Нормальное атмосферное давление в паскалях при 20 градусах

Как измерить атмосферное давление в паскалях? Каково нормальное атмосферное давление в паскалях?

Атмосфера – газовое облако, окружающее Землю. Вес воздуха, высота столба которого превышает 900 км, оказывает мощное влияние на жителей нашей планеты. Мы не ощущаем этого, воспринимая жизнь на дне воздушного океана как само собой разумеющееся. Дискомфорт человек ощущает, поднимаясь высоко в горы. Недостаток кислорода провоцирует быструю утомляемость. При этом существенным образом изменяется атмосферное давление.

Физика рассматривает атмосферное давление, его изменения и влияние на поверхность Земли.

Когда начинают изучать атмосферное давление? 6 класс – время знакомства с особенностями атмосферы. Продолжается этот процесс в профильных классах старшей школы.

История изучения

Первые попытки установить атмосферное давление воздуха предприняли в 1643 г. по предложению итальянца Эванджелиста Торричелли. Стеклянная запаянная с одного конца трубка была заполнена ртутью. Закрыв с другой стороны, ее опустили в ртуть. В верхней части трубки вследствие частичного вытекания ртути образовалось пустое пространство, получившее следующее название: «торричеллиева пустота».

К этому времени в естествознании господствовала теория Аристотеля, считавшего, что «природа боится пустоты». Согласно его воззрениям, пустого, не заполненного веществом пространства быть не может. Поэтому наличие пустоты в стеклянной трубке долго пытались пояснить иными материями.

В том, что это пустое пространство, сомнений нет, оно ничем не может быть заполнено, ведь ртуть к началу эксперимента полностью наполняла цилиндр. И, вытекая, не позволила иным веществам заполнить освободившееся место. Но почему вся ртуть не вылилась в сосуд, ведь препятствий этому также нет? Вывод напрашивается сам: ртуть в трубке, как в сообщающихся сосудах, создает такое же давление на ртуть в сосуде, как и нечто извне. На том же уровне с поверхностью ртути соприкасается лишь атмосфера. Именно ее давление удерживает вещество от выливания под действием силы тяжести. Газ, как известно, создает одинаковое действие во всех направлениях. Его влиянию подвергается ртутная поверхность в сосуде.

Высота ртутного цилиндра примерно равна 76 см. Замечено, что этот показатель варьируется с течением времени, следовательно, давление атмосферы меняется. Его можно измерять в см ртутного столба (или в миллиметрах).

Какие единицы применять?

Международная система единиц является интернациональной, поэтому не предполагает использования миллиметров рт. ст. при определении давления. Единица атмосферного давления устанавливается аналогично тому, как это происходит в твердых телах и жидкостях. Измерение давления в паскалях принято в СИ.

За 1 Па принято такое давление, которое создается силой 1 Н, приходящейся на участок в 1 м 2 .

Определим, как связаны единицы измерения. Давление столба жидкости устанавливаем по следующей формуле: p = ρgh. Плотность ртути ρ = 13600 кг/м 3 . За точку отсчета возьмем столбик ртути длиной 760 миллиметров. Отсюда:

р = 13600 кг/м 3 ×9,83 Н/кг×0,76 м = 101292,8 Па

Чтобы записать атмосферное давление в паскалях, учитываем: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па.

Пример решения задач

Определите силу, с которой атмосфера действует на поверхность крыши размерами 10х20 м. Давление атмосферы считать равным 740 мм рт.ст.

р = 740 мм рт.ст., a = 10 м, b = 20 м.

Анализ

Для определения силы действия необходимо установить атмосферное давление в паскалях. С учетом того, что 1 миллиметр рт.ст. равен 133,3 Па, имеем следующее: р = 98642 Па.

Решение

Воспользуемся формулой определения давления:

Поскольку площадь крыши не дана, предположим, что она имеет форму прямоугольника. Площадь этой фигуры определим по формуле:

Подставим значение площади в расчетную формулу:

Вычислим: F = 98642 Па×10 м×20 м = 19728400 Н = 1,97 МН.

