yra ir cheminiai mechanizmai, susidedantys iš to, kad veikiant žemai arba aukštai temperatūrai, organizme keičiasi medžiagų apykaitos procesai, dėl to padidėja arba sumažėja šilumos gamyba.

Sudėtingas meteorologinių veiksnių poveikis organizmui. Perkaitimas dažniausiai įvyksta esant aukštai temperatūrai aplinką kartu su didele drėgme. Sausame ore aukšta temperatūra toleruojama daug lengviau, nes nemaža dalis šilumos išsiskiria išgaruojant. Išgaravus 1 g prakaito, suvartojama apie 0,6 kcal. Šilumos perdavimas vyksta ypač gerai, jei jį lydi oro judėjimas. Tada garavimas vyksta intensyviausiai. Tačiau jei aukštą oro temperatūrą lydi didelė drėgmė, tai garavimas nuo kūno paviršiaus neintensyviai arba visiškai sustos (oras prisisotins drėgmės). Tokiu atveju šilumos perdavimas neįvyks, o šiluma pradės kauptis kūne - įvyks perkaitimas. Yra dvi perkaitimo apraiškos: hipertermija ir traukuliai. Yra trys hipertermijos laipsniai: a) lengvas, b) vidutinio sunkumo, c) sunkus (šilumos smūgis). Konvulsinė liga atsiranda dėl smarkiai sumažėjusio chloridų kiekio kraujyje ir organizmo audiniuose, kurie prarandami intensyvaus prakaitavimo metu.

Hipotermija. Žemą temperatūrą, mažą santykinę drėgmę ir mažą oro greitį žmonės toleruoja gana gerai. Tačiau žema temperatūra kartu su dideliu drėgnumu ir oro greičiu sukuria hipotermijos atsiradimo galimybę. Dėl didelio vandens šilumos laidumo (28 kartus daugiau nei oro) ir didelės šiluminės talpos drėgno oro sąlygomis šilumos perdavimas šilumos laidumo būdu smarkiai padidėja. Tai palengvina padidintas greitis oro judėjimas. Hipotermija gali būti bendra ir vietinė. Bendra hipotermija prisideda prie peršalimo ir užkrečiamos ligos dėl bendro organizmo pasipriešinimo sumažėjimo. Vietinė hipotermija gali sukelti šaltkrėtis ir nušalimą, daugiausia pažeidžiant galūnes („tranšėjos pėda“). Vietiškai vėsinant, refleksinės reakcijos gali atsirasti ir kituose organuose bei sistemose.

Taigi tampa aišku, kad didelė oro drėgmė turi neigiamą vaidmenį termoreguliacijos reikaluose tiek aukštoje, tiek žemoje temperatūroje. žemos temperatūros, o oro greičio padidėjimas, kaip taisyklė, skatina šilumos perdavimą. Išimtis – kai oro temperatūra aukštesnė už kūno temperatūrą, o santykinė oro drėgmė siekia 100%.

Tokiu atveju padidėjus oro judėjimo greičiui šilumos perdavimas nepadidės nei garuojant (oras prisotintas drėgmės), nei laidumu (oro temperatūra yra aukštesnė už kūno paviršiaus temperatūrą).

