Атмосфера – Жерди курчап турган газ булут. Бийиктиги 900 кмден ашкан абанын салмагы биздин планетанын тургундарына күчтүү таасир этет. Биз муну сезбейбиз, океандын түбүндөгү жашоону табигый нерсе катары кабыл алып. Бийик тоолорго чыкканда адам ыңгайсыздыкты сезет. Кычкылтектин жетишсиздиги тез чарчоону жаратат. Ошол эле учурда атмосфера басымы кескин өзгөрөт.
Физика атмосфералык басымды, анын өзгөрүшүн жана жер бетине тийгизген таасирин карайт.
Орто мектеп физикасынын курсунда атмосферанын аракетин изилдөөгө олуттуу көңүл бурулат. Аныктаманын өзгөчөлүктөрү, бийиктикке көз карандылыгы, күнүмдүк турмушта же жаратылышта болуп жаткан процесстерге таасири атмосферанын аракети жөнүндөгү билимдин негизинде түшүндүрүлөт.
Адамдар атмосфералык басымды качан изилдей башташат? 6-класс – атмосферанын өзгөчөлүгү менен таанышууга убакыт. Бул процесс атайын орто мектеп класстарында уланат.
Изилдөө тарыхы
Атмосфералык аба басымын орнотууга биринчи аракеттер 1643-жылы италиялык евангелисттин сунушу менен жасалган. Торричелли. Бир чети жабылган айнек түтүк сымап менен толтурулган. Аркы жагынан жабылып, сымапка түшүрүлгөн. Түтүктүн үстүнкү бөлүгүндө сымаптын жарым-жартылай агып чыгышынан улам бош мейкиндик пайда болуп, ал төмөнкү аталышты алган: “Торрицеллиан боштугу”.
Бул убакта табият таанууда Аристотелдин теориясы үстөмдүк кылган, ал «жаратылыш боштуктан коркот» деп эсептеген. Анын пикири боюнча, материяга толбогон бош мейкиндик болушу мүмкүн эмес. Ошондуктан, алар көп убакыт бою айнек түтүктө боштуктун бар экенин башка нерселер менен түшүндүрүүгө аракет кылышкан.
Бул боштук экени талашсыз, аны эч нерсе менен толтурууга болбойт, анткени эксперименттин башталышында сымап баллонду толук толтурган. Жана, агып, башка заттар бош жерди толтурууга мүмкүндүк берген жок. Бирок эмне үчүн бардык сымап идишке куюлган жок, анткени буга да эч кандай тоскоолдук жок? Корутунду өзүнөн өзү көрүнүп турат: түтүктөгү сымап, байланыш идиштериндегидей эле, сырттан келген нерсе сыяктуу идиштеги сымапка бирдей басымды жаратат. Ошол эле деңгээлде сымаптын бетине атмосфера гана тийет. Бул анын басымы тартылуу күчүнүн таасири астында заттын агып чыгышына жол бербейт. Газ бардык багыттар боюнча бирдей аракетти түзөрү белгилүү. Ал идиштеги сымаптын бетине таасирин тийгизет.
Сымап цилиндринин бийиктиги болжол менен 76 см. Бул көрсөткүч убакыттын өтүшү менен өзгөрүп турат, демек, атмосфера басымы өзгөрөт. Аны см сымап менен ченесе болот.тилке (же миллиметр менен).
Кайсы бирдиктерди колдонуу керек?
Эл аралык бирдик системасы эл аралык, ошондуктан ал сымаптын миллиметрин колдонууну камтыбайт. Art. басым аныктоодо. Атмосфералык басымдын бирдиги катуу жана суюктуктардагыдай эле белгиленет. Паскальдагы басымды өлчөө СИде кабыл алынган.
1 Па үчүн мындай басым 1 м аянтка 1 Н күч менен түзүлөт2.
Өлчөм бирдиктери кандай байланышта экенин аныктаңыз. Суюктук колоннасынын басымы төмөнкү формула боюнча белгиленет: p=ρgh. Сымаптын тыгыздыгы ρ=13600 кг/м3. Келгиле, таяныч чекити катары узундугу 760 миллиметр сымап мамычасын алалы. Бул жерден:
r=13600 кг/м3×9,83 N/kg×0,76 м=101292,8 Pa
Атмосфералык басымды паскалдар менен жазуу үчүн: 1 мм рт.ст.=133,3 Па.
Маселени чечүү мисалы
Өлчөмү 10x20 м болгон чатырдын бетине атмосферанын таасир этүүчү күчүн аныктаңыз Атмосферанын басымы 740 мм Hg. St.
p=740 мм Hg, a=10 м, b=20 м.
Анализ
Эскертүү күчүн аныктоо үчүн атмосфералык басымды паскаль менен коюу керек. 1 миллиметр Hg экендигин эске алуу менен. 133,3 Па барабар, бизде төмөнкүлөр бар: p=98642 Па.
Чечим
Басымды аныктоо үчүн формуланы колдонуңуз:
p=F/s, Чатырдын аянты берилбегендиктен, аны тик бурчтук деп коёлу. Бул көрсөткүчтүн аянты формула менен аныкталат:
s=ab.
Аянттын маанисин ордуна коюңузэсептөө формуласы:
p=F/(ab), кайдан:
F=паб.
Эсептеңиз: F=98642 Pa×10 m×20 m=19728400 N=1,97 MN.
Жооп: үйдүн чатырындагы атмосферанын басым күчү 1,97 MN.
Өлчөө ыкмалары
Атмосфералык басымды эксперименталдык аныктоо сымап колоннасынын жардамы менен жүргүзүлүшү мүмкүн. Эгерде сиз анын жанындагы шкаланы оңдосоңуз, анда өзгөртүүлөрдү оңдоого болот. Бул сымаптын эң жөнөкөй барометри.
