Как меняется давление от температуры как меняется температура воздуха

§ 31. Атмосферное давление

Вспомните из курса природоведения, что называют атмосферным давлением.

Понятие об атмосферном давлении. Воздух невидимое и легкое. Однако и оно, как и всякая вещество, имеет массу и вес. Поэтому оно оказывает давление на земную поверхность и на все тела, на ней находятся. Это давление определяется весом столба воздуха высотой с всю атмосферу - от земной поверхности до самой ее верхней границы. Установлено, что такой столб воздуха давит на каждый 1 см 2 поверхности с силой в 1 кг 33 г (соответственно на 1 м 2 - Более 10 т!) Итак, атмосферное давление - Это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все предметы на ней.

Поверхность тела человека составляет в среднем 1,5 м 2. Согласно воздуха давить на нее весом в 15 т. Такое давление способно раздавить все живое. Почему же мы его не ощущаем? Это связано с тем, что внутри человеческого организма также существует давление - внутренний, и он равно атмосферному. Если это равновесие нарушается, человек чувствует себя плохо.

Измерение атмосферного давления. Атмосферное давление измеряют с помощью специального прибора - барометра. В переводе с греческого это слово означает "Измеритель тяжести".

На метеостанциях используют ртутный барометр. Основная его часть - стеклянная трубка длиной 1 м, запаянная с одного конца. В нее налито ртуть - тяжелый жидкий металл. Открытым концом трубка погружена в широкую чашу, также заполненную ртутью. При переворачивании ртуть из трубки вылилась только до определенного уровня и остановилась. Почему же она остановилась, а не вылилась вся? Потому что воздух оказывает давление на ртуть в чаше и не выпускает ее всю из трубки. Если атмосферное давление уменьшается, то ртуть в трубке опускается и наоборот. По высоте столба ртути в трубке, на которую нанесена шкала, определяют величину атмосферного давления в миллиметрах.

На параллели 45 0 на уровне моря при температуре воздуха 0 0 С под давлением воздуха столбик ртути поднимается в трубке на высоту 760 мм. Такое давление воздуха считается нормальным атмосферным давлением. Если столб ртути в трубке поднимается выше 760 мм, то давление повышенный. Ниже - снижен. Следовательно, давление столба воздуха всей атмосферы уравновешивается весом столба ртути высотой 760 мм.

В походах и экспедициях пользуются более удобным прибором - барометром-анероид. "Анероид" в переводе с греческого означает " безридинний ": в нем нет ртути. Главной его частью является металлическая упругая коробочка, из которой скачали воздуха. Это делает ее очень чувствительной к изменениям давления извне. При повышенные давления она сжимается, при снижении - расширяется. Эти колебания через особый механизм передаются стрелке, которая указывает на шкале величину атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба.

Зависимость давления от высоты местности и температуры воздуха. Атмосферное давление зависит от высоты местности. Чем выше уровня моря, тем давление воздуха меньше. Он снижается, так как с поднятием уменьшается высота столба воздуха, который давит на земную поверхность. Кроме того, с высотой давление падает еще и потому, что уменьшается плотность самого воздуха. На высоте 5 км атмосферное давление снижается наполовину по сравнению с нормальным давлением на уровне моря. В тропосфере с подъемом на каждые 100 м давление уменьшается примерно на 10 мм рт. ст.

Зная, как изменяется давление, можно вычислить и абсолютное и относительное высоту места. Существует и особый барометр - высотомер. В котором наряду со шкалой атмосферного давления, есть и шкала высот. Итак, для каждой местности будет характерен свой нормальное давление: на уровне моря - 760 мм рт. века, в горах в зависимости от высоты - ниже. Например, для Киева, лежащей на высотах 140-200 м над уровнем моря, нормальным будет среднее давление 746 мм рт. ст.

Атмосферное давление зависит и от температуры воздуха. При нагревании объем воздуха увеличивается, оно становится менее плотным и легким. За этого уменьшается и атмосферное давление. При охлаждении происходят обратные явления. Следовательно, с изменением температуры воздуха непрерывно меняется и давление. В течение суток он дважды повышается (утром и вечером) и дважды снижается (После полудня и после полуночи). Зимой, когда воздух холодный и тяжелое, давление выше, чем летом, когда оно более теплое и легкое. Итак, за изменением давления можно предсказать изменения погоды. Снижение давления указывает на осадки, повышение - на сухую погоду. Изменение атмосферного давления влияет и на самочувствие людей.