Meteotropinės reakcijos. Oro sąlygos turi reikšmingą įtaką daugelio ligų eigai. Pavyzdžiui, Maskvos regiono sąlygomis beveik 70% širdies ir kraujagyslių ligų pacientų būklės pablogėjimas sutampa su reikšmingų meteorologinių sąlygų pokyčių laikotarpiais. Panašų ryšį pažymėjo daugybė tyrimų, atliktų beveik visuose klimatiniuose ir geografiniuose regionuose tiek mūsų šalyje, tiek užsienyje. Žmonėms, sergantiems lėtinėmis nespecifinėmis plaučių ligomis, taip pat būdingas padidėjęs jautrumas nepalankiam orui. Tokie pacientai netoleruoja oro, kai yra didelė drėgmė, staigūs temperatūros pokyčiai, stiprus vėjas. Labai ryškus ryšys tarp bronchinės astmos eigos ir oro sąlygų. Tai atsispindi net netolygiame geografiniame šios ligos pasiskirstyme, dažniau pasitaikančiame drėgno klimato ir kontrastingų orų permainų vietovėse. Pavyzdžiui, šiauriniuose regionuose, kalnuose ir pietuose Centrine Azija sergamumas bronchine astma yra 2-3 kartus mažesnis nei in Baltijos šalys. Taip pat gerai žinomas padidėjęs jautrumas oro sąlygoms ir jų kaitai sergantiesiems reumatinėmis ligomis. Reumatiniai sąnarių skausmai, atsirandantys prieš orų pasikeitimą arba jį lydintys, tapo vienu iš klasikiniai pavyzdžiai meteopatinė reakcija. Neatsitiktinai daugelis pacientų, sergančių reumatu, yra perkeltine prasme vadinami „gyvaisiais barometrais“. Pacientai, sergantys cukriniu diabetu, neuropsichiatrinėmis ir kitomis ligomis, dažnai reaguoja į oro sąlygų pokyčius. Yra įrodymų apie oro sąlygų įtaką chirurginei praktikai. Visų pirma pastebėta, kad esant nepalankiam orui pablogėja širdies ir kraujagyslių bei kitų pacientų pooperacinio laikotarpio eiga ir baigtis.

Atspirties taškas pagrindžiant ir vykdant prevencines meteotropinių reakcijų priemones yra medicininis orų įvertinimas. Yra keli orų tipų klasifikavimo tipai, iš kurių paprasčiausias yra klasifikavimas pagal G.P. Fiodorovas. Pagal šią klasifikaciją yra trys orų tipai:

1) Optimalus – paros temperatūros svyravimai iki 2°C, greitis

Oro judėjimas iki 3 m/sek, atmosferos slėgio pokyčiai iki 4 mbar.

2) Dirgina - temperatūros svyravimai iki 4°C, oro greitis iki 9 m/sek, atmosferos slėgio pokyčiai iki 8 mbar.

3) Ūmus – temperatūros svyravimai daugiau nei 4°C, oro greitis didesnis nei 9 m/sek, atmosferos slėgio pokytis didesnis nei 8 mbar.

Medicinos praktikoje pagal šią klasifikaciją pageidautina atlikti medicininę orų prognozę ir imtis atitinkamų prevencinių priemonių.

Slėgis – dydis, lygus statmenai paviršiui veikiančios jėgos santykiui, vadinamas slėgiu. Slėgio vienetas laikomas slėgiu, kurį sukuria 1 N jėga, veikianti 1 m2 ploto paviršių, statmeną šiam paviršiui.

Todėl norint nustatyti slėgį, jėgą, veikiančią statmenai paviršiui, reikia padalyti iš paviršiaus ploto.

Yra žinoma, kad dujų molekulės juda atsitiktinai. Judėdami jie susiduria vienas su kitu, taip pat su konteinerio, kuriame yra dujos, sienelėmis. Dujose yra daug molekulių, todėl jų smūgių skaičius yra labai didelis. Nors atskiros molekulės smūgio jėga yra maža, visų molekulių poveikis indo sienelėms yra reikšmingas ir sukuria dujų slėgį. Taigi, dujų slėgis indo sieneliuose (ir dujose patalpintam kūnui) atsiranda dėl dujų molekulių poveikio.

Dujų tūriui mažėjant, jų slėgis didėja, o tūriui didėjant – mažėja, jei dujų masė ir temperatūra nesikeičia.

Bet kuriame skystyje molekulės nėra standžiai surištos, todėl skystis įgauna indo, į kurį pilamas, formą. Skystis, kaip ir kietos medžiagos, spaudžia indo dugną. Bet skirtingai nei kietosios medžiagos, skystis taip pat sukuria spaudimą ant indo sienelių.

