Vysvetlíme, čo je to atmosférický tlak, prečo sa mení a ako bol objavený. Tiež, ako sa meria a aké jednotky sa používajú.
Čo je to atmosférický tlak?
Atmosférický tlak alebo barometrický tlak je sila vyvíjaný súborom zmiešaných plynov, ktoré tvoria atmosféru, na zemskom povrchu a živly, ktoré sa na ňom nachádzajú. Táto sila je daná na jednotku plochy, to znamená, že je ekvivalentná hmotnosti stĺpca vzduchu siahajúce od bodu na zemskom povrchu po horné hranice atmosféry.
Atmosférický tlak a jeho zmeny v priebehu času predstavujú obvyklé údaje pri štúdiu počasie atmosférický. Vzduch sa však líši od hustota ako sa vzďaľuje od zeme a je ovplyvnená aj tým teplota, takže zvyčajne nie je ľahké vypočítať atmosférický tlak v určitom bode s vysokou mierou istoty.
V staroveku bola samotná myšlienka atmosférického tlaku neznáma a jeho každodenné účinky, ako napríklad praktické obmedzenie stúpania určitých materiálov, boli chápané ako dôkaz hororové vacuis, teda „teror prázdnoty“, ktorý sa prejavuje tým prírody, keďže sa predpokladalo, že vzduch chýba hmotnosť a vstal sám od seba.
Tak to bolo dovtedy, kým v roku 1643 neobjavil váhu vzduchu taliansky fyzik Evangelista Torricelli (1608-1647), prostredníctvom 1. experimenty čo viedlo k vytvoreniu barometra. Jeho najznámejší experiment spočíval v porovnaní správania sa ortuti a Voda zavedením do zakrivenej trubice na konci, dnes známej ako Torricelliho trubica.
Jeho skúsenosti poslúžili francúzskemu polyhistorovi Blaisovi Pascalovi (1623-1662) na meranie hmotnosti atmosférického vzduchu v rôznych geografických polohách a rôznych nadmorských výškach, ako je vrchol sopky Puy-de-Dôme na juhu Francúzska. Ale až v roku 1654, vďaka experimentom s magburskými hemisférami nemeckého fyzika Otta von Guerickeho (1602-1686), bola existencia atmosférického tlaku verejne preukázaná.
Jednotky atmosférického tlaku
Atmosférický tlak je v prvom rade formou tlaku, preto sa meria v Medzinárodná sústava jednotiek (SI) v pascaloch (Pa), jednotka, ktorá vzdáva hold francúzskemu fyzikovi a je chápaná ako tlak vyvíjaný silou 1 newton (N) na povrch 1 štvorcový meter (m2), ktorý je k nej kolmý, tj. , : Pa = kg / m.s2.
Na meranie atmosférického tlaku sa však bežne používajú iné typy jednotiek, ako sú atmosféry (atm), bary (b), milibary (mb) alebo milimetre ortuti (mmHg). Každý z nich si zaslúži samostatné vysvetlenie:
- 1 atmosféra je tlak vyvíjaný vzduchom na vyrovnanie 760 mm ortuti za normálnych podmienok na zemskom povrchu, čo zodpovedá 101 300 Pa.
- 1 bar (z gréckeho slova pre „hmotnosť“: bary) sa rovná 0,986923 atm, a teda 100 000 Pa.
- 1 milibar je ekvivalentný 1000 barom, a teda 100 Pa a 0,0010197 atm.
- 1 milimeter ortuti sa rovná tlaku potrebnému na zvýšenie výšky jedného milimetra ortuti vo vnútri Torricelliho trubice. Je to ekvivalent 133,3 Pa a je to jednotka široko používaná v medicíne.
Ako sa meria atmosférický tlak?
Barometer meria v baroch tlak, ktorým vzduch pôsobí na kvapalinu, ktorú obsahuje.
Na meranie atmosférického tlaku určitého miesta potrebujeme prístroj nazývaný barometer. Jeho základný princíp, ktorý reprodukuje skúsenosti Torricelliho zo 17. storočia, pozostáva zo stĺpca kvapaliny (zvyčajne ortuti) zavedeného do trubice, ktorej horná časť je uzavretá.
Týmto spôsobom váha vzduchu v atmosfére vyvíja väčšiu alebo menšiu silu na kvapalinu, čo ju núti zostať vo vnútri trubice až do určitého bodu, čo zodpovedá samotnej prijatej sile.