Atmosfer basıncı. Hava hareketi. Atmosferde su. Tipik sorunları çözme. Üst kaptaki sıvı kerosen T-1 ise, alt kaptaki suyun serbest yüzeyindeki mutlak basınç po'yu belirleyin.

Alçı
09.10.2019

Hava basıncı- havanın dünya yüzeyine uyguladığı kuvvet. Milimetre cıva, milibar cinsinden ölçülür. Ortalama olarak 1 cm2’ye 1,033 gr’dır.

Rüzgar oluşumlarına neden olan sebep farklılıktır atmosferik basınç. Rüzgar, atmosferik basıncın yüksek olduğu bir alandan daha düşük bir alana doğru eser. Atmosfer basıncındaki fark ne kadar büyük olursa rüzgar da o kadar güçlü olur. Atmosfer basıncının Dünya üzerindeki dağılımı, troposferde farklı enlemlerde hakim olan rüzgarların yönünü belirler.

Yükselen havanın soğuması nedeniyle su buharının yoğunlaşması sonucu oluşurlar.
. Yer yüzeyine düşen sıvı veya katı suya yağış denir.

Kökenlerine göre iki tür tortu vardır:

bulutlardan düşme (yağmur, kar, graupel, dolu);
Dünya yüzeyinde oluşan (çiy, don).
Yağış, düşen suyun çekilip buharlaşmaması durumunda oluşan su tabakası (mm cinsinden) ile ölçülür. Dünya'ya yılda ortalama 1130 mm düşüyor. yağış.

Yağış dağılımı. Atmosferik yağış, dünya yüzeyine çok dengesiz bir şekilde dağılmıştır. Bazı alanlar aşırı nemden, diğerleri ise eksikliğinden muzdariptir. Hava kalitesinin yüksek olduğu ve yağış ihtiyacının özellikle büyük olduğu kuzey ve güney tropik bölgelerde yer alan bölgeler, özellikle az yağış almaktadır.

Bu eşitsizliğin ana nedeni atmosferik basınç kayışlarının yerleştirilmesidir. Yani, kemerdeki ekvator bölgesinde alçak basınç Sürekli ısıtılan hava çok fazla nem içerir, yükselir, soğur ve doygun hale gelir. Bu nedenle ekvator bölgesinde çok sayıda bulut oluşur ve şiddetli yağış görülür. Ayrıca dünya yüzeyinin basıncın düşük olduğu diğer bölgelerinde de çok fazla yağış görülür.

Kemerlerde yüksek basınç aşağı doğru hakim hava akımı. Soğuk hava alçaldıkça çok az nem içerir. İndirildiğinde büzülür ve ısınır, bu nedenle doyma noktasından uzaklaşır ve kurur. Bu nedenle tropik bölgelerde ve kutuplara yakın yüksek basınç alanları az yağış alır.

Bir bölgenin nem arzını yağış miktarına göre değerlendirmek hala imkansızdır. Olası buharlaşma - uçuculuk - dikkate alınmalıdır. Güneş ısısının miktarına bağlıdır: Ne kadar fazla ısı varsa, o kadar fazla nem buharlaşabilir. Uçuculuk yüksek olabilir ancak buharlaşma küçük olabilir. Örneğin, buharlaşma (belirli bir sıcaklıkta ne kadar nemin buharlaşabileceği) 4500 mm/yıldır ve buharlaşma (gerçekte ne kadar nemin buharlaştığı) yalnızca 100 mm/yıldır. Alanın nem içeriği buharlaşma ve buharlaşma oranına göre değerlendirilir. Nemi belirlemek için nem katsayısı kullanılır. Nem katsayısı - oranı Yıllık miktar Aynı süre içerisinde yağıştan buharlaşmaya kadar. Yüzde olarak kesir olarak ifade edilir. Katsayı 1 ise nem yeterli, 1'den küçükse nem yetersiz, 1'den büyükse nem fazla demektir. Nem derecesine göre ıslak (nemli) ve kuru (kurak) alanlar ayırt edilir.

Sorun 1

Bir turist bir günde 40 km bisiklet sürdü. Üstelik saat 9.00'dan 11.20'ye kadar, zamanla 10 km/saat'ten 14 km/saat'e yükselen bir hızda araba kullanıyordu. Turist daha sonra sahilde güneşlendi. Yolculuğun geri kalanını 18.30'dan 20.00'a kadar geçirdi. Yolculuğun akşam kısmında turistin ortalama hızını belirleyin.

Olası çözüm

Turist saat 9.00'dan 11.20'ye kadar ortalama (10 + 14)/2 = 12 km/saat hızla araç kullanıyordu (çünkü hız zamanla eşit şekilde arttı). Bu, bu süre zarfında turistin bir mesafe kat ettiği anlamına gelir.

Saat 18.30 ile 20.00 arasında bisikletçi 40 – 28 = 12 km yol kat etti. Buradan, ortalama sürat seyahatin akşam kısmındaki turist şuna eşittir:

Değerlendirme kriterleri

  • Bir turistin yolculuğun sabah bölümündeki ortalama hızı (12 km/saat): 4 puan
  • Turistin 9.00'dan 11.20'ye kadar kat ettiği mesafe (28 km): 2 puan
  • Turistin 18.30 – 20.00 saatleri arasında kat ettiği mesafe (12 km): 2 puan
  • Yolculuğun akşam bölümünde bir turistin ortalama hızı (8 km/saat): 2 puan

Görev başına maksimum- 10 puan.

Sorun 2

Farklı yoğunluklara sahip iki homojen çubuktan oluşan bir sistem dengededir. Üst çubuk ağırlığı M 1 = 1,4 kg. Sürtünme ihmal edilebilir düzeydedir.

Hangi kütlede olduğunu belirleyin M 2 alt çubukta böyle bir denge mümkündür.

Olası çözüm

Alt çubuk uçlarından asılı olduğundan, dengede olduğundan ve ağırlık merkezi ortada olduğundan, ona etki eden ipliklerin reaksiyon kuvvetleri aynı ve eşit büyüklüktedir. m 2 gr/2. Sol (üst) ipliğin bağlantı noktasına göre üst çubuğun moment denklemini yazalım:

Değerlendirme kriterleri

Alt çubuğa etki eden dişlerin reaksiyon kuvvetleri şuna eşittir: 3 puan

Bu reaksiyon kuvvetlerinin modüllerinin değerleri ( m 2 gr/2): 2 puan

Moment denklemi: 4 puan

m2 = 1,2 kg: 1 puan

Görev başına maksimum- 10 puan.

Sorun 3

Su dolu silindirik bir kapta, kısmen suya batırılmış, gerilmiş bir iplikle kabın tabanına bağlanmış bir gövde vardır. Bu durumda vücut hacminin üçte ikisi kadar suya batırılır. İpliği keserseniz, gövde yukarı doğru yüzecek ve yarıya kadar suya batmış halde yüzecektir. Kaptaki su seviyesi ne kadar değişecek? Vücut kütlesi M= 30 g, suyun yoğunluğu ρ = 1,0 g/cm3, kabın taban alanı S= 10 cm2.

