Chi ha misurato la pressione atmosferica per la prima volta? Di conseguenza, viene creata la pressione atmosferica

La pressione atmosferica è una delle più importanti caratteristiche climatiche che influenzano gli esseri umani. Contribuisce alla formazione di cicloni e anticicloni e provoca lo sviluppo di malattie cardiovascolari nelle persone. La prova che l'aria ha un peso è stata ottenuta già nel XVII secolo e da allora il processo di studio delle sue fluttuazioni è stato uno dei processi centrali per i meteorologi;

Cos'è l'atmosfera

La parola "atmosfera" è di origine greca, tradotta letteralmente come "vapore" e "palla". Questo è un guscio di gas attorno al pianeta, che ruota con esso e forma un unico corpo cosmico. Si estende da crosta terrestre, penetrando nell'idrosfera e terminando nell'esosfera, sfociando gradualmente nello spazio interplanetario.

L'atmosfera di un pianeta è il suo elemento più importante, garantendo la possibilità della vita sulla Terra. Contiene necessario per una persona ossigeno, gli indicatori meteorologici dipendono da questo. I confini dell'atmosfera sono molto arbitrari. È generalmente accettato che inizino a una distanza di circa 1000 chilometri dalla superficie terrestre e poi, a una distanza di altri 300 chilometri, si spostino dolcemente nello spazio interplanetario. Secondo le teorie seguite dalla NASA, questo guscio di gas termina ad un'altitudine di circa 100 chilometri.

È nato a seguito di eruzioni vulcaniche e dell'evaporazione di sostanze nei corpi cosmici che cadono sul pianeta. Oggi è costituito da azoto, ossigeno, argon e altri gas.

Storia della scoperta della pressione atmosferica

Fino al XVII secolo, l'umanità non pensava se l'aria avesse massa. Non c'era idea di cosa fosse la pressione atmosferica. Quando però il Duca di Toscana decise di dotare di fontane i famosi giardini fiorentini, il suo progetto fallì miseramente. L'altezza della colonna d'acqua non superava i 10 metri, il che contraddiceva tutte le idee dell'epoca sulle leggi della natura. È qui che inizia la storia della scoperta pressione atmosferica.

Uno studente di Galileo, il fisico e matematico italiano Evangelista Torricelli, iniziò a studiare questo fenomeno. Utilizzando esperimenti su un elemento più pesante, il mercurio, pochi anni dopo riuscì a dimostrare che l'aria ha un peso. Creò il primo vuoto in laboratorio e sviluppò il primo barometro. Torricelli immaginò un tubo di vetro pieno di mercurio, nel quale, sotto l'influenza della pressione, rimaneva una quantità di sostanza tale da equalizzare la pressione atmosferica. Per il mercurio l'altezza della colonna era di 760 mm. Per l'acqua - 10,3 metri, questa è esattamente l'altezza alla quale si innalzavano le fontane nei giardini di Firenze. È stato lui a scoprire per l'umanità cos'è la pressione atmosferica e come influisce sulla vita umana. in suo onore il tubo venne denominato “Vuoto Torricelli”.

Perché e come risultato viene creata la pressione atmosferica

Uno degli strumenti chiave della meteorologia è lo studio del movimento e del movimento delle masse d'aria. Grazie a questo, puoi avere un'idea di cosa causa la pressione atmosferica. Dopo che è stato dimostrato che l'aria ha un peso, è diventato chiaro che, come qualsiasi altro corpo sul pianeta, è soggetto alla gravità. Questo è ciò che provoca la comparsa della pressione quando l'atmosfera è sotto l'influenza della gravità. La pressione atmosferica può fluttuare a causa delle differenze nella massa d'aria in diverse aree.

Dove c'è più aria, è più alta. In uno spazio rarefatto si osserva una diminuzione della pressione atmosferica. La ragione del cambiamento risiede nella sua temperatura. Non è riscaldato dai raggi del sole, ma dalla superficie della Terra. Man mano che l'aria si riscalda, diventa più leggera e si alza, mentre le masse d'aria raffreddate scendono, creando un movimento costante e continuo. Ciascuno di questi flussi ha una pressione atmosferica diversa, che provoca la comparsa di venti sulla superficie del nostro pianeta.

Influenza sul tempo

La pressione atmosferica è uno dei termini chiave in meteorologia. Il tempo sulla Terra si forma a causa dell'influenza di cicloni e anticicloni, che si formano sotto l'influenza dei cambiamenti di pressione nell'involucro gassoso del pianeta. Gli anticicloni sono caratterizzati da velocità elevate (fino a 800 mm mercurio e superiori) e bassa velocità movimenti, mentre i cicloni sono aree con tassi più bassi e ad alta velocità. Tornado, uragani e tornado si formano anche a causa di improvvisi cambiamenti della pressione atmosferica: all'interno del tornado cade rapidamente, raggiungendo i 560 mm Hg.