Ответ: сила давления атмосферы на крышу дома равна 1,97 МН.

Способы измерения

Экспериментальное определение давления атмосферы можно выполнять, используя столб ртути. Если рядом с ним закрепить шкалу, то появляется возможность фиксировать изменения. Это самый простой ртутный барометр.

С удивлением отметил изменения действия атмосферы именно Эванджелиста Торричелли, связав этот процесс с теплом и холодом.

Известно, что ртуть достаточно вредна для человеческого здоровья. Вследствие этого открытые ртутные барометры использовать нельзя. Другие жидкости имеют плотность значительно меньше, поэтому трубка, заполненная жидкостью, должна быть достаточно длинной.

К примеру, водный столб, созданный Блезом Паскалем, должен быть порядка 10 м в высоту. Неудобство очевидно.

Безжидкостный барометр

Замечательным шагом вперед можно назвать идею отойти от жидкости при создании барометров. Возможность изготовить прибор для определения давления атмосферы реализована в барометрах-анероидах.

Основная деталь этого измерителя – плоская коробочка, из которой откачан воздух. Чтобы ее не сдавило атмосферой, поверхность делают гофрированной. Системой пружин коробочка соединена со стрелкой, указывающей значение давления на шкале. Последнюю можно проградуировать в любых единицах. Измерять атмосферное давление в паскалях можно при соответствующей измерительной шкале.

Высота подъема и давление атмосферы

Изменение плотности атмосферы по мере подъема вверх приводит к уменьшению давления. Неоднородность газовой оболочки не позволяет ввести линейный закон изменения, поскольку с увеличением высоты степень понижения давления уменьшается. У поверхности Земли по мере подъема на каждые 12 метров действие атмосферы падает на 1 мм рт. ст. В тропосфере аналогичное изменение происходит на каждых 10,5 м.

Вблизи поверхности Земли, на высоте полета самолета, анероид, снабженный специальной шкалой, может определять высоту по атмосферному давлению. Этот прибор называется альтиметром.

Специальное устройство на поверхности Земли позволяет установить показания альтиметра на нуле, чтобы в дальнейшем использовать его для определения высоты подъема.

Пример решения задачи

У подножья горы барометр показал атмосферное давление в 756 миллиметров рт.ст. Какое значение будет на высоте 2500 метров над уровнем моря? Требуется записать атмосферное давление в паскалях.

р₁ = 756 мм рт.ст., Н = 2500 м, р₂ — ?

Решение

Чтобы определить показания барометра на высоте Н, учтем, что давление падает на 1 миллиметр рт.ст. каждые 12 метров. Следовательно:

р₂ = р₁ — Н×1 мм рт.ст./12 м = 756 мм рт.ст. — 2500 м×1 мм рт.ст./12 м = 546 мм рт.ст.

Чтобы записать полученное атмосферное давление в паскалях, выполним следующие действия:

р₂ = 546×133,3 Па = 72619 Па

Атмосферное давление и погода

Движение воздушных атмосферных слоев вблизи поверхности Земли и неоднородный прогрев воздуха на различных участках приводят к изменению погодных условий на всех участках планеты.

Давление может варьироваться на 20-35 мм рт.ст. в длительном периоде и на 2-4 миллиметра рт.ст. в течение дня. Здоровый человек не воспринимает изменения этого показателя.

Атмосферное давление, значение которого ниже нормального и часто меняется, указывает на циклон, накрывший определенный. Часто это явление сопровождается облачностью и осадками.

Невысокое давление не всегда является признаком дождливой погоды. Ненастье больше зависит от постепенного снижения рассматриваемого показателя.