Olası çözüm 1

Camın masaya uyguladığı basınç kuvveti (ipliği kestikten sonra) değişmeyecektir, bu nedenle

T= ρ g∆sa · S, burada ̶T iplik kısmındaki tepki kuvvetidir, ∆h ise su seviyesindeki değişikliktir. İlk durumda cismin denge denklemini yazalım:

mg = ρg·(1/2)·V

Son iki denklemden şunu buluyoruz: ͶT = 1/3 mg

Sonunda şunu elde ederiz:

Değerlendirme kriterleri

  • Camın masaya uyguladığı basınç kuvveti değişmeyecektir: 2 puan
  • İlk durumda vücudun denge denklemi: 2 puan
  • İkinci durumda vücudun denge denklemi: 2 puan
  • T = 1/3 mg:1 puan
  • ∆h = T/( ρ g· S): 2 puan
  • ∆h = 0,01m: 1 puan

Olası çözüm 2

İkinci durumda vücudun denge denklemi:

mg = ρg ½ V⟹V = 2m/ ρ, nerede ͸V – vücut hacmi.

Vücudun suya daldırılan kısmının hacmindeki değişiklik şuna eşittir:

Sonunda şunu elde ederiz:

Değerlendirme kriterleri

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

Görev başına maksimum- 10 puan.

Sorun 4

noktasında sıvının yüzeyi üzerindeki hava basıncını belirleyin. A kavisli bir tüpün kapalı bölümünün içinde ise ρ = 800 kg/m3, H= 20cm, P 0 = 101kPa, G= 10 m/s2. Sıvı yoğunlukları ρ ve 2 ρ birbirine karıştırmayın.

Kumaş bir iğne ile delinebilir, ancak kalemle delinemez (aynı kuvveti uygularsanız). Kurşun kalem ve iğnenin farklı şekilleri vardır ve bu nedenle kumaşa farklı basınç uygularlar. Basınç her yerde mevcuttur. Mekanizmaları harekete geçirir (““ makalesine bakın). Etkiliyor. Temas ettikleri yüzeylere baskı uygularlar. Atmosfer basıncı havayı etkiler.Atmosfer basıncını ölçmek için bir cihaz -.

Basınç nedir

Bir cismin yüzeyine dik olarak etki edildiğinde cisim basınç altındadır. Basınç, kuvvetin büyüklüğüne ve kuvvetin uygulandığı yüzey alanına bağlıdır. Örneğin, sıradan ayakkabılarla kara çıkarsanız düşebilirsiniz; Ama kayakları giyersek bu olmayacak. Vücudun ağırlığı aynıdır ancak ikinci durumda basınç daha geniş bir yüzeye dağıtılacaktır. Yüzey ne kadar büyük olursa basınç o kadar az olur. Ren geyiklerinin geniş toynakları vardır - sonuçta kar üzerinde yürürler ve toynakların kar üzerindeki baskısı mümkün olduğu kadar az olmalıdır. Bıçak keskinse yüzeye kuvvet uygulanır küçük alan. Kör bir bıçak, kuvveti daha geniş bir yüzeye dağıtır ve bu nedenle daha kötü keser. Basınç birimi - paskal(Pa) - atmosferik basınç alanında birçok keşif yapan Fransız bilim adamı Blaise Pascal'ın (1623 - 1662) adını almıştır.

Sıvıların ve gazların basıncı

Sıvılar ve gazlar bulundukları kabın şeklini alırlar. Katılardan farklı olarak sıvılar ve gazlar kabın tüm duvarlarına basınç uygular. Sıvıların ve gazların basıncı her yöne doğru yönlendirilir. Sadece tabana değil aynı zamanda akvaryumun duvarlarına da baskı uygular. Akvaryumun kendisi yalnızca aşağıya doğru baskı yapar. futbol topunun içine her yönde baskı yapar ve bu nedenle top yuvarlaktır.

Hidrolik mekanizmalar

Hidrolik mekanizmaların hareketi sıvı basıncına dayanır. Sıvı sıkışmaz, dolayısıyla ona kuvvet uygulanırsa hareket etmeye zorlanır. Ve frenler çalışıyor hidrolik prensip. Tekerlek hızının azaltılması, fren hidroliği basıncı kullanılarak sağlanır. Sürücü pedala basar, piston fren hidroliğini silindire pompalar, ardından sıvı borunun içinden diğer iki silindire akar ve pistonlara baskı yapar. Pistonlar fren balatalarını tekerleğe doğru bastırır. Bunun sonucunda tekerleğin dönüşü yavaşlar.

Pnömatik mekanizmalar

Pnömatik mekanizmalar gazların (genellikle hava) basıncı nedeniyle çalışır. Sıvıların aksine hava sıkıştırılabilir ve ardından basıncı artar. Matkabın hareketi, pistonun içindeki havayı çok yüksek bir basınca sıkıştırmasına dayanır. Bir kaya matkabında, basınçlı hava kesiciye öyle bir kuvvetle baskı yapar ki, taş bile delinebilir.

Köpüklü yangın söndürücü, sıkıştırılmış karbondioksitle çalışan pnömatik bir cihazdır. Kolu sıkarak kutunun içindeki sıkıştırılmış malzemeyi serbest bırakırsınız. karbon dioksit. Gaz muazzam bir kuvvetle bastırılır özel çözüm, onu borunun ve hortumun içine doğru zorlar. Hortumdan bir su ve köpük akışı çıkıyor.

Atmosfer basıncı

Atmosfer basıncı, yüzeyin üzerindeki havanın ağırlığı tarafından oluşturulur. Her biri için metrekare hava bir filin ağırlığından daha büyük bir kuvvetle baskı yapar. Basınç, Dünya yüzeyine yakın yerlerde gökyüzüne göre daha yüksektir. Jet uçaklarının uçtuğu 10.000 metre yükseklikte, yukarıdan baskı yapan hava kütlesi az olduğundan basınç düşüktür. İnsanların özgürce nefes alabilmesi için uçak kabininde normal atmosfer basıncı korunur yüksek irtifa. Ancak basınçlı bir uçak kabininde bile, basınç kulak kepçesi içindeki basınçtan düşük olduğunda insanların kulakları tıkanır.

Atmosfer basıncı milimetre cıva cinsinden ölçülür. Basınç değiştiğinde de değişir. Düşük basınç, daha kötü havaların yaklaştığı anlamına gelir. Yüksek basınç açık havayı beraberinde getirir. Deniz seviyesinde normal basınç 760 mm'dir (101.300 Pa). Kasırga günlerinde 683 mm'ye (910 Pa) düşebilir.

1. Atmosfer basıncı. Malzemenin önceki sunumundan da görülebileceği gibi, dünya yüzeyinin üzerindeki hava tabakası yaklaşık 1000 km yüksekliğe kadar uzanmaktadır. Bu hava yer çekimi kuvveti ile yer yüzeyine yakın tutulur, yani. belli bir ağırlığı vardır. Bu hava, dünya yüzeyinde ve yüzeye yakın tüm cisimlerde 1033 g/cm2'ye eşit bir basınç oluşturur. Sonuç olarak bu hava, buna göre, 1,6-1,8 m alana sahip insan vücudunun tüm yüzeyine yaklaşık 16-18 tonluk bir basınç uygular. Aynı basınç altında gazlar vücut sıvılarında ve dokularında çözündüğü ve vücut yüzeyindeki dış basıncı içeriden dengelediği için genellikle bunu hissetmeyiz. Ancak hava şartlarına bağlı olarak dış atmosfer basıncı değiştiğinde, bunu içeriden dengelemek biraz zaman alır, bu da vücutta çözünen gaz miktarının artması veya azalması için gereklidir. Bu süre zarfında kişi, atmosfer basıncının yalnızca birkaç mm değişmesi nedeniyle rahatsızlık hissedebilir. rt. sütununda, vücut yüzeyindeki toplam basınç onlarca kilogram değişir. Bu değişiklikler özellikle bu rahatsızlıktan muzdarip insanlar tarafından açıkça hissedilmektedir. kronik hastalıklar kas-iskelet sistemi, kardiyovasküler sistem vb.