Norėdami paaiškinti šį reiškinį, mintyse padalinkime skysčio kolonėlę į tris sluoksnius (a, b, c). Tuo pačiu metu matote, kad paties skysčio viduje yra slėgis: skystis yra veikiamas gravitacijos slėgio, o jo viršutinių sluoksnių svoris veikia apatinius skysčio sluoksnius. Gravitacijos jėga, veikianti sluoksnį a, spaudžia jį link antrojo sluoksnio b. B sluoksnis perduoda jam daromą slėgį visomis kryptimis. Be to, gravitacija taip pat veikia šį sluoksnį, spausdama jį link trečiojo sluoksnio c. Vadinasi, trečiajame etape slėgis didėja, o didžiausias jis bus indo apačioje.

Slėgis skysčio viduje priklauso nuo jo tankio.

Slėgis, veikiamas skysčiui ar dujoms, nekeičiamas perduodamas į kiekvieną skysčio ar dujų tūrio tašką. Šis teiginys vadinamas Paskalio dėsniu.

Slėgio vienetas SI yra slėgis, kurį sukuria 1 N jėga 1 m2 ploto paviršiuje, statmename jam. Šis vienetas vadinamas paskaliu (Pa).

Slėgio vieneto pavadinimas suteiktas prancūzų mokslininko Blaise'o Pascalio garbei

Blezas Paskalis

Blaise'as Pascalis – prancūzų matematikas, fizikas ir filosofas, gimęs 1623 m. birželio 19 d. Jis buvo trečias vaikas šeimoje. Jo motina mirė, kai jam buvo tik treji metai. 1632 m. Paskalio šeima paliko Klermoną ir išvyko į Paryžių. Paskalio tėvas turėjo geras išsilavinimas ir nusprendė jį tiesiogiai perduoti savo sūnui. Jo tėvas nusprendė, kad Blaise'as neturėtų mokytis matematikos iki 15 metų, ir visos matematikos knygos buvo pašalintos iš jų namų. Tačiau Blaise'o smalsumas pastūmėjo jį studijuoti geometriją 12 metų amžiaus. Kai tėvas tai sužinojo, jis nusileido ir leido Blaise'ui mokytis Euklido.

Blaise'as Pascalis reikšmingai prisidėjo plėtojant matematiką, geometriją, filosofiją ir literatūrą.

Fizikoje Paskalis studijavo barometrinį slėgį ir hidrostatiką.

Remiantis Paskalio dėsniu, nesunku paaiškinti tokį eksperimentą.

Imame rutulį, kuriame įvairiose vietose yra siauros skylutės. Prie rutulio pritvirtintas vamzdelis, į kurį įkišamas stūmoklis. Jei užpildysite rutulį vandeniu ir įstumsite stūmoklį į vamzdelį, vanduo ištekės iš visų rutulio skylių. Šiame eksperimente stūmoklis spaudžia vandens paviršių vamzdyje.

Paskalio dėsnis

Vandens dalelės, esančios po stūmokliu, sutankintos perduoda jo slėgį į kitus sluoksnius, esančius giliau. Taigi stūmoklio slėgis perduodamas į kiekvieną rutulį užpildančio skysčio tašką. Dėl to dalis vandens iš rutulio išstumiama iš visų skylių ištekančių srovių pavidalu.

Jei rutulys užpildytas dūmais, tada, kai stūmoklis įstumiamas į vamzdį, iš visų rutulio skylių pradės išeiti dūmų srautai. Tai patvirtina (kad dujos vienodai perduoda joms daromą slėgį visomis kryptimis). Taigi, patirtis rodo, kad skysčio viduje yra slėgis ir tame pačiame lygyje jis visomis kryptimis yra vienodas. Su gyliu slėgis didėja. Šiuo požiūriu dujos niekuo nesiskiria nuo skysčių.

