ატმოსფერული წნევა არის ძალა, რომლითაც ჩვენზე მოქმედებს გარემომცველი ჰაერი, ანუ ატმოსფერო. სტატიაში წარმოდგენილი იქნება ექსპერიმენტები, რომლის დროსაც დავრწმუნდებით, რომ ჰაერის წნევა ნამდვილად არსებობს. ჩვენ გავარკვევთ, ვინ გაზომა პირველად, რა ხდება ატმოსფერული წნევის არათანაბრად განაწილებისას და კიდევ ბევრი რამ.
ატმოსფერული წნევის მანიფესტაციები
თუ ჰაერი ირგვლივ ყველაფერს აწვება, მაშინ ის რაღაცას იწონის. ეს მართლაც ასეა, მაშინ რატომ გვეჩვენება უწონად? მოდით ჩავატაროთ ექსპერიმენტები, რომლებიც აჩვენებს, რომ ატმოსფერული წნევა რეალურად არსებობს.
შეავსეთ შპრიცი წყლით შუამდე და შემდეგ აწიეთ დგუში ზევით. წყალი დგუშს მიჰყვება. ამის მიზეზი ატმოსფერული წნევაა, მაგრამ როცა ადამიანებმა ჯერ არ იცოდნენ მისი არსებობის შესახებ, თქვეს, რომ ბუნება უბრალოდ არ მოითმენს სიცარიელეს. ახლა ჩვენ ვიცით, რომ დგუშის აწევისას იქმნება ფართობიშემცირდა წნევა და ატმოსფერო შთანთქავს წყალს შპრიცში.
გამოცდილება პლასტიკური ბარათით და ქილით
შეავსეთ შუშის ქილა ზემოდან წყლით, ზემოდან დააფარეთ პლასტმასის ნაჭერი, მაგალითად, ბარათი. გადავაბრუნოთ ქილა და ვნახოთ, რომ ბარათი უჭირავს და არ ვარდება. წყლის წნევის ძალა კომპენსირდება ატმოსფეროს წნევის ძალით. ზემოდან წყალს არაფერი აჭერს, მაგრამ ატმოსფერო ქვემოდან იჭერს, რის შედეგადაც ბარათი იმართება. თუ ჰაერი მოხვდება პლასტმასსა და ქილას შორის, ბარათი ჩამოვარდება და წყალი გადმოიღვრება.
Torricelli მოწყობილობა
იტალიელმა მეცნიერმა ტორიჩელიმ პირველად გაზომა ატმოსფერული წნევა. მან ეს გააკეთა ე.წ. ვერცხლისწყლის ბარომეტრით. ჯერ ტორიჩელიმ ზემოდან აავსო ვერცხლისწყლით შუშის მილი, აიღო ვერცხლისწყლის დიდი თასი, მილი გადაატრიალა, ჩააგდო თასში და ქვედა ბოლო გახსნა. მერკურიმ დაცემა დაიწყო, მაგრამ ბოლომდე არ გამოსულა, მაგრამ გარკვეულ სიმაღლეზე დაეშვა.
აღმოჩნდა, რომ ეს დონე არის 760 მმ. ამრიგად, ატმოსფეროს წნევას შეუძლია შეინარჩუნოს ვერცხლისწყლის სვეტი 760 მმ. თუ წნევა მატულობს, მაშინ მას შეუძლია უფრო დიდი სიმაღლის სვეტი დაიჭიროს, თუ მცირდება, ნაკლები. თუ ასეა, მაშინ მისი ზომა შეიძლება შეფასდეს სვეტის სიმაღლით. ამიტომ, პრაქტიკაში, ატმოსფეროსა და აირების წნევა ხშირად იზომება ვერცხლისწყლის მილიმეტრებში. მოდით დავადგინოთ კავშირი ვერცხლისწყლის მილიმეტრებსა და პასკალის ჩვეულებრივ ერთეულებს შორის.
რამდენად არის დაკავშირებული ვერცხლისწყლისა და პასკალების მილიმეტრები
ატმოსფერული წნევა ზრდის ვერცხლისწყალს 760 მმ-ით. Ეს ნიშნავს, რომვერცხლისწყლის სვეტი 760 მმ სიმაღლის წნეხებით ატმოსფერული წნევის ნორმალური დონის ტოლი ძალით. 1 მმ Hg არის 1 მმ სიმაღლის ვერცხლისწყლის სვეტის მიერ წარმოქმნილი წნევა. წარმოიდგინეთ, რომ ვერცხლისწყლის სვეტის სიმაღლე არის 1 მმ. გამოთვალეთ ამ სიმაღლის შესაბამისი ჰიდროსტატიკური წნევა.