Ek olarak, bir kişi faaliyetleri sırasında barometrik basınçta değişikliklerle karşılaşabilir: yüksekliğe tırmanırken, dalış sırasında, keson çalışması vb. Bu nedenle doktorların atmosfer basıncındaki hem azalmanın hem de artışın vücut üzerinde ne gibi bir etki yarattığını bilmeleri gerekir.

Etkilemek düşük kan basıncı

Bir kişi, özellikle yüksek bir yere tırmanırken (dağlara yapılan geziler sırasında veya uçak). Bu durumda insanı etkileyen temel faktör oksijen eksikliğidir.

Yükseklik arttıkça atmosfer basıncı yavaş yavaş azalır (her 10 m yükseklik için yaklaşık 1 mm Hg). 6 km yükseklikte atmosferik basınç zaten deniz seviyesindekinin yarısı kadardır ve 16 km yükseklikte 10 kat daha düşüktür.

Her ne kadar oksijen yüzdesi atmosferik hava Daha önce de belirttiğimiz gibi, rakım arttıkça neredeyse değişmez, ancak toplam basınçtaki azalma nedeniyle içindeki oksijenin kısmi basıncı da azalır, yani. toplam basınçta oksijen tarafından sağlanan basıncın oranı.

Oksijenin alveolar havadan venöz kana geçişini (difüzyonunu) sağlayan şeyin kısmi oksijen basıncı olduğu ortaya çıktı. Daha doğrusu, bu geçiş, venöz kandaki ve alveolar havadaki kısmi oksijen basıncındaki fark nedeniyle meydana gelir. Bu farka yaygın basınç denir. Düşük yaygın basınçla akciğerlerde kanın arteriyelizasyonu zorlaşır ve irtifa ve dağ hastalığının gelişmesinde ana faktör olan hipoksemi meydana gelir. Bu hastalıkların semptomları, daha önce tanımladığımız genel oksijen eksikliği semptomlarına çok benzer: nefes darlığı, çarpıntı, soluk cilt ve akrosiyanoz, baş dönmesi, halsizlik, yorgunluk, uyuşukluk, bulantı, kusma, bilinç kaybı. Yükseklik veya dağ hastalığının ilk belirtileri 3-4 km yükseklikten itibaren görülmeye başlar.

Farklı rakımlarda havadaki kısmi oksijen basıncına bağlı olarak, aşağıdaki bölgeler ayırt edilir (insan vücudu üzerindeki etki derecesine göre):

1. 2 km'ye kadar kayıtsız bölge

2. Tam telafi bölgesi 2-4 km

3. Eksik telafi bölgesi 4-6 km

4. Kritik bölge 6-8 km

5. 8 km'nin üzerindeki ölümcül bölge

Doğal olarak bu tür bölgelere bölünme şartlıdır, çünkü farklı insanlar Oksijen eksikliğini farklı şekilde tolere ederler. Bunda vücudun kondisyon derecesi büyük rol oynar. Eğitimli kişilerde telafi edici mekanizmaların aktivitesi iyileştirilir, dolaşımdaki kan miktarı, hemoglobin ve kırmızı kan hücreleri artar, doku adaptasyonu iyileştirilir.

Oksijen eksikliğinin yanı sıra yüksek rakıma çıkıldığında barometrik basıncın azalması vücudun diğer bozukluklarına yol açar. Her şeyden önce bunlar, vücudun doğal boşluklarında (paranazal sinüsler, orta kulak, kötü kapatılmış dişler, bağırsaklardaki gazlar vb.) Bulunan gazların genişlemesiyle ifade edilen dekompresyon bozukluklarıdır. Bu durumda, bazen önemli bir güce ulaşan ağrı oluşabilir. Bu olaylar özellikle basınçta keskin bir düşüş olduğunda (örneğin, uçak kabinlerinin basıncının düşürülmesi) tehlikelidir. Bu gibi durumlarda akciğerlerde, bağırsaklarda hasar, burun kanaması vb. durumlar meydana gelebilir. Basınç 47 mmHg'ye düşürüldü. Sanat. ve altında (19 km yükseklikte) basınç, bu sıcaklıktaki suyun buhar basıncından daha düşük hale geldiğinden, vücuttaki sıvıların vücut sıcaklığında kaynamasına neden olur. Bu, sözde deri altı amfizeminin ortaya çıkmasıyla ifade edilir.

Yüksek tansiyonun etkisi

Kişi artan baskı altında dalış ve keson işi yapmaya zorlanır. Sağlıklı insanlar yüksek tansiyona geçişi oldukça acısız bir şekilde tolere ederler. Sadece bazen kısa süreli hoş olmayan hisler not edilir. Bu durumda vücudun tüm iç boşluklarındaki basınç, dış basınçla dengelendiği gibi, nitrojenin solunan havadaki kısmi basıncına uygun olarak vücut sıvılarında ve dokularında çözünmesi de sağlanır. Her ilave basınç atmosferi için vücutta yaklaşık 1 litre ilave nitrojen çözülür.

bir atmosferden geçerken durum çok daha ciddidir. yüksek tansiyon normale (dekompresyon sırasında). Aynı zamanda kanda ve vücudun doku sıvılarında çözünen nitrojen de vücuda salınma eğilimindedir. dış atmosfer. Dekompresyon yavaş gerçekleşirse, nitrojen yavaş yavaş akciğerlere yayılır ve desatürasyon normal şekilde meydana gelir. Ancak dekompresyon hızlandırılırsa nitrojenin pulmoner alveollerden dağılmaya zamanı kalmaz ve gaz halinde (kabarcıklar halinde) doku sıvılarına ve kana salınır.Bu durumda dekompresyon hastalığı adı verilen ağrılı bir olay ortaya çıkar. Azot ilk önce serbest bırakılır doku sıvıları, en düşük nitrojen aşırı doyma katsayısına sahip olduklarından ve daha sonra kan dolaşımında (kandan) meydana gelebilirler. Keson hastalığı öncelikle kaslarda, kemiklerde ve eklemlerde keskin ağrıyan ağrıların ortaya çıkmasıyla ifade edilir. İnsanlar bu hastalığa yerinde bir şekilde "kır" adını verdiler. Daha sonra vasküler embolilerin lokalizasyonuna bağlı olarak semptomlar gelişir (ciltte ebru, parestezi, parezi, felç vb.).

Dekompresyon bu tür çalışmalar sırasında çok önemli bir andır ve önemli miktar zaman. Üç ek atmosfere (3 ATM) eşit basınçta bir kesondaki çalışma programı aşağıdaki gibidir:

Yarım vardiyanın tamamının süresi 5 saat 20 dakikadır.

Sıkıştırma süresi - 20 dk.

Kesonda çalışın - 2 saat 48 dakika.

Dekompresyon süresi - 2 saat 12 dakika.

Doğal olarak, daha yüksek basınçlı kesonlarda çalışırken dekompresyon süresi önemli ölçüde uzar ve buna bağlı olarak kısalır.

Çalışma odasındaki çalışma süresi.

2. Hava hareketi. Dünya yüzeyinin dengesiz ısınması sonucunda, yüksek ve düşük atmosfer basıncına sahip yerler yaratılır ve bu da hava kütlelerinin hareketine yol açar.