Изменение погоды к лучшему можно определить по следующим признакам:

• после долгого периода ненастья наблюдается постепенный и неуклонный рост атмосферного давления;
• в туманную слякотную погоду повышается давление;
• в период южных ветров рассматриваемый показатель поднимается несколько дней подряд;
• возрастание атмосферного давления при ветреной погоде – признак установления комфортной погоды.

Источник

Норма атмосферного давления для человека в паскалях. Давление ртутного столба.

Давление (атмосферное) является физической величиной выражающей, с какой силой давят воздушные массы на землю и все что на ней находится. Для каждого региона показатели ртутного столба разные, так как на них оказывают влияние — высота над уровнем моря, влажность воздуха и температура воздушных масс.

Организм человека приспосабливается к значениям давления в проживаемом климатическом поясе. Если происходят изменение показателя в большую или меньшую сторону (переезд в другой регион, смена погоды, путешествие в горы), то отклонения от нормы могут вызвать нарушение самочувствия.

Что такое атмосферное давление?

Земля окружена атмосферой, которая состоит из нескольких слоев и выполняет защитные функции (ограждает от вредных излучений, поддерживает нужный состав в воздухе, а также удерживает все живые и неживые вещества на планете путем оказания давления).

Для определения величины атмосферного давления используется несколько единиц (мм рт. ст., Паскали, миллибары). Сутью данных показателей является отображение величины оказываемого давления атмосферой на определенный участок поверхности. Человек не ощущает атмосферное давление (при нормальных показателях), так как оно уравновешивается жидкостью находящейся внутри организма.

Нормы атмосферного давления в разных регионах России

Давление ртутного столба (норма зависит от климатической зоны) варьируется от региона, где производится замер показателя. Человек адаптируется к тому значению, где проживает. Поэтому при перемене места жительства с другими климатическими условиями, часто происходит ухудшение самочувствия.

Показатели атмосферного давления в мм рт. ст. в крупных регионах России:

В зависимости от сезона года показатель давления может изменяться в большую или меньшую сторону.

Изменчивость давления воздуха в зависимости от высоты рельефа и других условий

При измерении показателя давления следует учитывать влияние основных факторов:

• высота над уровнем моря. При нахождении в одной точке по географическим параметрам, но на разной высоте, значение давления будет изменяться в следующие стороны — при подъеме выше уровня моря давление будет снижаться, а при опускании повышаться;
• показатель температуры. При показателе температуры выше 0 градусов атмосферное давление будет понижаться. При температуре ниже 0 градусов атмосферное давление повысится;
• уровень влажности. Повышенное содержание жидкости в воздухе является причиной повышения давления. В сухую погоду показатель давления падает.

В статье приведена норма давления ртутного столба.

Поэтому летом в ночное время суток (когда температура понижается и увеличивается влажность) показатель давления увеличивается. Основной причиной изменения показателей является перемена плотности воздуха от влияния данных параметров.

Нормальное для человека давление воздушного столба в мм ртутного столба и паскалях

Давление ртутного столба (норма измерена на уровне моря в Париже при температуре воздуха в 15 градусов) в 760 мм рт. ст. или 101,3 кПа является эталоном нормального показателя. Но данное значение является условным при сравнении его влияния на состояние человека. Так как организм приспосабливается к тому показателю, который преобладает в течение года в регионе проживания человека.

Влияние перепадов атмосферного давления на людей

Организм человека подстраивается на показатель давления, который преобладает в данном климатическом поясе. В результате системы и органы функционируют в нормальном ритме.

Но при изменении значения происходит перестройка в организме, которая сопровождается следующими отклонениями:

• головные боли в области висков, головокружения и обмороки;
• быстрый упадок сил;
• повышенная раздражительность из-за головных болей и усталости;
• депрессия или беспокойство без причины;
• ухудшение дыхания (ощущается нехватка воздуха);
• нарушение ритмичности сердечных сокращений и боли в области сердца;
• понижение/повышение уровня артериального давления;
• ухудшение зрения и «мушки» перед глазами из-за повышения внутриглазного давления;
• нарушение циркуляции крови, сопровождаемое онемением конечностей;
• боли в суставах. Вызвано нарушением кровоснабжения;
• тошнота и снижение аппетита;
• шум и гул в ушах;
• нарушение деятельности органов ЖКТ;
• ухудшения внимания;
• сонливость.