P=1 მმ Hg ჰიდროსტატიკური წნევა გამოითვლება ფორმულით: ρგსთ. ρ არის ვერცხლისწყლის სიმკვრივე, g არის სიმძიმის გამო აჩქარება, h არის თხევადი სვეტის სიმაღლე. ρ=13, 6103 კგ/მ3, გ=9, 8 ნ/კგ, h=110 -3 მ. ჩაანაცვლეთ ეს მონაცემები ფორმულაში. კონვერტაციის შემდეგ დარჩება 13.69.8=133.3 N/m2. N/m2 - ეს არის პასკალი (Pa). თუ ატმოსფერულ წნევას გადავიყვანთ ჰექტოპასკალებად, მაშინ 1 მმ Hg. Ხელოვნება. შეესაბამება 1,333 ჰპა.
Hg და ამინდი
ტორიჩელი დიდხანს უყურებდა ვერცხლისწყლის ბარომეტრის ჩვენებებს. მან შენიშნა საინტერესო რამ. როდესაც ვერცხლისწყლის სვეტი ეცემა, ანუ როდესაც ატმოსფერული წნევა იკლებს, გარკვეული პერიოდის შემდეგ ცუდი ამინდი დგება. როდესაც ვერცხლისწყლის სვეტი იზრდება, გარკვეული დროის შემდეგ ცუდი ამინდი იცვლება კარგი ამინდით. ანუ ატმოსფერული წნევის გაზომვა საშუალებას გაძლევთ გააკეთოთ ამინდის პროგნოზი.
ახლა მეტეოროლოგიური სერვისები მთელი საათის განმავლობაში, ყოველ 3 საათში, ზომავენ ატმოსფერულ წნევას. ჟიულ ვერნის წიგნი თხუთმეტი წლის კაპიტანი აღწერს ბარომეტრზე დაკვირვებას და ამინდს. წიგნის გმირმა აღმოაჩინა, რომ თუ ვერცხლისწყლის სვეტი სწრაფად ეცემა, მაშინ ამინდი მკვეთრად გაუარესდება, მაგრამ არა დიდი ხნით, თუ ვერცხლისწყლის დონე ნელა იკლებს რამდენიმე დღის განმავლობაში, მაშინამინდი თანდათან გაუარესდება, მაგრამ დიდხანს გაგრძელდება.
რა ხდება როცა ატმოსფერული წნევა არათანაბრად ნაწილდება
მოდით განვიხილოთ სინოპტიკური რუკა. იგი შეიცავს ატმოსფერული წნევის მნიშვნელობებს სხვადასხვა რაიონებში, ქალაქებში, ქვეყნებში, კონტინენტებზე. ჰაერის მასების მოძრაობის მიმართულება მითითებულია ისრებით. რატომ უბერავს ქარი? ატმოსფერული წნევა ზოგან უფრო დიდია, ზოგან ნაკლები. საიდანაც უფრო დიდია, ქარი უბერავს იქამდე, სადაც უფრო პატარაა. ჩვენ ვხედავთ მას რუკაზე ისრების მიმართულებით.
თუ მთელ პლანეტას დააკვირდებით, ხედავთ, რომ ის განსხვავებულია სხვადასხვა ნაწილში. მაღალი წნევის უბნები მონიშნულია მეწამულში, სადაც ქარის ისრები ტრიალებენ და მოძრაობენ საათის ისრის მიმართულებით. მაღალი წნევის ამ ზონას ანტიციკლონი ეწოდება. ჩვეულებრივ სუფთა ამინდია.
მაგრამ ესპანეთი და პორტუგალია. აქ ჩვენ ვაკვირდებით ორ ყველაზე ძლიერ ანტიციკლონს. ჰაერის დინების გადახვევა დაკავშირებულია გლობუსის ბრუნვასთან.
და აქ არის დაბალი ატმოსფერული წნევის ორი ძლიერი უბანი - მხოლოდ 965 ჰექტოპასკალი. ეს არის ციკლონი, მასში არსებული ჰაერი ბრუნავს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ.