Распределение атмосферного давления на Земле. Атмосферное давление, как и температура воздуха, распределяется на Земле полосами: различают пояса низкого и высокого давления. Их образование связано с нагревом и перемещением воздуха.

Над экватором воздух хорошо прогревается. От этого оно расширяется, становится менее плотным, а потому легче. Легче воздуха поднимается вверх - происходит восходящее движение воздуха. Поэтому там у поверхности Земли течение года устанавливается пояснизкого давления. Над полюсами, где в течение года температуры низкие, воздух охлаждается, становится более плотным и тяжелым. Поэтому оно опускается - происходит нисходящее движение воздух - и увеличивается давление. Поэтому у полюсов образовались поясавысокого давления. Воздух, поднявшееся над экватором, растекается к полюсам. Но, не доходя до них, на высоте оно охлаждается, становится тяжелее и опускается на параллелях 30-35 0 в обоих полушариях. Как следствие - там образуются пояса высокого давления. В умеренных широтах, на параллелях 60-65 0 обоих полушарий образуются пояса низкого давления.

Таким образом, наблюдается тесная зависимость атмосферного давления от распределения тепла и температур воздуха на Земле, когда восходящие и нисходящие движения воздуха обуславливают неравномерное нагревание земной поверхности.

Вопросы и задания

1. Определите, сколько весит воздух, находящийся в классе, если его длина 8 м, ширина 6 м, высота 3 м.

2. Почему атмосферное давление уменьшается с высотой?

3. Почему изменяется давление в одном и том же месте? Как влияет на это изменение температуры воздуха?

4. Определите, примерно относительная высота горной вершины, если у подошвы горы барометр показывает 720 мм, а на вершине - 420 мм.

5. Как распределяется атмосферное давление на Земле?

6. Вспомните, какая абсолютная высота вашей местности. Вычислите, который атмосферное давление можно считать нормальным для вашего местности.

Материалы: http://ukrmap.su/ru-g6/764.html

Принято различать горный и высокогорный климат. Первый характерен для высот менее 3000-4000 м, второй — для более высоких уровней. Нужно отметить, что климатические условия на высоких обширных плато существенно отличаются от условий на горных склонах, в долинах или на отдельных пиках. Разумеется, отличаются они и от климатических условий, характерных для свободной атмосферы над равнинами. Влажность, атмосферное давление, количество осадков и температура меняются с высотой достаточно сильно.

По мере увеличения высоты плотность воздуха и атмосферное давление убывают, к тому же в воздухе уменьшается содержание пыли и водяного пара, что значительно увеличивает его прозрачность для солнечной радиации, ее интенсивность существенно повышается по сравнению с равнинами. В результате небо выглядит более синим и плотным, а уровень освещенности увеличивается. В среднем атмосферное давление за каждые 12 метров подъема уменьшается на 1 мм ртутного столба, но конкретные показатели всегда зависят от местности и температуры. Чем выше температура, тем медленней убывает давление по мере подъема. Нетренированные люди начинают испытывать дискомфорт в связи с пониженным давлением уже на высоте 3000 м.

С высотой в тропосфере падает и температура воздуха. Причем она зависит не только от высоты местности, но и от экспозиции склонов — на северных склонах, где приток радиации не такой большой, температура обычно заметно ниже, чем на южных. На значительных высотах (в высокогорном климате) на температуру оказывают влияние фирновые поля и ледники. Фирновыми полями называют области особого зернистого многолетнего снега (или даже переходной стадии между снегом и льдом), которые образуются выше снеговой линии в горах.

Во внутренних областях горных массивов в зимнее время может возникать застой выхоложенного воздуха. Это зачастую приводит к возникновению температурных инверсий, т.е. повышению температуры по мере увеличения высоты.

Количество осадков в горах до определенного уровня увеличивается с высотой. Это зависит от экспозиции склонов. Наибольшее количество осадков можно наблюдать на тех склонах, которые обращены к основным ветрам, это количество дополнительно увеличивается, если преобладающие ветра переносят влагосодержащие воздушные массы. На подветренных склонах увеличение количества осадков по мере подъема не так заметно.