Hava hareketi tutarlılığın ve göreceli bütünlüğün korunmasına yardımcı olur hava ortamı(sıcaklıkları dengelemek, gazları karıştırmak, kirletici maddeleri seyreltmek) ve ayrıca vücuttan ısı salınımını teşvik eder. Nüfusun yoğunlaştığı bölgeleri planlarken özellikle önemli olan, "rüzgar gülü" olarak adlandırılan bitkidir. grafik görüntü belirli bir zaman periyodunda belirli bir alandaki rüzgar yönünün tekrarlanabilirliği. Nüfuslu alanların bölgesini planlarken, sanayi bölgesi yerleşim bölgesinin rüzgar yönünde konumlandırılmalıdır. Atmosferdeki hava hareketinin hızı tam sakinden kasırgalara (29 m/s'nin üzerinde) kadar değişebilir. Konut ve kamu binalarında hava hızı 0,2-0,4 m/s aralığında normalleştirilir. Çok düşük bir hava hızı, odanın kötü havalandırıldığını gösterirken, yüksek bir hava hızı (0,5 m/s'den fazla) hoş olmayan bir hava akımı hissi yaratır.

3. Hava nemi. Troposfer havası, su, toprak, bitki örtüsü vb. yüzeyinden buharlaşma sonucu oluşan önemli miktarda su buharı içerir. Bu buharlar bir toplanma durumundan diğerine geçerek atmosferin genel nem dinamiklerini etkiler. Yükseklik arttıkça havadaki nem miktarı hızla azalır. Böylece 8 km yükseklikte havanın nemi, yer seviyesinde belirlenen nem miktarının yalnızca %1'i kadardır.

Bir kişi için en çok önemli havanın su buharına doyma derecesini gösteren bağıl hava nemine sahiptir. O Oynar büyük rol vücudun termoregülasyonunu gerçekleştirirken. Bağıl hava neminin optimal değerinin% 40-60, kabul edilebilir -% 30-70 olduğu kabul edilir. Düşük hava neminde (% 15-10) vücutta daha yoğun dehidrasyon meydana gelir. Aynı zamanda artan susuzluk ve kuru mukozalar öznel olarak hissedilir. solunum sistemi, sonraki inflamatuar olaylarla birlikte üzerlerinde çatlakların ortaya çıkması vb. Bu duyumlar özellikle ateşi olan hastalarda acı vericidir. Bu nedenle bu tür hastaların koğuşlarındaki mikroklimatik koşulların ödenmesi gerekmektedir. Özel dikkat. Yüksek hava nemi, hava sıcaklığına bağlı olarak ısı transferini karmaşıklaştırarak veya arttırarak vücudun termoregülasyonu üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir (termoregülasyonla ilgili diğer konulara bakınız).

4. Hava sıcaklığı. İnsan belli sıcaklıklar içerisinde var olmaya uyum sağlamıştır. Dünyanın yüzeyinde hava sıcaklığı, bölgenin enlemine ve yılın mevsimine bağlı olarak yaklaşık 100 ° C aralığında dalgalanır. Rakım arttıkça hava sıcaklığı yavaş yavaş azalır (yaklaşık 0,56 oranında) °C her 100 m yükseliş için). Bu değere normal sıcaklık gradyanı denir. Bununla birlikte, özel hakim meteorolojik koşullar (alçak bulutlar, sis) nedeniyle, bu sıcaklık gradyanı bazen bozulur ve havanın üst katmanları alt katmanlardan daha sıcak hale geldiğinde sıcaklık inversiyonu adı verilen bir olay meydana gelir. Bu, hava kirliliği ile ilgili sorunların çözümünde özellikle önemlidir.

Sıcaklık inversiyonunun meydana gelmesi, havaya yayılan kirletici maddelerin seyrelme potansiyelini azaltır ve yüksek konsantrasyonların oluşmasına katkıda bulunur.

Hava sıcaklığının insan vücudu üzerindeki etkisini dikkate almak için termoregülasyonun temel mekanizmalarını hatırlamak gerekir.

Termoregülasyon. Biri en önemli koşullar normal yaşam için insan vücudu sabit vücut ısısını korumaktır. Normal şartlarda bir kişi günde ortalama 2400-2700 kcal kaybeder. Bu ısının yaklaşık %90'ı dışarıya verilir. dış ortam cilt yoluyla, kalan% 10-15'i yiyecek, içecek ve solunan havanın ısıtılmasının yanı sıra solunum yolunun mukoza zarının yüzeyinden buharlaşmaya vb. harcanır. Bu nedenle ısı transferinin en önemli yolu vücut yüzeyidir. Isı, vücut yüzeyinden radyasyon (kızılötesi radyasyon), iletim (çevredeki nesnelerle ve vücut yüzeyine bitişik hava tabakasıyla doğrudan temas yoluyla) ve buharlaşma (ter veya diğer formlarda) şeklinde salınır. sıvılar).

Normal konforlu koşullar altında (hafif giysilerde oda sıcaklığında), bu yöntemlerle ısı transfer derecesinin oranı aşağıdaki gibidir:

1. Radyasyon - %45

2. Yürütme - %30

3. Buharlaşma - %25

Bu ısı transfer mekanizmalarını kullanarak vücut, kendisini yüksek sıcaklıklara maruz kalmaktan büyük ölçüde koruyabilir ve aşırı ısınmayı önleyebilir. Bu termoregülasyon mekanizmalarına fiziksel denir. Bunlara ek olarak, düşük veya yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında vücuttaki metabolik süreçlerin değişmesi ve bunun sonucunda ısı üretiminde artış veya azalma meydana gelmesinden oluşan kimyasal mekanizmalar da vardır.

Meteorolojik faktörlerin vücut üzerindeki karmaşık etkileri. Aşırı ısınma genellikle yüksek sıcaklıklarda meydana gelir çevre yüksek nem ile birleştirilir. Kuru havada, ısının önemli bir kısmı buharlaşma yoluyla açığa çıktığı için yüksek sıcaklıklara çok daha kolay tolere edilir. 1 gr ter buharlaştığında yaklaşık 0,6 kcal tüketilir. Isı transferi özellikle hava hareketi eşliğinde iyi bir şekilde gerçekleşir. Daha sonra buharlaşma en yoğun şekilde meydana gelir. Ancak yüksek hava sıcaklığına yüksek nem eşlik ediyorsa, vücut yüzeyinden buharlaşma yoğun olarak gerçekleşmeyecek veya tamamen duracaktır (hava neme doymuştur). Bu durumda ısı transferi gerçekleşmeyecek ve vücutta ısı birikmeye başlayacak - aşırı ısınma meydana gelecektir. Aşırı ısınmanın iki belirtisi vardır: hipertermi ve konvulsif hastalık. Üç derece hipertermi vardır: a) hafif, b) orta, c) şiddetli (sıcak çarpması). Konvülsif hastalık, yoğun terleme sırasında kaybedilen vücut kanındaki ve dokularındaki klorürlerin keskin bir şekilde azalması nedeniyle oluşur.