Paskalio dėsnis galioja skysčiams ir dujoms. Tačiau jis neatsižvelgia į vieną svarbią aplinkybę – svorio buvimą.

Žemiškomis sąlygomis to negalima pamiršti. Vanduo taip pat sveria. Todėl aišku, kad dviejose vietose, esančiose skirtingame gylyje po vandeniu, bus daromas skirtingas slėgis.

Vandens slėgis dėl jo gravitacijos vadinamas hidrostatiniu.

Antžeminėmis sąlygomis oras dažniausiai spaudžia laisvą skysčio paviršių. Oro slėgis vadinamas atmosferos slėgiu. Slėgis gylyje susideda iš atmosferinio ir hidrostatinio slėgio.

Jei du skirtingos formos indai, bet juose yra vienodi vandens lygiai, yra sujungti vamzdeliu, tai vanduo iš vieno indo į kitą nepereis. Toks perėjimas gali įvykti, jei slėgis induose skiriasi. Tačiau taip nėra, o susisiekiančiuose induose, nepaisant jų formos, skystis visada bus tame pačiame lygyje.

Pavyzdžiui, jei vandens lygis susisiekiančiuose laivuose yra skirtingas, tada vanduo pradės judėti ir lygiai taps vienodi.

Vandens slėgis yra daug didesnis nei oro slėgis. 10 m gylyje vanduo su papildoma 1 kg jėga prispaudžia 1 cm2 iki atmosferos slėgio. Kilometro gylyje - 100 kg jėga 1 cm2.

Vandenynas vietomis siekia daugiau nei 10 km gylio. Vandens slėgio jėgos tokiame gylyje yra itin didelės. Medienos gabalai, nuleisti iki 5 km gylio, dėl šio didžiulio slėgio taip sutankinami, kad po to nugrimzta į vandens statinę kaip plytos.

Šis didžiulis spaudimas sudaro didelių kliūčių jūrų gyvybės tyrinėtojams. Giliavandeniai nusileidžiami plieniniais rutuliais – vadinamosiomis batisferomis arba batiskafais, kurie turi atlaikyti didesnį nei 1 tonos slėgį 1 cm2.

Povandeniniai laivai leidžiasi tik į 100 - 200 m gylį.

Skysčio slėgis indo dugne priklauso nuo skysčio kolonėlės tankio ir aukščio.

Išmatuokime vandens slėgį stiklinės apačioje. Žinoma, stiklo dugnas deformuojasi veikiant slėgio jėgoms, o žinodami deformacijos dydį galėtume nustatyti ją sukėlusios jėgos dydį ir apskaičiuoti slėgį; bet ši deformacija tokia maža, kad jos tiesiogiai išmatuoti praktiškai neįmanoma. Kadangi pagal konkretaus kūno deformaciją patogu spręsti apie skysčio daromą slėgį tik tuo atveju, kai deformacijos yra tiksliai didelės, tada praktinis apibrėžimas Skysčio slėgiui matuoti naudojami specialūs prietaisai – manometrai, kuriuose deformacija turi gana didelę, lengvai išmatuojamą reikšmę. Paprasčiausias membraninis manometras yra suprojektuotas taip. Plona elastinga membraninė plokštelė hermetiškai uždaro tuščią dėžę. Rodyklė pritvirtinta prie membranos ir sukasi aplink ašį. Įrenginį panardinus į skystį, veikiant slėgio jėgoms, membrana susilenkia, o jos įlinkis padidintu pavidalu perduodamas rodyklei, judančiam išilgai skalės.

Slėgio matuoklis

Kiekviena rodyklės padėtis atitinka tam tikrą membranos įlinkį, taigi ir tam tikrą slėgio jėgą membranai. Žinodami membranos plotą, galime pereiti nuo slėgio jėgų prie pačių slėgių. Galite tiesiogiai išmatuoti slėgį, jei iš anksto sukalibruojate manometrą, ty nustatote, kokį slėgį atitinka tam tikra rodyklės padėtis skalėje. Norėdami tai padaryti, manometrą turite paveikti slėgiais, kurių dydis yra žinomas, ir, pastebėję indikatoriaus rodyklės padėtį, ant prietaiso skalės uždėkite atitinkamus skaičius.

