Rakım tablosu ile basınç değişimi. atmosfer basıncı

atmosfer basıncı birim alan başına hava kolonunun basınç kuvvetidir. Yüzeyin 1 cm2'si başına kilogram olarak hesaplanır, ancak daha önce sadece cıvalı manometrelerle ölçüldüğünden, bu değerin milimetre cinsinden ifade edilmesi geleneksel olarak kabul edilir. cıva sütunu(mmHg.). Normal atmosfer basıncı 760 mm Hg'dir. Art. veya 1.033 kg / cm2, bir atmosfer (1 ata) olarak kabul edilir.

Yaparak belirli türler işler bazen yüksek veya düşük atmosferik basınçta çalışmak zorunda kalır ve normdan bu sapmalar bazen önemli sınırlar içindedir (0,15-0,2 atm'den 5-6 atm ve üzeri).

Düşük atmosferik basıncın vücut üzerindeki etkisi

Yüksekliğe çıktığınızda, atmosfer basıncı düşer: deniz seviyesinden ne kadar yüksek olursa, atmosfer basıncı o kadar düşük olur. Yani deniz seviyesinden 1000 m yükseklikte 734 mm Hg'ye eşittir. Art., 2000 m - 569 mm, 3000 m -526 mm ve 15000 m - 90 mm Hg yükseklikte. Sanat.

Düşük atmosferik basınçla, nefes almada bir artış ve derinleşme, kalp atış hızında bir artış (güçleri zayıflar), hafif bir düşüş olur. tansiyon, ayrıca kanda kırmızı kan hücrelerinin sayısında artış şeklinde değişiklikler vardır.

Düşük atmosferik basıncın vücut üzerindeki olumsuz etkisinin temeli oksijen açlığıdır. Bunun nedeni, atmosferik basınçta bir azalma ile kısmi oksijen basıncının da azalmasıdır, bu nedenle normal işleyen solunum ve dolaşım organları, vücuda daha az oksijen girer. Sonuç olarak, kan oksijenle yeterince doyurulmaz ve onu organlara ve dokulara tam olarak iletmez, bu da oksijen açlığına (anoksemi) yol açar. Bu tür değişiklikler, yüksek irtifalara hızlı kalkışlar sırasında, yüksek hızlı kaldırma mekanizmaları (füniküler vb.) Üzerinde çalışırken meydana gelen atmosferik basınçta hızlı bir düşüşle daha zordur. Hızla gelişen oksijen açlığı beyin hücrelerini etkileyerek baş dönmesi, mide bulantısı, bazen kusma, koordinasyon bozukluğu, hafıza kaybı, uyuşukluğa neden olur; Oksijen eksikliği nedeniyle kas hücrelerinde oksidatif süreçlerin azalması ifade edilir. Kas Güçsüzlüğü, hızlı yorgunluk.

Uygulama, atmosfer basıncının 430 mm Hg'nin altında olduğu 4500 m'den daha yüksek bir yüksekliğe tırmanmanın, nefes almak için oksijen olmadan dayanmanın zor olduğunu ve 8000 m yükseklikte (277 mm Hg basınç) bir kişinin bilincini kaybettiğini göstermektedir. .

Kan, diğer herhangi bir sıvı gibi, gazlı bir ortamla temas halinde (bu durumda, akciğerlerin alveollerinde) gazların belirli bir bölümünü çözer - kısmi basınçları ne kadar yüksek olursa, kanın bu gazlarla doygunluğu o kadar artar. Atmosfer basıncı azaldıkça kısmi basınç değişir. oluşturan parçalar hava ve özellikle ana bileşenleri - nitrojen (%78) ve oksijen (%21); bunun sonucunda kısmi basınç eşitlenene kadar bu gazlar kandan salınmaya başlar. Atmosfer basıncındaki hızlı bir düşüş sırasında, gazların, özellikle nitrojenin kandan salınması o kadar fazladır ki, solunum organlarından atılmaya ve vücutta birikmeye zamanları yoktur. kan damarları küçük baloncuklar şeklinde. Bu gaz kabarcıkları dokuları esnetebilir (küçük yırtıklara kadar), keskin acı ve bazı durumlarda küçük damarlarda gaz pıhtıları oluşturarak kan dolaşımını engeller.

Fizyolojik kompleks ve patolojik değişiklikler Atmosfer basıncının düşmesi sonucu ortaya çıkan bu hastalığa irtifa hastalığı adı verildi, çünkü bu değişiklikler genellikle yüksekliğe yükselme ile ilişkilendiriliyor.