Ухудшения самочувствия отмечается при перепадах атмосферного давления от 5 единиц.

Суточные колебания в 1-2 деления не оказывают влияния на функционирование организма. Изменения развиваются вследствие нарушения движения жидкости в организме, что приводит к сбою в работе всех систем и замедлению метаболизма. Если данные отклонения в организме происходят у человека даже при малых изменениях показателя давления и регулярно, то диагностируется метеозависимость.

Группы риска

Давление (атмосферное) может вызвать нарушение состояния даже у здоровых людей, если показатель ртутного столба поднялся или опустился более чем на 3 деления в течение 1-3 часов. После возвращения атмосферного давления в норму самочувствие стабилизируется.

Диагноз метеозависимость диагностируется чаще у следующих групп людей:

• мужчины и женщины преклонного возраста. Их организм уже не может быстро перестраиваться под перепады атмосферного давления;
• женщины в период вынашивания ребенка. В данный период силы организма направлены на сохранение беременности и развитие плода. В результате беременные ощущают даже малые перепады давления;
• дети до 3-5 лет. Их организм еще только учится реагировать на погодные изменения;
• подростки во время перестройки гормонов. В данный период организм чувствителен не только к колебаниям давления, нарушается психоэмоциональное равновесие и ослаблена иммунная система;
• период климакса. Организм снова проходит гормональную перестройку и чувствителен к любым изменениям внутри и снаружи;
• люди с болезнями почек. Данное заболевание вызывает нарушение водного состава в организме, что вызывает повышенную чувствительность к колебаниям давления;
• аллергики и астматики. Метеозависимость вызвана снижением иммунитета;
• пациенты с болезнями сердечно-сосудистой системы и страдающие от перепадов артериального давления;
• люди с наличием хронических патологий опорно-двигательного аппарата;
• пациенты с психологическими отклонениями;
• люди с хроническими Лор-заболеваниями.

Люди проживающие в больших городах с плохой экологической обстановкой больше подвержены ощущать перепады давления, чем жители сельских местностей.

Симптомы нарушений самочувствия

Давление ртутного столба (норма для каждого человека индивидуальна) может быть повышенным или пониженным, что вызывает у метеозависимых людей разные симптомы.

Описание признаков в зависимости от перемены показателя давления:

При перемене давления в любую сторону происходит обострение хронических патологий.

Опасность для здоровья

Перемена атмосферного давления опасна метеочувствительным людям, а также резкое его изменение (быстрое погружение на глубину, подъем в горы или резкое повышение/понижение давления) для обычных людей.

Возможные осложнения от колебаний атмосферного давления:

• нарушение психологического равновесия в необратимую сторону (шизофрения, депрессия, психозы);
• развитие инсульта из-за повышенного внутричерепного давления;
• развитие инфаркта у людей с патологиями сердца;
• необратимое нарушение умственной деятельности из-за недостатка кислорода;
• развитие астмы вследствие нарушения кислородного обмена и деятельности бронхов;
• образование тромбов с последующей закупоркой сосудов;
• в результате снижения иммунитета заражение опасной инфекцией с развитием последующих осложнений;
• ухудшение состояния кровеносных сосудов с вероятностью развития варикоза или их разрыва;
• необратимые изменения в качестве зрения и слуха. Возможно до полной слепоты и глухоты.

Также опасны обмороки, так как результат падения от потери сознания может иметь и летальный исход.

Как защититься от перепадов давления метеозависимым людям?