Hipotermi. Düşük bağıl nem ve düşük hava hızıyla birlikte düşük sıcaklık, insanlar tarafından oldukça iyi tolere edilir. Ancak düşük sıcaklıklar, yüksek nem ve hava hızıyla birleştiğinde hipoterminin oluşmasına fırsat yaratır. Suyun yüksek ısı iletkenliği (havadan 28 kat daha fazla) ve nemli hava koşullarındaki yüksek ısı kapasitesi nedeniyle, ısı iletimi yoluyla ısı transferi keskin bir şekilde artar. Bu şu şekilde kolaylaştırılmıştır: artan hız hava hareketi. Hipotermi genel ve yerel olabilir. Genel hipotermi soğuk algınlığının ortaya çıkmasına katkıda bulunur ve bulaşıcı hastalıklar vücudun genel direncinin azalması nedeniyle. Lokal hipotermi, esas olarak ekstremiteleri (“siper ayağı”) etkileyen üşüme ve donmaya yol açabilir. Lokal soğutma ile diğer organ ve sistemlerde de refleks reaksiyonlar meydana gelebilir.

Böylece, yüksek hava neminin hem yüksek hem de düşük sıcaklıklarda termoregülasyon konularında olumsuz bir rol oynadığı ortaya çıkıyor. Düşük sıcaklık ve hava hızındaki artış kural olarak ısı transferini arttırır. Bunun istisnası, hava sıcaklığının vücut sıcaklığından yüksek olduğu ve bağıl nemin %100'e ulaştığı durumdur.

Bu durumda, hava hareketinin hızındaki bir artış, ne buharlaşma (hava neme doymuş) ne de iletim (hava sıcaklığı vücut yüzey sıcaklığından daha yüksek) yoluyla ısı transferinde bir artışa yol açmayacaktır.

Meteotropik reaksiyonlar. Hava koşulları var önemli etki birçok hastalığın seyri için. Örneğin Moskova bölgesi koşullarında, kalp-damar hastalarının neredeyse% 70'inde durumlarının kötüleşmesi, meteorolojik koşullarda önemli değişikliklerin olduğu dönemlere denk geliyor. Ülkemizde ve yurt dışında hemen hemen tüm iklim ve coğrafi bölgelerde yapılan birçok araştırmada da benzer bir bağlantıya dikkat çekilmiştir. Kronik spesifik olmayan akciğer hastalıklarından muzdarip insanlar aynı zamanda olumsuz hava koşullarına karşı artan hassasiyetle de karakterize edilir. Bu tür hastalar yüksek nemli havalara, ani sıcaklık değişikliklerine ve kuvvetli rüzgarlara tahammül etmezler. Bronşiyal astımın seyri ile hava durumu arasında çok belirgin bir bağlantı vardır. Bu, nemli iklime ve zıt hava değişikliklerine sahip bölgelerde daha yaygın olan bu hastalığın eşit olmayan coğrafi dağılımına bile yansımaktadır. Örneğin kuzey bölgelerde, dağlarda ve güneyde Orta Asya Bronşiyal astım görülme sıklığı 2-3 kat daha düşüktür. Baltık ülkeleri. Romatizmal hastalıkları olan hastalarda hava şartlarına karşı duyarlılığın arttığı ve bunların değiştiği de iyi bilinmektedir. Hava değişiminden önce veya buna eşlik eden eklemlerde romatizmal ağrının ortaya çıkması, klasik örnekler meteopatik reaksiyon. Birçok romatizma hastasının mecazi anlamda "yaşayan barometreler" olarak adlandırılması tesadüf değildir. Diyabet, nöropsikiyatrik ve diğer hastalıkları olan hastalar sıklıkla hava koşullarındaki değişikliklere tepki gösterir. Hava koşullarının cerrahi uygulama üzerindeki etkisine dair kanıtlar vardır. Özellikle olumsuz hava koşullarında kardiyovasküler ve diğer hastalarda ameliyat sonrası dönemin gidişatının ve sonucunun kötüleştiği kaydedilmiştir.

Meteotropik reaksiyonlara yönelik önleyici tedbirlerin gerekçelendirilmesi ve uygulanmasında başlangıç ​​noktası, hava durumunun tıbbi olarak değerlendirilmesidir. Hava türlerinin çeşitli sınıflandırma türleri vardır; bunların en basiti G.P.'ye göre sınıflandırmadır. Fedorov. Bu sınıflandırmaya göre üç tür hava durumu vardır:

1) Optimum - 2°C'ye kadar günlük sıcaklık dalgalanmaları, hız

3 m/sn'ye kadar hava hareketleri, 4 mbar'a kadar atmosfer basıncındaki değişiklikler.

2) Tahriş edici - 4°C'ye kadar sıcaklık dalgalanmaları, 9 m/s'ye kadar hava hızı, 8 mbar'a kadar atmosfer basıncındaki değişiklikler.

3) Akut - 4°C'den fazla sıcaklık dalgalanmaları, 9 m/s'den fazla hava hızı, atmosfer basıncında 8 mbar'dan fazla değişiklik.

Tıbbi uygulamada bu sınıflandırmaya dayalı olarak tıbbi hava tahmini yapılması ve uygun önleyici tedbirlerin alınması arzu edilir.

Basınç - yüzeye dik olarak etki eden kuvvetin oranına eşit bir miktara basınç denir. Basınç birimi, bu yüzeye dik 1 m2'lik bir yüzeye etki eden 1 N'luk bir kuvvetin ürettiği basınç olarak alınır.

Bu nedenle basıncı belirlemek için yüzeye dik olarak etki eden kuvvetin yüzey alanına bölünmesi gerekir.

Gaz moleküllerinin rastgele hareket ettiği bilinmektedir. Hareket ettikçe hem birbirleriyle hem de gaz içeren kabın duvarlarıyla çarpışırlar. Bir gazın içinde çok sayıda molekül vardır ve bu nedenle bunların etkilerinin sayısı da çok fazladır. Tek bir molekülün darbe kuvveti küçük olmasına rağmen, tüm moleküllerin damar duvarlarına etkisi önemlidir ve gaz basıncı oluşturur. Yani gazın kabın duvarlarına (ve gazın içine yerleştirilen gövdeye) yaptığı basınç, gaz moleküllerinin çarpmasından kaynaklanır.

Gazın kütlesi ve sıcaklığı değişmediği sürece, hacmi azaldığında basıncı artar, hacmi arttığında basıncı azalır.

Herhangi bir sıvıda moleküller sıkı bir şekilde bağlı değildir ve bu nedenle sıvı, içine döküldüğü kabın şeklini alır. Katılar gibi sıvılar da kabın tabanına basınç uygular. Ama farklı olarak katılar sıvı aynı zamanda kabın duvarları üzerinde de basınç oluşturur.

Bu olguyu açıklamak için sıvı sütununu zihinsel olarak üç katmana (a, b, c) bölelim. Aynı zamanda sıvının kendi içinde de basınç olduğunu görebilirsiniz: Sıvı yerçekiminin baskısı altındadır ve üst katmanlarının ağırlığı sıvının alt katmanlarına etki eder. A katmanına etki eden yerçekimi kuvveti onu ikinci b katmanına doğru bastırır. B katmanı, üzerine uygulanan basıncı her yöne iletir. Ayrıca yerçekimi de bu katmana etki ederek onu üçüncü katman c'ye doğru bastırır. Sonuç olarak, üçüncü aşamada basınç artar ve kabın tabanında en fazla olur.

Bir sıvının içindeki basınç onun yoğunluğuna bağlıdır.

Bir sıvı veya gaza uygulanan basınç, sıvı veya gazın hacmindeki her noktaya değişmeden iletilir. Bu ifadeye Pascal yasası denir.

SI basınç birimi, 1 N'lik bir kuvvetin kendisine dik 1 m2'lik bir yüzey üzerinde ürettiği basınçtır. Bu birime pascal (Pa) denir.