İrtifa hastalığının önlenmesi

Yükseklik hastalığıyla mücadele için yaygın ve etkili önlemlerden biri, yüksek bir rakıma (4500 m'nin üzerinde) çıkarken nefes almak için oksijen sağlamaktır. Yüksek irtifalarda uçan hemen hemen tüm modern uçaklar ve hatta uzay araçları, irtifa ve denizdeki atmosferik basınç ne olursa olsun, basıncın uçuş ekibinin normal durumunu tam olarak sağlayan sabit bir seviyede tutulduğu basınçlı kabinlerle donatılmıştır. yolcular. Bu, bu sorunun radikal çözümlerinden biridir.

Düşük atmosferik basınç koşullarında fiziksel ve yoğun zihinsel çalışma yaparken, yorgunluğun nispeten hızlı başlangıcını hesaba katmak gerekir, bu nedenle periyodik molalar verilmeli ve bazı durumlarda çalışma günü azaltılmalıdır.

Düşük atmosferik basınç koşullarında çalışmak için fiziksel olarak en güçlü, kesinlikle sağlıklı kişiler, özellikle 20-30 yaş arası erkekler seçilmelidir. Uçuş personeli seçilirken, azaltılmış basınçlı özel odalarda irtifa kalifikasyon testleri olarak adlandırılan zorunlu bir test gereklidir.

İrtifa hastalığının önlenmesinde önemli bir rol, eğitim ve sertleşme ile oynanır. Spor yapmak, sistematik olarak şu veya bu fiziksel işi yapmak gerekir. Düşük atmosfer basıncında çalışanların beslenmesi yüksek kalorili, çeşitli, vitamin ve mineral tuzlar açısından zengin olmalıdır.

Yardımcı bilgi:

Dünya yüzeyinde aynı noktadaki hava basıncı sabit kalmaz, bağlı olarak değişir. çeşitli süreçler atmosferde meydana gelir. "Normal" atmosfer basıncı, şartlı olarak 760 mmHg'ye eşit bir basınç olarak kabul edilir, yani. bir (fiziksel) atmosfer (§154).

Dünyanın tüm noktalarında deniz seviyesindeki hava basıncı ortalama olarak bir atmosfere yakındır. Deniz seviyesinden yükseldikçe hava basıncının düştüğünü fark edeceğiz; yoğunluğu buna bağlı olarak azalır: hava giderek daha seyrek hale gelir. Vadide sıkıca kapatılmış bir dağın tepesinde bir gemi açarsanız, o zaman havanın bir kısmı oradan dışarı çıkar. Aksine, tepesi kapalı bir kap, dağın eteğinde açılırsa bir miktar havanın içeri girmesine izin verir. Yaklaşık 6 km yükseklikte, havanın basıncı ve yoğunluğu yaklaşık olarak yarı yarıya azalır.

Her yükseklik belirli bir hava basıncına karşılık gelir; bu nedenle, bir dağın tepesindeki veya bir balon sepetindeki belirli bir noktadaki basıncı ölçerek (örneğin bir aneroid ile) ve atmosferik basıncın yükseklikle nasıl değiştiğini bilerek, kişi dağın yüksekliğini veya balonun yükselme yüksekliği. Sıradan bir aneroidin hassasiyeti o kadar büyüktür ki, aneroidi 2-3 m yükseltirseniz işaretçinin oku belirgin şekilde hareket eder Elinizde bir aneroid ile merdiven çıkarken veya inerken, basınçta kademeli bir değişiklik olduğunu fark etmek kolaydır. Böyle bir deneyimi metro istasyonunun yürüyen merdiveninde yapmak uygundur. Genellikle aneroid doğrudan yüksekliğe derecelendirilir. Ardından okun konumu, cihazın bulunduğu yüksekliği gösterir. Bu tür aneroidlere altimetre denir (Şekil 295). Uçakla sağlanırlar; pilotun uçuşunun yüksekliğini belirlemesine izin verirler.

Pirinç. 295. Uçak altimetresi. Uzun ibre yüzlerce metreyi, kısa ibre ise kilometreleri sayar. Kafa, uçuş başlamadan önce kadranın sıfırını Dünya yüzeyindeki okun altına getirmenizi sağlar.