Žemę supantis oro apvalkalas vadinamas atmosfera. Atmosfera, kaip rodo dirbtinių Žemės palydovų skrydžio stebėjimai, tęsiasi iki kelių tūkstančių kilometrų aukščio. Mes gyvename didžiulio oro vandenyno dugne. Žemės paviršius yra šio vandenyno dugnas.

Dėl gravitacijos viršutiniai oro sluoksniai, kaip ir vandenyno vanduo, suspaudžia apatinius sluoksnius. Labiausiai suspaudžiamas tiesiogiai su Žeme esantis oro sluoksnis, kuris pagal Paskalio dėsnį perduoda jam daromą slėgį visomis kryptimis.

Dėl to žemės paviršius ir jame esantys kūnai patiria viso oro storio slėgį arba, kaip paprastai sakoma, patiria atmosferos slėgį.

Atmosferos slėgis nėra toks žemas. Kiekvieną kūno paviršiaus kvadratinį centimetrą veikia maždaug 1 kg jėga.

Atmosferos slėgio priežastis yra akivaizdi. Kaip ir vanduo, oras turi svorį, o tai reiškia, kad jis daro slėgį, lygų (kaip vandens) virš kūno esančio oro stulpelio svoriui. Kuo aukščiau kilsime į kalną, tuo mažiau virš mūsų bus oro, o tai reiškia, kad atmosferos slėgis bus mažesnis.

Moksliniais ir kasdieniais tikslais turite mokėti išmatuoti slėgį. Tam yra specialius įrenginius- barometrai.

Barometras

Pasidaryti barometrą nėra sunku. Gyvsidabris pilamas į vamzdelį, uždarytą vienu galu. Laikydami pirštu atvirą galą, apverskite vamzdelį ir panardinkite jo atvirą galą į gyvsidabrio puodelį. Tokiu atveju gyvsidabris vamzdyje nukrenta, bet neišsilieja. Erdvė virš gyvsidabrio vamzdyje neabejotinai yra beorė. Gyvsidabris vamzdyje palaikomas išorės oro slėgiu.

Nesvarbu, kokio dydžio gyvsidabrio puodelį paimtume, nesvarbu, kokio skersmens vamzdis, gyvsidabris visada pakyla į maždaug tokį patį aukštį – 76 cm.

Jei paimsime trumpesnį nei 76 cm vamzdelį, jis bus visiškai užpildytas gyvsidabriu ir tuštumos nematysime. 76 cm aukščio gyvsidabrio stulpelis stovą spaudžia tokia pat jėga kaip ir atmosfera.

Vienas kilogramas kvadratiniam centimetrui yra normalaus atmosferos slėgio vertė.

Skaičius 76 cm reiškia, kad toks gyvsidabrio stulpelis subalansuoja visos atmosferos oro stulpelį, esantį virš to paties ploto.

Barometrinį vamzdelį galima duoti daugiausia įvairių formų, svarbu tik vienas dalykas: vienas vamzdelio galas turi būti uždarytas, kad virš gyvsidabrio paviršiaus nebūtų oro. Kitą gyvsidabrio lygį veikia atmosferos slėgis.

Gyvsidabrio barometras gali labai tiksliai išmatuoti atmosferos slėgį. Žinoma, gyvsidabrio vartoti nebūtina, tiks bet koks kitas skystis. Tačiau gyvsidabris yra sunkiausias skystis, o gyvsidabrio stulpelio aukštis esant normaliam slėgiui bus mažiausias.