Basınç ünitesinin adı Fransız bilim adamı Blaise Pascal'ın onuruna verilmiştir.

Blaise Pascal

Blaise Pascal, 19 Haziran 1623'te doğan Fransız matematikçi, fizikçi ve filozoftur. Ailenin üçüncü çocuğuydu. Annesi o henüz üç yaşındayken öldü. 1632'de Pascal'ın ailesi Clermont'tan ayrılarak Paris'e gitti. Pascal'ın babası vardı iyi bir eğitim ve bunu doğrudan oğluna aktarmaya karar verdi. Babası, Blaise'in 15 yaşına kadar matematik okumaması gerektiğine karar verdi ve tüm matematik kitapları evlerinden kaldırıldı. Ancak Blaise'in merakı onu 12 yaşında geometri okumaya itti. Babası bunu öğrendiğinde pes etti ve Blaise'in Öklid'i incelemesine izin verdi.

Blaise Pascal matematik, geometri, felsefe ve edebiyatın gelişimine önemli katkılarda bulundu.

Pascal fizikte barometrik basınç ve hidrostatik üzerine çalıştı.

Pascal kanununa dayanarak aşağıdaki deneyi açıklamak kolaydır.

Çeşitli yerlerinde dar delikler olan bir top alıyoruz. İçine bir pistonun yerleştirildiği topa bir tüp bağlanmıştır. Bir topu suyla doldurup borunun içine bir piston iterseniz, toptaki tüm deliklerden su akacaktır. Bu deneyde bir piston, bir tüp içindeki suyun yüzeyine baskı yapıyor.

Pascal yasası

Pistonun altında bulunan su parçacıkları sıkıştığında basıncını daha derindeki diğer katmanlara iletir. Böylece pistonun basıncı bilyeyi dolduran akışkanın her noktasına iletilir. Sonuç olarak suyun bir kısmı tüm deliklerden akan akıntılar şeklinde topun dışına itilir.

Top dumanla doldurulursa, piston tüpün içine itildiğinde, toptaki tüm deliklerden duman akıntıları çıkmaya başlayacaktır. Bu, (gazların üzerlerine uygulanan basıncı her yöne eşit olarak ilettiğini) doğrular. Yani deneyim, sıvının içinde basınç olduğunu ve aynı seviyede her yönde eşit olduğunu göstermektedir. Derinlik arttıkça basınç da artar. Gazlar bu bakımdan sıvılardan farklı değildir.

Pascal kanunu sıvılar ve gazlar için geçerlidir. Ancak önemli bir durumu - ağırlığın varlığını - hesaba katmıyor.

Dünyevi şartlarda bu unutulamaz. Su da ağırdır. Bu nedenle su altında farklı derinliklerde bulunan iki bölgenin farklı basınçlara maruz kalacağı açıktır.

Suyun yerçekiminden dolayı yaptığı basınca hidrostatik denir.

Karasal koşullar altında hava çoğunlukla sıvının serbest yüzeyine baskı yapar. Hava basıncına atmosfer basıncı denir. Derinlikteki basınç atmosferik ve hidrostatik basınçtan oluşur.

Farklı şekillerde, ancak içlerinde aynı seviyede su bulunan iki kap bir tüple bağlanırsa, su bir kaptan diğerine geçmez. Kaplardaki basınçlar farklıysa böyle bir geçiş meydana gelebilir. Ancak durum böyle değildir ve iletişim kaplarında şekli ne olursa olsun sıvı her zaman aynı seviyede olacaktır.

Örneğin, iletişim halindeki gemilerdeki su seviyeleri farklıysa, o zaman su hareket etmeye başlayacak ve seviyeler eşitlenecektir.

Su basıncı hava basıncından çok daha fazladır. 10 m derinlikte su, 1 kg'lık ek kuvvetle 1 cm2'yi atmosfer basıncına bastırır. Bir kilometre derinlikte - 1 cm2'ye 100 kg kuvvetle.

Bazı yerlerde okyanusun derinliği 10 km'den fazladır. Bu derinliklerdeki su basıncı kuvvetleri son derece yüksektir. 5 km derinliğe indirilen tahta parçaları, bu muazzam basınçla o kadar sıkışır ki, daha sonra tuğla gibi bir varil suya batar.

Bu muazzam baskı, deniz yaşamı araştırmacıları için büyük engeller yaratıyor. Derin deniz inişleri, 1 cm2 başına 1 tonun üzerindeki basınca dayanması gereken, banyo küreleri veya banyo kapları adı verilen çelik toplarda gerçekleştirilir.

Denizaltılar yalnızca 100 - 200 m derinliğe inerler.

Kabın tabanındaki sıvının basıncı, sıvı sütununun yoğunluğuna ve yüksekliğine bağlıdır.

Bardağın dibindeki su basıncını ölçelim. Elbette camın alt kısmı basınç kuvvetlerinin etkisi altında deforme olur ve deformasyonun büyüklüğünü bilerek buna neden olan kuvvetin büyüklüğünü belirleyebilir ve basıncı hesaplayabiliriz; ancak bu deformasyon o kadar küçüktür ki doğrudan ölçülmesi neredeyse imkansızdır. Belirli bir cismin deformasyonuna göre, bir sıvının ona uyguladığı basıncı yalnızca deformasyonların tam olarak büyük olması durumunda yargılamak uygun olduğundan, o zaman pratik tanım Sıvı basıncını ölçmek için, deformasyonun nispeten büyük, kolayca ölçülebilir bir değere sahip olduğu özel aletler - basınç göstergeleri kullanılır. En basit membranlı basınç göstergesi aşağıdaki gibi tasarlanmıştır. İnce elastik bir membran plakası boş bir kutuyu hava geçirmez şekilde kapatır. Membrana bir işaretçi takılır ve bir eksen etrafında döner. Cihaz sıvıya daldırıldığında, membran basınç kuvvetlerinin etkisi altında bükülür ve sapması büyütülmüş bir biçimde ölçek boyunca hareket eden işaretçiye iletilir.

Basınç ölçer

İşaretçinin her konumu membranın belirli bir sapmasına ve dolayısıyla membran üzerinde belirli bir basınç kuvvetine karşılık gelir. Membranın alanını bilerek basınç kuvvetlerinden basınçların kendisine doğru hareket edebiliriz. Manometreyi önceden kalibre ederseniz, yani ölçekteki işaretçinin belirli bir konumunun hangi basınca karşılık geldiğini belirlerseniz, basıncı doğrudan ölçebilirsiniz. Bunu yapmak için, manometreyi büyüklüğü bilinen basınçlara maruz bırakmanız ve gösterge okunun konumunu fark ederek karşılık gelen sayıları cihaz ölçeğine koymanız gerekir.

Dünyayı çevreleyen hava kabuğuna atmosfer denir. Yapay Dünya uydularının uçuş gözlemlerinin gösterdiği gibi atmosfer birkaç bin kilometre yüksekliğe kadar uzanıyor. Kocaman bir hava okyanusunun dibinde yaşıyoruz. Dünyanın yüzeyi bu okyanusun tabanıdır.

Yer çekimi nedeniyle okyanus suyu gibi havanın üst katmanları alt katmanları sıkıştırır. Doğrudan Dünya'ya bitişik olan hava tabakası en fazla sıkıştırılır ve Pascal kanununa göre üzerine uygulanan basıncı her yöne iletir.