Человек проводит свою жизнь, как правило, на высоте поверхности Земли, которая близка уровню моря. Организм в такой ситуации испытывает давление окружающей атмосферы. Нормальной величиной давления принято считать 760 мм ртутного столба, также такую величину называют «одна атмосфера». Давление, которое мы испытываем снаружи, уравновешивается внутренним давлением. В связи с этим организм человека не ощущает тяжести атмосферы.

Атмосферное давление может меняться в течение суток. Его показатели также зависят от сезона. Но, как правило, такие скачки давления происходят в рамках не более двадцати-тридцати миллиметров ртутного столба.

Подобные колебания не заметны для организма здорового человека. Но вот у лиц, страдающих гипертонической болезнью, ревматизмом и другими заболеваниями, эти перемены способны вызвать нарушения функционирования организма и ухудшение общего самочувствия.

Пониженное атмосферное давление человек может ощутить, когда находиться на горе и взлетает на самолете. Основной физиологический фактор высоты это пониженное атмосферное давление и, вследствие этого, пониженное парциальное давление кислорода.

Организм реагирует на пониженное атмосферное давление, прежде всего, усилением дыхания. Кислород на высоте разряжен. Это вызывает возбуждение хеморецепторов сонных артерий, а оно передается в продолговатый мозг к центру, который отвечает за усиление дыхания. Благодаря этому процессу, легочная вентиляция человека, который испытывает пониженное атмосферное давление, возрастает в необходимых пределах и организм получает достаточный объем кислорода.

Важным физиологическим механизмом, который запускается при пониженном атмосферном давлении, считается усиление деятельности органов, отвечающих за кроветворение. Проявляется этот механизм в увеличении количества гемоглобина и эритроцитов в крови. В таком режиме организм способен транспортировать больше кислорода.

Кипение – это процесс парообразования, то есть перехода вещества из жидкого состояния в газообразное состояние. От испарения оно отличается гораздо большей скоростью и бурным протеканием. Любая чистая жидкость кипит при определенной температуре. Однако в зависимости от внешнего давления и примесей температура кипения может существенно меняться.

• - колба;
• - исследуемая жидкость;
• - корковая или резиновая пробка;
• - лабораторный термометр;
• - изогнутая трубка.

В качестве простейшего прибора для определения температуры кипения можно использовать колбу емкостью порядка 250–500 миллилитров с круглым дном и широким горлом. В нее налейте исследуемую жидкость (желательно в пределах 20-25% от объема сосуда), горловину заткните корковой или резиновой пробкой с двумя отверстиями. В одно из отверстий вставьте длинный лабораторный термометр, в другое – изогнутую трубку, играющую роль предохранительного клапана для отвода паров.

Если предстоит определить температурукипения чистой жидкости – кончик термометра должен быть вблизи нее, но не касаясь. Если же надо измерить температурукипения раствора – кончик должен быть в жидкости.

С помощью какого источника тепла можно нагреть колбу с жидкостью? Это может быть водяная или песчаная баня, электроплитка, газовая горелка. Выбор зависит от свойств жидкости и предполагаемой температуры ее кипения .

Сразу после того как начнется процесс кипения. запишите температуру. которую показывает ртутный столбик термометра. Ведите наблюдение за показаниями термометра минимум 15 минут, записывая показания каждые несколько минут, через равные промежутки времени. Например, измерения проводились сразу после 1-й, 3-й, 5-й, 7-й, 9-й, 11-й, 13-й и 15-й минуты опыта. Всего их было 8. После окончания опыта вычислите среднюю арифметическую температурукипения по формуле: tcp = (t1 + t2 +…+t8)/8.

При этом необходимо учесть очень важный момент. Во всех физических, химических, технических справочниках показатели температуры кипения жидкостей даны при нормальном атмосферном давлении (760 мм. рт. ст.). Из этого следует, что одновременно с измерением температуры надо с помощью барометра измерить атмосферное давление и внести в расчеты необходимую поправку. Точно такие же поправки приведены в таблицах температур кипения для самых разных жидкостей.

Материалы: http://www.kakprosto.ru/kak-874444-kak-izmenyaetsya-temperatura-i-atmosfernoe-davlenie--v-gorah