Slėgiui matuoti naudojami įvairūs vienetai. Dažnai gyvsidabrio stulpelio aukštis tiesiog nurodomas milimetrais. Pavyzdžiui, jie sako, kad šiandien slėgis yra didesnis nei įprastas, jis lygus 768 mm Hg. Art.

Slėgis 760 mm Hg. Art. kartais vadinamas fizinę atmosferą. 1 kg/cm2 slėgis vadinamas technine atmosfera.

Gyvsidabrio barometras nėra itin patogus instrumentas. Nepageidautina, kad gyvsidabrio paviršius būtų atviras (gyvsidabrio garai yra nuodingi), be to, prietaisas nėra nešiojamas.

Metaliniai barometrai – aneroidai – šių trūkumų neturi.

Kiekvienas matė tokį barometrą. Tai maža apvali metalinė dėžutė su skale ir rodykle. Skalė rodo slėgio vertes, dažniausiai gyvsidabrio centimetrais.

Iš metalinės dėžės išpumpuotas oras. Dėžutės dangtį laiko stipri spyruoklė, nes kitu atveju jį nuspaustų atmosferos slėgis. Pasikeitus slėgiui, dangtis arba sulinksta, arba išsiskleidžia. Prie dangtelio prijungta rodyklė ir taip, kad paspaudus rodyklė eitų į dešinę.

Toks barometras kalibruojamas lyginant jo rodmenis su gyvsidabrio barometru.

Jei norite sužinoti slėgį, nepamirškite pirštu bakstelėti barometro. Ciferblato rodyklė patiria daug trinties ir dažniausiai užstringa ties >.

Paprastas prietaisas yra pagrįstas atmosferos slėgiu - sifonu.

Vairuotojas nori padėti draugui, kuriam pritrūko degalų. Kaip išpilti benziną iš automobilio bako? Nekreipkite jo kaip arbatinuko.

Į pagalbą ateina guminis vamzdis. Vienas jo galas nuleidžiamas į dujų baką, o iš kito galo su burna išsiurbiamas oras. Tada greitas judesys - atviras galas suspaudžiamas pirštu ir nustatomas aukštyje žemiau dujų bako. Dabar galite nuimti pirštą – iš žarnos išpils benzinas.

Išlenktas guminis vamzdis yra sifonas. Skystis šiuo atveju juda dėl tos pačios priežasties, kaip ir tiesiai pasvirusiame vamzdyje. Abiem atvejais skystis galiausiai teka žemyn.

Kad sifonas veiktų, būtinas atmosferos slėgis: jis > skystas ir neleidžia vamzdyje esančiai skysčio kolonai sprogti. Jei nebūtų atmosferos slėgio, kolonėlė plyštų praėjimo taške, o skystis riedėtų į abu indus.

Slėgio sifonas

Sifonas pradeda veikti, kai skystis dešinėje (taip sakant >) alkūnėje nukrenta žemiau siurbiamo skysčio lygio, į kurį nuleistas kairysis vamzdelio galas. Priešingu atveju skystis tekės atgal.

Praktiškai atmosferos slėgiui matuoti naudojamas metalinis barometras, vadinamas aneroidu (iš graikų kalbos išvertus – be skysčio. Barometras taip vadinamas, nes jame nėra gyvsidabrio).

Atmosferą laiko gravitacija, veikianti iš Žemės. Veikiant šiai jėgai, viršutiniai oro sluoksniai spaudžia apatinius, todėl prie Žemės esantis oro sluoksnis pasirodo labiausiai suspaustas ir tankiausias. Šis slėgis, pagal Paskalio dėsnį, yra perduodamas visomis kryptimis ir veikia visus kūnus, esančius Žemėje ir jos paviršiuje.

Žemę spaudžiančio oro sluoksnio storis mažėja didėjant aukščiui, todėl mažėja ir slėgis.