Bunun bir sonucu olarak, dünyanın yüzeyi ve üzerinde bulunan cisimler, havanın tüm kalınlığının basıncını hisseder veya genellikle dedikleri gibi atmosferik basınçla karşılaşır.

Atmosfer basıncı o kadar da düşük değil. Vücut yüzeyinin her santimetre karesine yaklaşık 1 kg'lık bir kuvvet etki eder.

Atmosfer basıncının nedeni açıktır. Su gibi havanın da ağırlığı vardır; bu, vücudun üzerindeki hava sütununun ağırlığına eşit (suda olduğu gibi) bir basınç uyguladığı anlamına gelir. Dağa ne kadar yükseğe çıkarsak üstümüzde o kadar az hava olacak, bu da atmosfer basıncının o kadar düşük olacağı anlamına geliyor.

Bilimsel ve günlük amaçlar için basıncı ölçebilmeniz gerekir. Bunun için var özel cihazlar- barometreler.

Barometre

Barometre yapmak zor değil. Cıva bir ucu kapalı bir tüpün içine dökülür. Açık ucunu parmağınızla tutarak tüpü ters çevirin ve açık ucunu bir bardak cıvaya batırın. Bu durumda tüpteki cıva düşer ama dışarı akmaz. Tüpün içindeki cıvanın üzerindeki boşluk şüphesiz havasızdır. Cıva, dış hava basıncıyla tüpte tutulur.

Cıva kabını hangi boyutta alırsak alalım, tüpün çapı ne olursa olsun, cıva her zaman yaklaşık olarak aynı yüksekliğe, yani 76 cm'ye yükselir.

Eğer 76 cm'den kısa bir tüp alırsak içi tamamen cıva ile dolacak ve boşluğu göremeyeceğiz. 76 cm yüksekliğindeki bir cıva sütunu, atmosferle aynı kuvvetle standa baskı yapıyor.

Santimetre kare başına bir kilogram, normal atmosfer basıncının değeridir.

76 cm rakamı, böyle bir cıva sütununun aynı alanın üzerinde bulunan tüm atmosferin hava sütununu dengelediği anlamına gelir.

Barometrik tüpe en fazla verilebilir çeşitli şekiller, tek bir şey önemlidir: Cıva yüzeyinin üzerinde hava kalmaması için tüpün bir ucunun kapatılması gerekir. Cıvanın başka bir seviyesi atmosferik basınçtan etkilenir.

Cıva barometresi atmosfer basıncını çok yüksek doğrulukla ölçebilir. Elbette cıva almanıza gerek yok; başka herhangi bir sıvı işe yarayacaktır. Ancak cıva en ağır sıvıdır ve cıva sütununun normal basınçtaki yüksekliği en küçük olacaktır.

Basıncı ölçmek için çeşitli birimler kullanılır. Çoğunlukla cıva sütununun yüksekliği basitçe milimetre cinsinden gösterilir. Mesela bugün basıncın normalden yüksek olduğunu, 768 mm Hg'ye eşit olduğunu söylüyorlar. Sanat.

Basınç 760 mm Hg. Sanat. bazen denir fiziksel atmosfer. 1 kg/cm2’lik basınca teknik atmosfer denir.

Cıva barometresi özellikle kullanışlı bir alet değildir. Cıva yüzeyinin açıkta bırakılması istenmez (cıva buharı zehirlidir), ayrıca cihaz taşınabilir değildir.

Metal barometreler - aneroidler - bu dezavantajlara sahip değildir.

Herkes böyle bir barometre görmüştür. Bu, üzerinde ölçek ve ok bulunan küçük, yuvarlak bir metal kutudur. Ölçek, genellikle santimetre cıva cinsinden basınç değerlerini gösterir.

Hava metal kutunun dışına pompalanmıştır. Kutu kapağı güçlü bir yay ile yerinde tutulur, aksi takdirde atmosferik basınçla aşağı doğru bastırılır. Basınç değiştiğinde kapak ya bükülür ya da şişer. Kapağa bir ok bağlanmıştır ve bastırıldığında ok sağa doğru gidecek şekildedir.

Böyle bir barometre, okumaları bir cıva barometresi ile karşılaştırılarak kalibre edilir.

Basıncı öğrenmek istiyorsanız barometreye parmağınızla dokunmayı unutmayın. Kadran ibresi çok fazla sürtünmeye maruz kalır ve genellikle > noktasında takılıp kalır.

Basit bir cihaz, atmosferik basınca dayanmaktadır - bir sifon.

Şoför benzini biten arkadaşına yardım etmek ister. Arabanızın deposundan benzin nasıl boşaltılır? Çaydanlık gibi eğmeyin.

Kurtarmaya lastik bir tüp geliyor. Bir ucu gaz tankına indirilir, diğer ucundan ağızla hava emilir. Sonra hızlı bir hareket - açık uç parmakla sıkıştırılır ve gaz deposunun altındaki bir yüksekliğe yerleştirilir. Artık parmağınızı kaldırabilirsiniz - hortumdan benzin dökülecektir.

Kavisli kauçuk boru sifondur. Bu durumda sıvı, düz eğimli bir tüptekiyle aynı nedenle hareket eder. Her iki durumda da sıvı sonunda aşağıya doğru akar.

Sifonun çalışması için atmosferik basınç gereklidir: > sıvıdır ve tüp içindeki sıvı kolonunun patlamasını engeller. Eğer atmosferik basınç olmasaydı kolon geçiş noktasında kırılırdı ve sıvı her iki kaba da akardı.

Basınç sifonu

Sifon, sağ (deyim yerindeyse >) dirsekteki sıvı, tüpün sol ucunun indirildiği pompalanan sıvı seviyesinin altına düştüğünde çalışmaya başlar. Aksi takdirde sıvı geri akacaktır.

Pratikte, atmosferik basıncı ölçmek için aneroid adı verilen metal bir barometre kullanılır (Yunancadan tercüme edilmiştir - sıvı olmadan. Barometreye cıva içermediği için bu adı verilir).

Atmosfer, Dünya'dan gelen yerçekimi tarafından yerinde tutulur. Bu kuvvetin etkisi altında, havanın üst katmanları alt katmanlara baskı yapar, böylece Dünya'ya bitişik hava katmanının en sıkıştırılmış ve en yoğun olduğu ortaya çıkar. Bu basınç, Pascal yasasına uygun olarak her yöne iletilir ve Dünya'da ve yüzeyinde bulunan tüm cisimlere etki eder.

Yükseklik arttıkça Dünya'ya baskı yapan hava tabakasının kalınlığı azalır, dolayısıyla basınç da azalır.

Atmosfer basıncının varlığı birçok olayla gösterilir. Pistonu indirilmiş bir cam tüp, su dolu bir kaba yerleştirilir ve düzgün bir şekilde kaldırılırsa, su pistonu takip eder. Atmosfer, kaptaki suyun yüzeyine baskı yapar; Pascal kanununa göre bu basınç suya aktarılır. cam tüp ve pistonu takip ederek suyu yukarı doğru iter.

Daha eski uygarlık emme pompaları biliniyordu. Onların yardımıyla suyu hatırı sayılır bir yüksekliğe çıkarmak mümkün oldu. Su şaşırtıcı bir şekilde böyle bir pompanın pistonunu itaatkar bir şekilde takip etti.

Eski filozoflar bunun nedenleri üzerinde düşünmüşler ve şu düşünceli sonuca varmışlardır: Doğa boşluktan korktuğu için su pistonu takip eder, bu yüzden piston ile su arasında boş alan kalmaz.