Yükseliş sırasında hava basıncındaki azalma, denizin dipten yüzeye çıkarken derinliklerindeki basıncın azalmasıyla aynı şekilde açıklanır. Deniz seviyesindeki hava, Dünya'nın tüm atmosferinin ağırlığıyla sıkıştırılırken, atmosferin daha yüksek katmanları yalnızca bu katmanların üzerinde bulunan havanın ağırlığıyla sıkıştırılır. Genel olarak, atmosferde veya başka herhangi bir gazda yerçekiminin etkisi altında bir noktadan diğerine basınçtaki değişiklik, bir sıvıdaki basınçla aynı yasalara uyar: basınç, yatay düzlemin tüm noktalarında aynıdır; aşağıdan yukarıya geçişte, yüksekliği geçişin yüksekliğine eşit olan ve enine kesit alanı bire eşit olan hava kolonunun ağırlığı kadar basınç azalır.

Pirinç. 296. Yüksekliğe bağlı olarak azalan basıncın grafiğini çizmek. Sağ taraf, farklı yüksekliklerde alınmış, aynı kalınlıktaki hava sütunlarını göstermektedir. Daha yüksek yoğunluğa sahip, daha yoğun gölgeli daha fazla basınçlı hava sütunları

Bununla birlikte, gazların yüksek sıkıştırılabilirliği nedeniyle, atmosferdeki yüksekliğe göre basınç dağılımının genel tablosu sıvılardan oldukça farklıdır. Aslında, hava basıncındaki düşüşü yükseklikle çizelim. Y ekseninde yükseklikleri vb. bir seviyenin üzerinde (örneğin, deniz seviyesinin üzerinde) ve apsis ekseninde - basıncı çizeceğiz (Şek. 296). Hadi merdivenlerden yukarı çıkalım. Bir sonraki adımdaki basıncı bulmak için, önceki adımdaki basınçtan yükseklikteki hava sütununun ağırlığını çıkarmanız gerekir, eşittir. Ancak rakım arttıkça hava yoğunluğu azalır. Bu nedenle, bir sonraki basamağa çıkarken oluşan basınç düşüşü, basamak ne kadar yüksekte bulunursa o kadar küçük olacaktır. Bu nedenle, yükselirken basınç düzensiz bir şekilde düşecektir: hava yoğunluğunun daha fazla olduğu alçak bir irtifada basınç hızla düşer; ne kadar yüksek olursa, hava yoğunluğu o kadar düşük olur ve basınç o kadar yavaş düşer.

Yaptığımız akıl yürütmede, tüm kalınlık tabakasındaki basıncın aynı olduğunu varsaydık; böylece grafikte basamaklı (kesikli) bir çizgi elde ettik. Ama tabii belli bir yüksekliğe çıkarken yoğunluğun azalması zıplamalarda değil sürekli oluyor; bu nedenle, gerçekte grafik düz bir çizgi gibi görünür (grafik üzerinde düz çizgi). Bu nedenle, sıvılar için doğrusal basınç grafiğinin aksine, atmosferdeki azalan basınç yasası eğri bir çizgi ile temsil edilir.

Küçük hava hacimleri için (oda, balon), grafiğin küçük bir bölümünü kullanmak yeterlidir; bu durumda eğrisel bölüm, sıvı durumunda olduğu gibi büyük bir hata olmadan düz bir bölümle değiştirilebilir. Aslında, küçük bir yükseklik değişikliği ile hava yoğunluğu biraz değişir.

Pirinç. 297. Farklı gazlar için yükseklikle basınç değişimlerinin grafikleri

Hava dışında herhangi bir gazın belirli bir hacmi varsa, içindeki basınç da aşağıdan yukarıya doğru azalır. Her gaz için karşılık gelen bir grafik oluşturabilirsiniz. Aşağıdaki aynı basınçta, ağır gazların basıncının yükseklikle hafif gazların basıncından daha hızlı düşeceği açıktır, çünkü bir ağır gaz sütunu aynı yükseklikteki bir hafif gaz sütunundan daha ağırdır.

Şek. 297 bu tür grafikler birkaç gaz için oluşturulmuştur. Grafikler küçük bir yükseklik aralığı için oluşturulmuştur, bu nedenle düz çizgiler gibi görünürler.

175. 1. Uzun dizi açık olan L şeklindeki tüp hidrojenle doldurulmuştur (Şek. 298). Tüpün kısa dirseğini kaplayan lastik film nereye kıvrılacak?

Pirinç. 298. Egzersiz yapmak 175.1

İçindeki tüm nesnelerde ve dünyanın yüzeyinde. Atmosferik basınç, havanın Dünya'ya çekim kuvveti tarafından yaratılır. Atmosfer basıncı barometre ile ölçülür. 0 °C'de 760 mm yüksekliğindeki bir cıva kolonunun basıncına eşit atmosfer basıncına normal atmosfer basıncı denir. (Uluslararası standart atmosfer - ISA, 101 325 Pa).