Atmosferos slėgio egzistavimą rodo daugelis reiškinių. Jei stiklinis vamzdis su nuleistu stūmokliu įdedamas į indą su vandeniu ir tolygiai pakeliamas, tada vanduo eina paskui stūmoklį. Atmosfera spaudžia vandens paviršių inde; pagal Paskalio dėsnį šis slėgis perduodamas vandeniui pagal stiklinis vamzdis ir varo vandenį aukštyn, sekdamas stūmoklį.

Daugiau senovės civilizacija buvo žinomi siurbimo siurbliai. Jų pagalba buvo galima pakelti vandenį į nemažą aukštį. Vanduo stebėtinai klusniai sekė tokio siurblio stūmoklį.

Senovės filosofai pagalvojo apie to priežastis ir padarė tokią apgalvotą išvadą: vanduo seka stūmoklį, nes gamta bijo tuštumos, todėl tarp stūmoklio ir vandens nelieka laisvos vietos.

Jie pasakoja, kad vienas meistras Florencijoje Toskanos kunigaikščio sodams pastatė siurbimo siurblį, kurio stūmoklis turėjo traukti vandenį į daugiau nei 10 m aukštį. Bet kad ir kaip jie bandė siurbti vandenį šiuo siurbliu, niekas nepasiteisino. Už 10 m vanduo pakilo už stūmoklio, tada stūmoklis pasitraukė nuo vandens ir susidarė ta tuštuma, kurios baiminasi gamta.

Kai Galilėjaus buvo paprašyta paaiškinti nesėkmės priežastį, jis atsakė, kad gamta tikrai nemėgsta tuštumos, bet iki tam tikros ribos. Galilėjaus mokinys Torricelli, matyt, pasinaudojo šiuo incidentu kaip pretekstu atlikti savo garsųjį gyvsidabrio vamzdžio eksperimentą 1643 m. Ką tik aprašėme šį eksperimentą – gyvsidabrio barometro gamyba yra Torricelli patirtis.

Paėmęs daugiau nei 76 mm aukščio vamzdį, Torricelli virš gyvsidabrio sukūrė tuštumą (dažnai vadinamą Torricelli tuštumos vardu) ir taip įrodė, kad egzistuoja atmosferos slėgis.

Su šia patirtimi Torricelli išsprendė Toskanos kunigaikščio šeimininko sumišimą. Iš tiesų, aišku, kiek metrų vanduo klusniai seks siurbimo siurblio stūmoklį. Šis judėjimas tęsis tol, kol 1 cm2 ploto vandens stulpelis taps lygus 1 kg svoriui. Tokio vandens stulpelio aukštis bus 10 m. Štai kodėl gamta bijo tuštumos. , bet daugiau nei 10m.

1654 m., praėjus 11 metų po Torricelli atradimo, atmosferos slėgio poveikį aiškiai pademonstravo Magdeburgo burmistras Otto von Guericke. Autoriui šlovę atnešė ne tiek fizinė patirties esmė, kiek jos pastatymo teatrališkumas.

Du variniai pusrutuliai buvo sujungti žiedine tarpine. Per čiaupą, pritvirtintą prie vieno iš pusrutulių, iš surinkto rutulio buvo išpumpuojamas oras, po kurio buvo neįmanoma atskirti pusrutulių. Konservuota Išsamus aprašymas Guericke patirtis. Dabar galima apskaičiuoti atmosferos slėgį pusrutuliuose: kai rutulio skersmuo 37 cm, jėga buvo maždaug viena tona. Norėdami atskirti pusrutulius, Guericke įsakė pakinkyti du aštuonis arklius. Diržai buvo su virvėmis, pervertomis per žiedą ir pritvirtintomis prie pusrutulių. Arkliai nesugebėjo atskirti pusrutulių.

Aštuonių žirgų (tiksliai aštuonių, o ne šešiolikos, nes antrąjį aštuonis, panaudotus didesniam efektui pasiekti, galios buvo galima pakeisti į sieną įsmeigtu kabliu, išlaikant tą pačią jėgą, veikiančią pusrutulius), nepakako Magdeburgui suplėšyti. pusrutuliai.