Давление ртутного столба (нормальный показатель может резко смениться на повышенный или пониженный в течение суток несколько раз) не поддается корректировке, поэтому людям, зависящим от метеоусловий, рекомендовано придерживаться следующих правил:

• пройти осмотр у специалиста. Осмотр у врача позволит выявить дополнительные причины чувствительности организма к перепадам атмосферного давления (скрытые хронические патологии, гормональный дисбаланс или общее ослабление иммунитета);
• проходить лечение. Своевременно купировать обострение хронических заболеваний под присмотром специалиста;
• отслеживание метеопрогнозов или приобретение домашнего барометра. Данный метод позволит заранее подготовиться к приближающим перепадам атмосферного давления и предпринять профилактические меры;
• обеспечить полноценный ночной отдых. Продолжительность ночного сна должна составлять не менее 8 часов. Также рекомендовано вставать не позднее 7 часов утра и ложиться до 10 часов. Полноценный сон позволит организму полностью восстановиться и легче перенести понижение/повышение давления;
• соблюдать полноценный режим питания. Пища должна быть разнообразной и содержать достаточное количество витаминов и минералов. Полноценное питание позволит укрепить иммунитет и меньше реагировать на колебания атмосферного давления. Также из меню следует исключить тяжелую и вредную пищу, не переедать перед сном и не допускать больших перерывов между приемом еды. Это позволит избежать развития патологий в органах ЖКТ или обострения хронических заболеваний, которые способствуют снижению иммунитета;
• осуществлять ежедневные прогулки на свежем воздухе (в любую погоду). Свежий воздух нормализует обменные процессы в организме, повышает количество кислорода в крови и способствует укреплению иммунной системы;
• производить ежедневные физические нагрузки. При наличии заболеваний ограничивающих физическую деятельность комплекс упражнений составляется в кабинете ЛФК под контролем специалиста. Занятия позволяют нормализовать деятельность сердечно-сосудистой системы, активизировать кровообращение и функционирование суставов. В результате симптоматика от колебания атмосферного давления будет менее выраженной;
• корректировать распорядок дня. Если имеется возможность, то на период действия циклона или антициклона отложить физические и умственные работы и больше времени уделять отдыху;
• по утрам принимать контрастный душ. Процедура позволяет нормализовать состояние сосудов, активизирует обменные процессы и укрепляет иммунную систему;
• употреблять витаминные комплексы и иммуномодуляторы. Данные препараты позволяют дополнительно активизировать защиту организма. Средства особенно рекомендованы занятым людям, у которых нет возможности совершать ежедневные прогулки, физические нагрузки и иные методы по укреплению иммунитета;
• отказаться от вредных привычек. Никотин и алкоголь оказывают негативное состояние на сосуды, органы ЖКТ и обостряют ухудшение состояния в период перепадов атмосферного давления;
• прием медикаментов. При наличии хронических заболеваний подготовить необходимые медикаменты (мази от болей в суставах, таблетки от головных болей или средства для понижения/повышения давления). Вид препаратов зависит от типа болезни, и назначаются врачом;
• принимать успокоительные средства. В период колебаний давления требуется принимать седативные медикаменты и пить успокоительные отвары из трав. Они участвуют в нормализации давления, устраняют нервное перенапряжение и способствуют облегчению симптомов от перепада давления.

Дополнительно (после консультации с врачом) можно заранее приобрести следующие медикаменты, назначаемые при повышении/понижении атмосферного давления.

Прием медикаментов рекомендовано совмещать с профилактическими мерами, тогда перепады атмосферного давления не повлияют на общее состояние даже у метеочувствительных людей.

Нормальным показателем давления считается 760 мм рт. ст. Но в зависимости от климатического пояса значение меняется в большую или меньшую сторону. Человек адаптируется к тому показателю, который преобладает в регионе проживания. Важно, резкое повышение или понижение показателей ртутного столба является главной причиной внезапных перепадов артериального давления.

Автор: Котлячкова Светлана

Видео об атмосферном давлении и его влиянии на человека

Как погода влияет на человека:

Фрагмент передачи «Жить здорово» о давлении и погоде:

Источник