Bir ustanın Floransa'daki Toskana Dükü'nün bahçeleri için pistonunun 10 metreden fazla yüksekliğe kadar su çekmesi gereken bir emme pompası yaptığını söylüyorlar. Ama ne kadar bu pompayla suyu çekmeye çalışsalar da hiçbir şey işe yaramadı. 10 m'de su pistonun arkasından yükseldi, ardından piston sudan uzaklaştı ve doğanın korktuğu o boşluk oluştu.

Galileo'dan başarısızlığın nedenini açıklaması istendiğinde, doğanın aslında boşluktan hoşlanmadığını, ancak belli bir sınıra kadar olduğunu söyledi. Görünüşe göre Galileo'nun öğrencisi Torricelli, 1643'teki meşhur cıva tüpü deneyini gerçekleştirmek için bu olayı bir bahane olarak kullanmıştı. Bu deneyi az önce anlattık; cıva barometresinin üretimi Torricelli'nin deneyimidir.

Torricelli, 76 mm'den daha yüksek bir tüp alarak cıvanın üzerinde bir boşluk yarattı (genellikle Torricelli boşluğundan sonra anılır) ve böylece atmosferik basıncın varlığını kanıtladı.

Bu deneyimle Torricelli, Toskana Dükü'nün efendisinin şaşkınlığını giderdi. Nitekim suyun emme pompasının pistonunu kaç metre itaatkar bir şekilde takip edeceği açıktır. Bu hareket, alanı 1 cm2 olan bir su sütununun ağırlığı 1 kg'a eşit oluncaya kadar devam edecektir. Böyle bir su sütununun yüksekliği 10 m olacaktır. Doğanın boşluktan korkmasının nedeni budur. , ancak 10 m'den fazla.

Torricelli'nin keşfinden 11 yıl sonra, 1654'te, atmosferik basıncın etkisi Magdeburg belediye başkanı Otto von Guericke tarafından açıkça gösterildi. Yazara ün kazandıran şey, deneyimin fiziksel özünden çok, üretiminin teatralliğiydi.

İki bakır yarım küre bir halka contayla birbirine bağlandı. Yarım kürelerden birine takılan bir musluk aracılığıyla, bir araya getirilen toptan hava pompalandı ve ardından yarım küreleri ayırmak imkansızdı. Korunmuş Detaylı Açıklama Guericke'nin deneyimi. Yarımküreler üzerindeki atmosferik basınç artık hesaplanabilir: 37 cm'lik bir top çapıyla kuvvet yaklaşık bir tondu. Yarımküreleri ayırmak için Guericke iki sekiz atın koşumlanmasını emretti. Koşum takımı, bir halkadan geçirilen ve yarımkürelere bağlanan halatlarla geldi. Atlar yarım küreleri ayıramadı.

Sekiz atın gücü (on altı değil tam olarak sekizdi, çünkü daha büyük bir etki için kullanılan ikinci sekiz atın yerini, yarıkürelere etki eden aynı kuvvet korunarak duvara çakılan bir kanca alabilirdi) Magdeburg'u parçalamaya yetmedi. yarımküreler.

Temas eden iki cisim arasında boş bir boşluk varsa, bu cisimler atmosferik basınç nedeniyle parçalanmayacaktır.

Deniz seviyesinde atmosfer basıncının değeri genellikle 760 mm yüksekliğindeki bir cıva sütununun basıncına eşittir.

Atmosfer basıncını bir barometreyle ölçerek, Dünya yüzeyinden yükseklik arttıkça basıncın azaldığını bulabilirsiniz (yükseklik 12 m arttığında yaklaşık 1 mm Hg). Ayrıca atmosferik basınçtaki değişiklikler hava koşullarındaki değişikliklerle ilişkilidir. Örneğin, atmosferik basınçtaki bir artış, açık havanın başlamasıyla ilişkilidir.

Atmosfer basıncındaki değişiklikler hava koşullarındaki değişikliklerle ilişkili olduğundan, atmosferik basıncın değeri önümüzdeki günlerde hava durumunu tahmin etmek için çok önemlidir. Barometre meteorolojik gözlemler için gerekli bir araçtır.

Hava koşullarına bağlı basınç dalgalanmaları çok düzensizdir. Bir zamanlar hava durumunu yalnızca basıncın belirlediği düşünülüyordu. Bu nedenle barometreler hâlâ açık, kuru, yağmur, fırtına şeklinde etiketleniyor. Hatta bir yazıt bile var: >.

Basınç değişiklikleri hava değişimlerinde büyük rol oynar. Ancak bu rol belirleyici değildir.

Rüzgârın yönü ve şiddeti atmosfer basıncının dağılımıyla ilgilidir.

Basınç farklı yerler Dünya yüzeyi eşit değildir ve daha yüksek basınç> daha düşük basınca sahip yerlerde hava vardır. Rüzgarın izobarlara dik yönde, yani basıncın en hızlı düştüğü yerde esmesi gerektiği anlaşılıyor. Ancak rüzgar haritaları aksini gösteriyor. Coriolis kuvveti hava basıncı meselelerine müdahale eder ve kendi düzeltmesini yapar ki bu çok önemli bir düzeltmedir.

Bildiğimiz gibi, kuzey yarımkürede hareket eden herhangi bir cisim, hareket halindeyken sağa doğru yönlendirilmiş bir Coriolis kuvvetinin etkisi altındadır. Bu aynı zamanda hava parçacıkları için de geçerlidir. Daha yüksek basınçlı yerlerden daha az basınçlı yerlere doğru sıkıştırılan parçacık, izobarlar boyunca hareket etmelidir, ancak Coriolis kuvveti onu sağa saptırır ve rüzgarın yönü, izobarların yönü ile yaklaşık 45 derecelik bir açı oluşturur.

Bu kadar küçük bir kuvvet için şaşırtıcı derecede büyük bir etki. Bu, Coriolis kuvvetine (hava katmanlarının sürtünmesi) müdahalenin de çok önemsiz olmasıyla açıklanmaktadır.

Daha da ilginci, Coriolis kuvvetinin > ve > basınçta rüzgarların yönü üzerindeki etkisidir. Coriolis kuvvetinin etkisi nedeniyle, > basınçtan uzaklaşan hava, yarıçaplar boyunca her yöne akmaz, ancak kavisli çizgiler - spiraller boyunca hareket eder. Bu spiral hava akışları aynı yönde bükülür ve basınç alanında dairesel bir girdap oluşturarak hava kütlelerini saat yönünde hareket ettirir.

Aynı şey alçak basınç alanında da olur. Coriolis kuvvetinin yokluğunda hava tüm yarıçaplar boyunca bu alana doğru eşit şekilde akacaktır. Ancak yol boyunca hava kütleleri sağa sapıyor.

Alçak basınç alanlarındaki rüzgarlara siklon, yüksek basınç alanlarındaki rüzgarlara antisiklon adı verilir.

Her kasırganın kasırga veya fırtına anlamına geldiğini düşünmeyin. Kasırgaların veya antisiklonların yaşadığımız şehirden geçişi yaygın bir olgudur, ancak çoğunlukla değişken hava koşullarıyla ilişkilidir. Çoğu durumda, bir kasırganın yaklaşması kötü havanın başlangıcı anlamına gelirken, bir antisiklonun yaklaşması iyi havanın başlaması anlamına gelir.

Ancak hava tahmincilerinin yolundan gitmeyeceğiz.