Физика
Оптика
Общая характеристика световых явлений.
Фотометрия и светотехника.
Основные законы геометрической оптики.
Применение отражения и преломления света для получения изображения.
Оптические системы и их погрешности.
Оптические приборы.
Интерференция света.
Дифракция света.
Физические принципы оптической голографии.
Поляризация света и поперечность световых волн.
Шкала электромагнитных волн.
Спектры и спектральные закономерности.
Действия света на вещество.
Википедия
Физика
Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »
Статьи по Физике
17.10.2009 00:00

Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой. Физика.

Атмосферное давление. Опыт Торричелли

Земля окружена атмосферой - воздушной оболочкой, состоящей из смеси различных газов. Молекулы этих газов, находясь в поле тяготения Земли, притягиваются к ней. Вследствие этого слои воздуха, расположенные выше, давят на ниже слои и в конечном итоге давление на поверхность Земли находящиеся на ней тела. Это давление называют атмосферным.

рисунок 53

Значение атмосферного давления впервые экспериментально определил в 1634 г. итальянский ученый Торричелли. Опыт Торричелли заключается в следующем. Стеклянную трубку длиной около 1 м, один конец которой запаян, заполняют ртутью и, закрыв отверстие другого конца, переворачивают и погружают в сосуд со ртутью (рис. 53). Затем отверстие открывают, часть ртути из трубки выливается в сосуд, а в трубке остается столб ртути высотой h (над ним в трубке образуется безвоздушное пространство, заполненное парами ртути). Эта высота ртутного столба сохраняется и при наклонном положении трубки (показано штрихом).

Опыт Торричелли свидетельствует, что давление столба ртути высотой h уравновешивает давление атмосферы. Дальнейшие наблюдения показали, что высота столба ртути в трубке (и следовательно, значение атмосферного давления) зависит от погодных условий и от высоты местности.

Атмосферное давление, уравновешиваемое при 0°С столбом ртути высотой h = 760 мм, считается нормальным. Значение этого давления называют нормальной, или физической атмосферой и обозначают 1 атм (см. § 23).

Используя формулу гидростатического давления р=rgh и зная, что плотность ртути r=13595,1 кг/м35 Па. находим, что 1 атм.=760 мм рт. ст.=1.013·10

Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты подъема над Землей. Однако в отличие от давления в жидкостях изменение атмосферного давления происходит не пропорционально изменению высоты столба, а гораздо быстрее (по экспоненциальному закону). Причиной этому является значительно большая сжимаемость газов по сравнению с жидкостями. Существует так называемая барометрическая формула, выражающая зависимость давления воздуха от высоты над поверхностью Земли.

Барометры

Приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления, называют барометрами. На рис. 54 изображено устройство ртутного сифонного барометра. Он состоит из заполненной ртутью U-образной стеклянной трубки, один конец которой запаян, а на другом находится открытый резервуар со ртутью. Барометр имеет шкалу с миллиметровыми делениями. Атмосферное давление (в мм рт. ст.) измеряют непосредственно по шкале прибора. Оно равно высоте столба ртути между ее уровнями в закрытом и открытом коленах барометра.

Важным преимуществом жидкостных (ртутных) барометров является большая точность их показаний. Но эти приборы громоздки, хрупки, а потому пригодны для использования только в стационарных (лабораторных) условиях. Обычно на практике для измерения атмосферного давления используют металлические барометры, называемые анероидами.

рисунок 55

Упрощенная схема барометраанероида изображена на рис. 55. Его основу составляет цилиндрическая камера К, из которой откачан воздух. Камера герметично закрыта тонкой гофрированной (т. е. волнистой) крышкой - мембраной М. Чтобы атмосферное давление не сплющило мембрану, она посредством тяги Т соединена с пружиной П, закрепленной на корпусе прибо-ра. К пружине шарнирно прикреплен нижний конец стрелки С, которая может вращаться вокруг оси О. Конец стрелки перемещается по шкале Ш.

При изменении атмосферного давления мембрана прогибается внутрь или наружу и перемещает стрелку по шкале, показывая значение атмосферного давления (шкалу барометра-анероида градуируют и поверяют по показаниям ртутного барометра).

Анероиды очень удобны в работе, прочны, малогабаритны, но менее точны, чем жидкостные барометры.

Значение атмосферного давления зависит от высоты над поверхностью Земли, поэтому шкалу барометра-анероида можно проградуировать в метрах соответственно распределению давления по высоте.

Анероид, имеющий шкалу, по которой можно определить высоту поднятия над Землей, называют альтиметром (высотомером). Альтиметры широко используют в авиации, парашютном спорте, альпинизме и т. д.







Источник

© WIKI.RU, 2008–2017 г. Все права защищены.