Главная >> Физика 8 класс. Пурышева

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел

Атмосферное давление

5. Нормальное атмосферное давление можно рассчитать по формуле для вычисления давления столба жидкости высотой h: р = ρgh. Поскольку плотность ртути ρ = 13 600 кг/м³ и высота столба ртути 0,76 м, то

Атмосферное давление часто выражают не в паскалях, а в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

1 мм рт. ст. — давление, которое оказывает столб ртути высотой 1 мм. Чтобы выразить это давление в паскалях, необходимо в формулу для вычисления давления р = ρgh подставить h = 0,001 м.

Таким образом,

1 мм рт. ст. = 133,3 Па. Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. = 101 300 Па.

6. Если к трубке в опыте Торричелли прикрепить вертикальную шкалу и проградуировать её в миллиметрах, то получим прибор для измерения атмосферного давления — ртутный барометр.

7. В быту и технике для измерения атмосферного давления применяют более удобный в обращении металлический барометр, называемый анероидом (в переводе с греческого — безжидкостный). Внешний вид его изображён на рисунке 36, а.

Барометр-анероид представляет собой герметически закрытую металлическую коробочку 1 (рис. 36, б). Воздух из коробочки откачан. Для того чтобы её не раздавило, поверхность коробочки делают волнистой. С ней соединяют стальную пружину 2, которая в данном случае имеет форму пластины.

Один конец пружины соединён со стрелкой 3 с помощью специального устройства 4, обеспечивающего её подвижность. При увеличении атмосферного давления концы пружины сближаются и стрелка поворачивается, а её конец перемещается вправо по шкале 5. При уменьшении атмосферного давления концы пружины удаляются друг от друга, и конец стрелки перемещается влево по шкале. Шкала проградуирована в мм рт. ст. и в гПа.

8. Атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря. Это объясняется тем, что воздух хорошо сжимаем, так же как и все газы. Верхние слои воздуха давят на лежащие ниже и сжимают их, соответственно плотность слоёв воздуха, а следовательно, и давление у поверхности Земли больше, чем на некоторой высоте от неё.

Так, в местности, лежащей на уровне моря, давление равно примерно 760ммрт. ст., т. е. нормальному атмосферному. В горах оно меньше. Измерения показывают, что до высоты 2000 м на каждые 12 м подъёма атмосферное давление уменьшается примерно на 1 мм рт. ст. При дальнейшем увеличении высоты атмосферное давление снижается медленнее. Так, на высоте 8000 м оно составляет 267,41 мм рт. ст., а на высоте 50 000 м — 0,6 мм рт. ст.

9. На тело человека действует сила давления атмосферы, значение которой равно примерно 16 • 10⁴ Н. Такое же значение имеет сила давления на пол тела массой 16 т. Такую нагрузку человек может выдержать вследствие того, что в процессе эволюции его организм приспособился к атмосферному давлению. Атмосферное давление уравновешивается давлением жидкости, заполняющей клетки и сосуды тела человека.

Защитные функции организма человека тем не менее ограничены, и он может безболезненно выдерживать внешнее давление лишь в некотором определённом интервале. При повышении или понижении внешнего давления деформируются стенки сосудов, нарушается деятельность организма. В частности, изменяется скорость происходящих в организме химических реакций. При уменьшении давления начинается усиленное выделение растворённых в крови газов. Если давление уменьшается быстро, то интенсивно выделяются газы и кровь как бы закипает, что приводит к закупорке сосудов, и человек может погибнуть. По этой причине водолазы должны всплывать на поверхность очень медленно, чтобы газ выделялся только в лёгких. Кроме того, водолазные работы должны проводиться, как правило, на глубине не более 50 м.

<<< К началу      Окончание >>>