Что такое миллиметры ртутного столба и сколько весит воздух? Атмосферное давление

Уровень атмосферного давления влияет на нашу жизнь каждый день. От него зависят не только метеоусловия и прогнозы, но и наше самочувствие, но мало кто представляет, что это такое и как ученые его измеряют. В этом материале разбираемся, кто на нас постоянно давит и причем тут ртутный столб.

Что такое атмосферное давление?

По сути, атмосферное давление — это буквально то, как атмосфера на нас давит. На любую заданную точку поверхности Земли есть давление со стороны веса воздуха над этой точкой.

Атомы и молекулы, составляющие различные слои атмосферы, постоянно движутся в случайных направлениях. Несмотря на свой крошечный размер, когда они ударяются о поверхность, они оказывают на эту поверхность силу, которую мы называем давлением.

Одна молекула слишком маленькая, чтобы ее силу можно было ощутить. Однако, если мы просуммируем все силы большого количества молекул, которые ударяются о поверхность, то их общее давление будет очень даже ощутимым.


Количество молекул воздуха на разных высотах

Проще говоря, воздух, окружающий нашу планету, создает атмосферное давление, которое определяется суммарным весом всех молекул воздуха. На объекты, расположенные на больших высотах, сверху давит меньше молекул, и поэтому они испытывают меньшее давление. А объекты, расположенные ниже, наоборот — получают больше давления, потому что сверху оказалось большее количество молекул.

Когда вы поднимаетесь в горы или летите высоко на самолете, воздух становится более разреженным, то есть молекулки упакованы менее плотно. Следовательно, давление ниже.


Альпинист на Эвересте в кислородной маске

Атмосфера — это внесистемная единица измерения нормального давления. Давление воздуха на уровне моря при температуре 15°C равно одной атмосфере. Это базовое показание для определения относительного давления.

Атмосферное давление также известно как барометрическое давление, поскольку оно измеряется с помощью барометра.


Настенный барометр

Для начала давайте рассмотрим модель попроще — простое воздушное давление. Его можно изменить двумя способами:
Увеличить количество молекул. Если мы добавим больше воздуха в какую-то емкость, это увеличит его внутреннее давление, т.к. возрастет и количество столкновений с краем этого контейнера. Хороший пример — это процесс накачивания воздуха (или выпускания) в автомобильную шину. Когда мы добавляем в нее воздух, мы увеличиваем количество молекул, а, значит, и частоту их столкновений с внутренней поверхностью. Рост числа толчков увеличивает давление. Именно оно заставляет шину расширяться, что и помогает ей выдерживать массу автомобиля.



Изменить температуру. Если нагреть нашу экспериментальную емкость, то энергия тепла перейдет молекулам воздуха. Они начнут бегать быстрее и биться о край емкости чаще и сильнее, провоцируя повышение давления. Обратный эффект произойдет, если воздух в емкости охладить.



Поскольку молекулы движутся во всех направлениях, давление может идти и снизу вверх — если молекулки врезаются в объект снизу. В атмосфере же давление воздуха может оказываться во всех направлениях.

На Международной космической станции давление воздуха поддерживается близким к нормальному давлению на поверхности Земли — золотая одна атмосфера.

О том, как однажды на МКС случилась утечка воздуха — читайте в нашем материале!

Как измеряется атмосферное давление?

Для измерения всего физического человечество придумало приборы. В нашем случае — это барометр. Сегодня существует два вида этих измерителей:

жидкостный, т.е. ртутный;
безжидкостный — анероид.

Почему в самолете закладывает уши?

Во время набора высоты атмосферное давление становится ниже, чем давление воздуха внутри ваших ушей. Ваши уши закладывает, потому что они пытаются сравнять внутреннее и внешнее давление. То же самое происходит, когда самолет заходит на посадку — уши уже адаптировались к более низкому высотному давлению, но при снижении давление растет, и им снова приходится его выравнивать.

Ртутный барометр итальянский математик, физик и ученик великого Галилея — Эванджелиста Торричелли аж в 1644 году, так что технология, прямо скажем, не новинка. Как же она работает?

У нас есть стеклянная трубка — она запаяна сверху и наполнена ртутью. Открытым концом она опускается в чашу, которая тоже наполнена ртутью. Колебания атмосферного давления заставляют ртуть подниматься или опускаться до определенных отметок. Это и есть те самые миллиметры ртутного столба — та высота, до которой смогла доползти ртуть в трубке.


Принцип работы ртутного барометра

Нормальным называют то давление, которое соответствует отметке ртутного столба в 760 миллиметров. И это — та самая одна атмосфера.

Сколько весит воздух и почему мы не чувствуем нагрузку?

Люди не ощущают давление воздуха из-за того, что в тканях и органах человеческого тела тоже есть воздух. У него тоже есть давление, и оно равно атмосферному. Это, так сказать, система уравновешивания груза, который буквально свалился нам на голову.

Как перемена атмосферного давления влияет на человека?

Как правило, к группе риска относятся две категории людей — метеозависимые и люди, страдающие заболеваниями. Особенно внимательными стоит быть пациентам с нарушениями нервной вегетативной системы, сердечно-сосудистыми заболеваниями, хроническими болезнями, тяжесть протекания которых усиливается с возрастом. Высокое атмосферное давление не лучшим образом переносят люди, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями, а прежде всего имеющие нестабильное артериальное давление.

У человека, предрасположенного к таким болезням, возможны:
головные боли;
боли в области сердца;
скачки артериального давления;
приступы стенокардии и тахикардии;
мигрени.

При ухудшении самочувствия — обязательно обратитесь к врачу!

Пусть давление будет только атмосферным и совершенно нормальным, а для всего остального — есть метеорология.