Атмосферанын аракетиндеги өзгөрүүлөрдү байкап, бул процессти ысык жана суук менен байланыштырган Эвангелиста Торричелли таң калган.
Деңиз бетинин деңгээлиндеги 0 градус Цельсийдеги атмосфералык басым оптималдуу деп аталды. Бул көрсөткүч 760 мм рт.ст. Паскалдардагы нормалдуу атмосфералык басым 105 Па барабар деп эсептелет.
Сымап адамдын ден соолугуна бир топ зыян экени белгилүү. Натыйжада ачык сымап барометрлерин колдонууга болбойт. Башка суюктуктардын тыгыздыгы азыраак, андыктан суюктук толтурулган түтүк жетиштүү узун болушу керек.
Мисалы, Блез Паскаль түзгөн суу мамысынын бийиктиги болжол менен 10 м болушу керек. Ыңгайсыздык көрүнүп турат.
Суюктуксуз барометр
Алга карай көрүнүктүү кадам - бул барометрди жасоодо суюктуктан алыс болуу идеясы. Атмосферанын басымын аныктоочу аппаратты жасоо мүмкүнчүлүгү анероиддик барометрлерде ишке ашырылат.
Бул эсептегичтин негизги бөлүгү жалпакаба сордурулуп турган куту. Атмосфера тарабынан кысылып калбашы үчүн, үстү гофрленген. Коробка пружиналар системасы аркылуу шкаладагы басымдын маанисин көрсөткөн жебеге туташтырылган. Акыркысын каалаган бөлүмдөрдө бүтүрсө болот. Атмосфералык басымды тиешелүү өлчөө шкаласы менен паскалдар менен өлчөөгө болот.
Көтөрүү бийиктиги жана атмосфера басымы
Сиз көтөрүлгөн сайын атмосферанын тыгыздыгынын өзгөрүшү басымдын төмөндөшүнө алып келет. Газ кабыгынын бир тектүү эместиги өзгөрүүнүн сызыктуу мыйзамын киргизүүгө мүмкүндүк бербейт, анткени басымдын төмөндөшүнүн даражасы бийиктиктин өсүшү менен төмөндөйт. Жердин бетинде ал көтөрүлгөн сайын ар бир 12 метрге атмосферанын таасири 1 мм рт.ст.га төмөндөйт. Art. Тропосферада ушундай өзгөрүү ар 10,5 метрде болот.
Жердин бетине жакын жерде, самолеттун бийиктигинде атайын шкала менен жабдылган анероид атмосфералык басым боюнча бийиктикти аныктай алат. Бул түзмөк бийиктик өлчөгүч деп аталат.
Жер бетиндеги атайын түзүлүш бийиктик өлчөгүчтү нөлгө коюуга мүмкүндүк берет, андыктан аны кийинчерээк көтөрүлүү бийиктигин аныктоо үчүн колдоно аласыз.
Маселени чечүү мисалы
Тоо этегинде барометр 756 миллиметр сымаптын атмосфералык басымын көрсөттү. Деңиз деңгээлинен 2500 метр бийиктикте баа кандай болот? Атмосфералык басымды паскал менен жаздыруу талап кылынат.
r1 =756 мм Hg, H=2500 м, r2 - ?
Чечим
Н бийиктикте барометрдин көрсөткүчүн аныктоо үчүн биз муну эске алабызбасым 1 мм Hg төмөндөйт. ар 12 метр. Ошондуктан:
(p1 – p2)×12 м=H×1 мм.с.б., баштап:
p2=p1 - H×1 mmHg/12m=756 mmHg - 2500 m×1 mmHg/12 м=546 mmHg
Алынган атмосфералык басымды паскалдар менен жазуу үчүн төмөнкүнү аткарыңыз:
p2=546×133, 3 Па=72619 Pa
Жооп: 72619 Па.
Атмосфералык басым жана аба ырайы
Жер бетине жакын жерде абанын атмосфералык катмарларынын жылышы жана ар кайсы аймактарда абанын бир калыпта эмес ысышы планетанын бардык бөлүктөрүндө аба ырайынын шарттарынын өзгөрүшүнө алып келет.
Басым 20-35ммHg өзгөрүшү мүмкүн. узак мөөнөттүү жана 2-4 миллиметр сымап менен. күндүз. Дени сак адам бул көрсөткүчтөгү өзгөрүүлөрдү сезбейт.
Атмосфералык басым, анын мааниси нормадан төмөн жана көп учурда өзгөрүп турат, бул циклондун белгилүү бир бөлүгүн каптаганын билдирет. Көбүнчө бул көрүнүш булуттуу жана жаан-чачын менен коштолот.
Төмөн басым дайыма эле жаан-чачындуу аба ырайынын белгиси эмес. Аба ырайынын начар болушу каралып жаткан көрсөткүчтүн акырындык менен төмөндөшүнөн көз каранды.
Басымдын кескин төмөндөшү 74 сантиметр Hg чейин. ал эми андан ылдыйда бороон, жаан жаашы менен коркунуч туулат, ал эми индикатор көтөрүлө баштаганда да улана берет.
Аба ырайынын жакшы жагына өзгөрүшүн төмөнкү белгилер менен аныктоого болот:
- узак мөөнөткө созулган жаман аба ырайынан кийин атмосфералык басымдын акырындык менен туруктуу жогорулашы байкалат;
- тумандуу тайгак аба ырайында басым жогорулайт;
- түштүктөн соккон шамалдын мезгилинде бул көрсөткүч бир нече күн катары менен көтөрүлөт;
- шамалдуу аба ырайы учурунда атмосфералык басымдын жогорулашы аба ырайынын ыңгайлуу экендигинин белгиси.