Jei tarp dviejų besiliečiančių kūnų yra tuščia ertmė, tai šie kūnai dėl atmosferos slėgio nesuirs.

Jūros lygyje atmosferos slėgio reikšmė paprastai yra lygi 760 mm aukščio gyvsidabrio stulpelio slėgiui.

Matuodami atmosferos slėgį barometru, galite pastebėti, kad jis mažėja didėjant aukščiui virš Žemės paviršiaus (apie 1 mm Hg, kai aukštis didėja 12 m). Taip pat atmosferos slėgio pokyčiai yra susiję su orų pokyčiais. Pavyzdžiui, atmosferos slėgio padidėjimas yra susijęs su giedru oru.

Atmosferos slėgio reikšmė yra labai svarbi prognozuojant artimiausių dienų orus, nes atmosferos slėgio pokyčiai yra susiję su orų pokyčiais. Barometras yra būtinas meteorologinių stebėjimų instrumentas.

Slėgio svyravimai dėl oro sąlygų yra labai nereguliarūs. Kažkada buvo manoma, kad vien slėgis lemia orą. Štai kodėl barometrai vis dar žymimi: skaidrus, sausas, lietus, audra. Netgi yra užrašas: >.

Slėgio pokyčiai vaidina svarbų vaidmenį keičiantis orams. Tačiau šis vaidmuo nėra lemiamas.

Vėjo kryptis ir stiprumas yra susiję su atmosferos slėgio pasiskirstymu.

Slėgis į skirtingos vietosžemės paviršius nelygus, o didesnis slėgis > oras mažesnio slėgio vietose. Atrodytų, kad vėjas turėtų pūsti izobarams statmena kryptimi, tai yra, kur slėgis krenta greičiausiai. Tačiau vėjo žemėlapiai rodo kitaip. Koriolio pajėgos įsikiša į oro slėgio klausimus ir daro savo pataisą, labai reikšmingą.

Kaip žinome, bet kurį kūną, judantį šiauriniame pusrutulyje, judant veikia Koriolio jėga, nukreipta į dešinę. Tai taip pat taikoma oro dalelėms. Suspausta iš didesnio slėgio vietų į mažesnio slėgio vietas, dalelė turėtų judėti per izobarus, tačiau Koriolio jėga nukreipia ją į dešinę, o vėjo kryptis sudaro maždaug 45 laipsnių kampą su izobarų kryptimi.

Nuostabiai didelis efektas tokioms mažoms jėgoms. Tai paaiškinama tuo, kad Koriolio jėga – oro sluoksnių trintis – taip pat labai nereikšminga.

Dar įdomiau yra Koriolio jėgos įtaka vėjo krypčiai esant > ir > slėgiui. Dėl Koriolio jėgos veikimo oras, toldamas nuo > slėgio, teka ne visomis kryptimis spinduliais, o juda lenktomis linijomis – spiralėmis. Šie spiraliniai oro srautai sukasi ta pačia kryptimi ir sukuria apskritą sūkurį slėgio zonoje, judindami oro mases pagal laikrodžio rodyklę.

Tas pats atsitinka ir žemo slėgio srityje. Jei Koriolio jėgos nebūtų, oras tolygiai tekėtų į šią sritį visais spinduliais. Tačiau pakeliui oro masės nukrypsta į dešinę.

Vėjai žemo slėgio zonose vadinami ciklonais, aukšto slėgio zonose – anticiklonais.

Nemanykite, kad kiekvienas ciklonas reiškia uraganą ar audrą. Ciklonų ar anticiklonų judėjimas per miestą, kuriame gyvename, yra dažnas reiškinys, tačiau dažniausiai susijęs su kintančiomis oro sąlygomis. Daugeliu atvejų ciklono artėjimas reiškia prastų orų pradžią, o anticiklono artėjimas – gerų orų atsiradimą.

Tačiau sinoptikų keliu nepasuksime.