Атмосферний тиск

сила, викликана вагою повітря

Атмосферний тиск визначається як сила, що діє на одиницю площі, викликана вагою стовпа повітря атмосфери над цією поверхнею. На діаграмі, розташованій нижче, тиск на точку "Х" збільшується зі збільшенням ваги повітря над нею, і навпаки, тиск на точку "Х" зменшується при зменшенні ваги повітря над нею. Розглянемо цей процес мовою молекул повітря. Якщо число молекул повітря над поверхнею збільшується, то, відповідно, більше число молекул викликає тиск на цю поверхню і, отже, тиск зростає. Аналогічно, зменшення числа молекул повітря над поверхнею викликає зменшення тиску. Атмосферний тиск визначається за допомогою приладу, що називається "барометром", от чому атмосферний тиск також називають барометричним. В авіаційних і телевізійних прогнозах погоди тиск дається в мм ртутного стовпа ("Hg), у той час як метеорологи використовують миллибары (mb) як одиницю виміру тиску на картах погоди

ЯКА МАСА «НЕБА»?

Про те, що повітря, як і всі інші тіла, має масу, в наш час, мабуть, знають всі. Один кубічний метр повітря на рівні моря при температурі 0° С має масу приблизно 1 кг 290 г. Можливість існування маси повітря припускали ще стародавні вчені Аристотель і Лукрецій. Аристотель навіть зробив першу спробу підтвердити на досліді існування маси повітря. Для цього він зважив спочатку порожній козячий міхур, а потім, надувши його повітрям, зважив удруге. Вчений не без підстав вважав, що в другому випадку міхур важитиме більше. Проте дослід не підтвердив цього припущення, і ми зараз добре розуміємо чому. При наповненні міхура повітрям збільшувалася виштовхувальна (архімедова) сила міхура якраз на значення сили тяжіння повітря в міхурі. Але Аристотелеві не був відомий закон Архімеда, і він не міг цього передбачити. Дослід Аристотеля міг дати позитивний результат лише тоді, коли б йому вдалося досить сильно стиснути повітря в міхурі (збільшити густину повітря), але для цього треба було мати нагнітальний насос, якого в Аристотеля бути не могло.

Знаючи нормальний атмосферний тиск на рівні моря, неважко підрахувати, з якою силою тисне повітря на поверхню Землі і яка маса атмосфери. Нормальний атмосферний тиск дорівнює приблизно 10⁵ Па, тобто на кожен квадратний метр поверхні Землі тисне сила приблизно 100000 Н. Поверхня Землі S=4•πR²≈5•10¹⁴ м², де R=6370 км — середній радіус Землі. Тоді сила тиску атмосфери Р = 4 πR²• 10⁵Па≈5 • 10¹⁹Н.Якщо виразити цю силу тиску в більш звичних для нас одиницях сили — тоннах, то дістанемо близько 5000000000000000 Т. «Невагоме», на перший погляд, повітря, що оточує нашу Землю, має масу m=Р/g ~5 • 10¹⁸ кг, або понад 5 квадрильйонів тонн. Проте ця грандіозна маса становить всього близько однієї мільйонної маси всієї Землі.