ამგვარად, თქვენ შეგიძლიათ დააკვირდეთ ატმოსფერული წნევის განაწილებას ჩვენი პლანეტის სხვადასხვა ადგილას. დღესდღეობით, მეტეოროლოგები ზუსტად პროგნოზირებენ ამინდის ცვლილებებს, რომლებიც ხდება ატმოსფერული წნევის არათანაბრად განაწილებისას.
ზეწოლა ზღვის დონიდან და ზემოთ
ვთქვათ, რომ ბარომეტრი აჩვენებს წნევას 1006 ჰპა. Მაგრამ თუშეხედეთ მოცემული ტერიტორიის, ქალაქის სინოპტიკურ რუკას, შეიძლება აღმოჩნდეს, რომ იქ ატმოსფერული წნევა განსხვავებულია. Რატომ ხდება ეს? ფაქტია, რომ სინოპტიკური რუქები აჩვენებს ატმოსფერული წნევის მნიშვნელობებს ზღვის დონეზე. ჩვენ შეგვიძლია ვიყოთ ზღვის დონიდან გარკვეულ სიმაღლეზე, ამიტომ წნევა, რომელსაც ბარომეტრი აჩვენებს ოთახში, უფრო ნაკლებია ვიდრე ზღვის დონიდან.
სიმაღლე
როგორ გავზომოთ თქვენი მდებარეობის სიმაღლე? არსებობს ბარომეტრის მსგავსი სპეციალური ინსტრუმენტები, მაგრამ მათი მასშტაბი ფასდება არა წნევის ერთეულებში, არამედ სიმაღლის ერთეულებში. ასეთი მოწყობილობები აქვთ ტურისტებს და პილოტებს. მათ უწოდებენ სიმაღლეებს ან პარამეტრულ სიმაღლეებს. როდესაც პილოტი ადგილზეა, ის აყენებს სიმაღლეს ნულზე, რადგან მისი სიმაღლე მიწის ზემოთ ნულის ტოლია. საჭიროების შემთხვევაში ის აყენებს ისარს ზღვის დონიდან სიმაღლეზე, იმისდა მიხედვით, მნიშვნელოვანია თუ არა მისთვის იმის ცოდნა, თუ რა სიმაღლეზეა აეროდრომი ზღვის დონიდან, თუ არა. შორ მანძილზე ფრენების შემთხვევაში, ეს შეიძლება სასარგებლო იყოს, განსაკუთრებით თუ აეროდრომი მთაშია. შემდეგ, სიმაღლის მაჩვენებლის ნემსის დათვალიერებისას, პილოტი ადგენს სიმაღლეს.
რატომ იზრდება ატმოსფერული წნევა სიმაღლესთან ერთად
მას შემდეგ რაც გავიგეთ, რომ როდესაც ატმოსფერული წნევა არათანაბრად ნაწილდება, ქარი წარმოიქმნება, მოდით გავარკვიოთ, რატომ მცირდება წნევა სიმაღლეზე მატებასთან ერთად. ჰაერს აქვს წონა, ამიტომ იზიდავს დედამიწას, ახდენს მასზე ზეწოლას. თუ ბარომეტრს მოვათავსებთ ატმოსფეროს გარკვეულ ფენაში, მაშინ მას ატმოსფეროს ეს ფენა დააჭერს,რომელიც ზემოთაა. უნდა აღინიშნოს, რომ ატმოსფეროს არ აქვს მკაფიო საზღვრები.
თუ ბარომეტრს მოვათავსებთ ზღვის დონეზე, წნევა ტოლი იქნება ჰაერის ამ ფენაში წნევის ჯამისა და ატმოსფეროს გადაფარულ ფენებში არსებული წნევის ჯამს. ანუ სიმაღლის მატებასთან ერთად წნევა იკლებს. ჩნდება კითხვა: შესაძლებელია თუ არა ატმოსფერული წნევის გამოთვლა Р=ρgh ფორმულით? არა, რადგან ჰაერის სიმკვრივის მნიშვნელობა არ არის მუდმივი ატმოსფეროს სხვადასხვა ფენებში. ბოლოში ჰაერი უფრო მეტ წნევას ექვემდებარება, ამიტომ ის უფრო მკვრივია, ზევით კი ნაკლებად მკვრივი.
