Sådan beregnes atmosfærisk tryk

Luft er en gas, men med henblik på beregning af atmosfæretryk kan man betragte det som væske og beregne trykket på havniveau ved brug af udtrykket for væsketryk. Dette udtryk er P = gh, hvor ∂ er luftens tæthed, g er accelerationen af ​​tyngdekraften, og h er atmosfærens højde. Denne fremgangsmåde virker imidlertid ikke, fordi hverken ∂ eller h er konstant. Den traditionelle tilgang er at måle højden af ​​en kolonne af kviksølv i stedet. Hvis du leder efter atmosfærisk tryk i en bestemt højde, kan du bruge den barometriske formel. Dette er et forholdsvis komplekst forhold, der afhænger af flere variabler, så det er nemmere at bare se den værdi, du har brug for i et bord.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

Forskere beregner det atmosfæriske tryk på havniveau ved at måle højden af ​​en kolonne af kviksølv og beregne det tryk, atmosfæren skal udøve for at hæve søjlen til den højde.

Mercury Barometer

Sænk et glasrør med en lukket ende i en kviksølvbakke, og lad al luft slippe ud, og drej røret oprejst med åbningen nedsænket i kviksølv. Du har en kolonne af kviksølv inde i røret og et vakuum mellem toppen af ​​kolonnen og enden af ​​røret. Det tryk, der udøves af atmosfæren på kviksølv i bakken, understøtter søjlen, så højden af ​​søjlen er en måde at måle atmosfærisk tryk på. Hvis røret er gradueret i millimeter, vil kolonnens højde være ca. 760 mm afhængigt af atmosfæriske forhold. Dette er definitionen på 1 atmosfære af tryk.

Kviksølv er en væske, så du kan beregne det tryk, der er nødvendigt for at understøtte kolonnen ved at bruge ligningen P = gh. I denne ligning er ∂ densiteten af ​​kviksølv og h er højden af ​​søjlen. I SI (metriske) enheder er en atmosfære lig med 101.325 Pa (Pascals), og i britiske enheder er den lig med 14.696 psi (pund per kvadratcentimeter). Torr er en anden enhed af atmosfærisk tryk, der oprindeligt er defineret til at være lig med 1 mm Hg. Den nuværende definition er 1 torr = 133.32 Pa. En atmosfære = 760 torr.

Den barometriske formel

Selv om du ikke kan udlede atmosfærisk tryk på havniveau fra atmosfærens samlede højde, Du kan beregne ændringer i lufttryk fra en højde til en anden. Denne sammenhæng med andre overvejelser, herunder den ideelle gaslov, fører til et eksponentielt forhold mellem havniveauet (P _{0) og trykket i højden h (P h). Dette forhold, kendt som den barometriske formel, er:}

P _{h = P 0e ^{-mgh /kT}}