Ansiklopedik YouTube

• 1 / 5

  Dünya yüzeyinde, atmosferik basınç yerden yere ve zamanla değişir. Yavaş hareket eden bölgelerin ortaya çıkması, gelişmesi ve yok edilmesiyle ilişkili atmosferik basınçta hava durumunu belirleyen periyodik olmayan değişiklikler özellikle önemlidir. yüksek basınç(antisiklonlar) ve düşük basıncın hakim olduğu nispeten hızlı hareket eden büyük girdaplar (siklonlar). Deniz seviyesinde 641 - 816 aralığında atmosferik basınç dalgalanmaları kaydedildi (kasırga içinde basınç düşer ve 560 mm Hg değerine ulaşabilir).

  Atmosfer basıncı, yalnızca atmosferin üst tabakası tarafından oluşturulduğu için, yükseklik arttıkça azalır. Basıncın yüksekliğe bağımlılığı sözde ile tanımlanır. barometrik formül.

  Statik denklemi, yükseklikle basınç değişimi yasasını ifade eder: -∆p=gρ∆z, burada: p - basınç, g - serbest düşme ivmesi, ρ - hava yoğunluğu, ∆z - katman kalınlığı. Statiğin temel denkleminden, yükseklik arttıkça (∆z>0) basınçtaki değişimin negatif olduğu, yani basıncın azaldığı sonucu çıkar. Açıkça söylemek gerekirse, statiğin temel denklemi yalnızca çok ince (sonsuz ince) bir hava katmanı ∆z için geçerlidir. Bununla birlikte, pratikte, yükseklikteki değişiklik, atmosferin yaklaşık kalınlığına göre yeterince küçük olduğunda uygulanabilir.

  barik sahne

  Basıncın 1 hPa   (hektopaskal) değişmesi için yükselmesi veya düşmesi gereken yüksekliğe barik (barometrik) adım denir. Barik aşama, örneğin bilinen bir yükseklik farkından basıncı tahmin etmek gibi yüksek doğruluk gerektirmeyen sorunları çözerken kullanışlıdır. Statiğin temel kanunundan, basınç aşaması (h) şu şekildedir: h=-∆z/∆p=1/gρ [m/hPa]. 0 °C hava sıcaklığında ve 1000 hPa basınçta barik seviye 8 /hPa'dır. Bu nedenle, basıncın 1 hPa düşmesi için 8 metre yükselmesi gerekir.

  Artan sıcaklık ve deniz seviyesinden yüksekliğin artmasıyla artar (özellikle her bir ısıtma derecesi için %0,4 oranında), yani sıcaklıkla doğru orantılı ve basınçla ters orantılıdır. Barik basamağın karşılığı dikey barik gradyandır, yani 100 metre yükselirken veya alçalırken basınçtaki değişikliktir. 0 °C sıcaklıkta ve 1000 hPa basınçta 12,5 hPa'ya eşittir.

  Deniz seviyesine ayarlama

  Basıncın deniz seviyesine düşürülmesi, sinoptik telgraf gönderen tüm meteoroloji istasyonlarında gerçekleştirilir. Basıncı farklı yüksekliklerde bulunan istasyonlarda karşılaştırılabilir hale getirmek için, basınç tek bir referans işaretine düşürülür - deniz seviyesi sinoptik haritalara uygulanır. Basıncı deniz seviyesine düşürürken, kısaltılmış Laplace formülü kullanılır: z 2 -z 1 \u003d 18400 (1 + λt) lg (p 1 / p 2). Yani, z 2 seviyesindeki basınç ve sıcaklığı bilerek, deniz seviyesindeki (z 1 =0) basıncı (p 1) bulabilirsiniz.

  Deniz seviyesi basıncı P o ve hava sıcaklığı T'den h yüksekliğindeki basıncın hesaplanması:

  P = P o e -Mgh/RT

  nerede P o - deniz seviyesindeki Pa basıncı [Pa]; M - kuru havanın molar kütlesi 0,029 [kg / mol]; g - serbest düşme ivmesi 9,81 [m/s²]; R evrensel gaz sabitidir 8.31 [J/mol K]; T - mutlak hava sıcaklığı [K], T = t + 273, burada t - °C cinsinden sıcaklık; h - yükseklik [m].

  Alçak rakımlarda, her 12 m'lik tırmanış, atmosfer basıncını 1 mm Hg azaltır. Sanat. Yüksek irtifalarda bu düzenlilik bozulur.