Il movimento dell'aria provoca cambiamenti nelle condizioni meteorologiche. Venti che si verificano tra aree con a diversi livelli pressione, sorpassa cicloni e anticicloni, a seguito dei quali viene creata la pressione atmosferica, formandone certa condizioni meteorologiche. Questi movimenti sono raramente sistematici e molto difficili da prevedere. Nelle aree in cui l’alta e la bassa pressione atmosferica si scontrano, le condizioni climatiche cambiano.

Indicatori standard

La media dentro condizioni ideali il livello considerato è 760 mmHg. Il livello di pressione cambia con l'altitudine: nelle pianure o nelle zone situate sotto il livello del mare, la pressione sarà più elevata alle altitudini dove l'aria è rarefatta, al contrario, i suoi indicatori diminuiscono di 1 mm di mercurio ad ogni chilometro;

Bassa pressione atmosferica

Diminuisce con l'aumentare dell'altitudine a causa della distanza dalla superficie terrestre. Nel primo caso, questo processo è spiegato da una diminuzione dell'influenza delle forze gravitazionali.

Riscaldati dalla Terra, i gas che compongono l'aria si espandono, la loro massa diventa più leggera e salgono a livelli più alti. Il movimento avviene fino a quando le masse d'aria vicine diventano meno dense, quindi l'aria si diffonde ai lati e la pressione si stabilizza.

I tropici sono considerate aree tradizionali con pressione atmosferica più bassa. Nelle zone equatoriali c'è sempre bassa pressione. Tuttavia, le zone con indicatori alti e bassi sono distribuite in modo non uniforme sulla Terra: in una latitudine geografica Potrebbero esserci aree con livelli diversi.

Aumento della pressione atmosferica

Maggior parte alto livello sulla Terra si osserva ai Poli Sud e Nord. Ciò è spiegato dal fatto che l'aria sopra una superficie fredda diventa fredda e densa, la sua massa aumenta, quindi è attratta più fortemente dalla superficie dalla gravità. Scende e lo spazio sopra di esso si riempie di calore masse d'aria, a seguito della quale la pressione atmosferica viene creata ad un livello maggiore.

Impatto sugli esseri umani

Gli indicatori normali caratteristici dell’area di residenza di una persona non dovrebbero avere alcun impatto sul suo benessere. Allo stesso tempo, la pressione atmosferica e la vita sulla Terra sono indissolubilmente legate. Il suo cambiamento - aumento o diminuzione - può provocare lo sviluppo di malattie cardiovascolari nelle persone con aumento pressione sanguigna. Una persona può provare dolore nell'area del cuore, attacchi di mal di testa senza causa e riduzione delle prestazioni.

Per le persone che soffrono di malattie respiratorie, gli anticicloni che portano la pressione alta possono diventare pericolosi. L'aria scende e diventa più densa e aumenta la concentrazione di sostanze nocive.

Durante le fluttuazioni della pressione atmosferica, l'immunità delle persone e il livello dei leucociti nel sangue diminuiscono, quindi non è consigliabile affaticare il corpo fisicamente o intellettualmente in questi giorni.

Atmosfera circostante globo, esercita una pressione sulla superficie terrestre e su tutti gli oggetti situati al di sopra del suolo. In un'atmosfera di riposo, la pressione in ogni punto è uguale al peso della colonna d'aria sovrastante, che si estende fino alla periferia esterna dell'atmosfera e ha una sezione trasversale di 1 cm 2.

La pressione atmosferica è stata misurata per la prima volta da uno scienziato italiano Evangelista Torricelli nel 1644. Il dispositivo è un tubo a forma di U lungo circa 1 m, sigillato a un'estremità e riempito di mercurio. Poiché non c'è aria nella parte superiore del tubo, la pressione del mercurio nel tubo viene creata solo dal peso della colonna di mercurio nel tubo. Pertanto, la pressione atmosferica è uguale alla pressione della colonna di mercurio nel tubo e l'altezza di questa colonna dipende dalla pressione atmosferica dell'aria circostante: maggiore è la pressione atmosferica, più alta è la colonna di mercurio nel tubo e, quindi, l'altezza di questa colonna può essere utilizzata per misurare la pressione atmosferica.

La pressione atmosferica normale (al livello del mare) è 760 mmHg (mmHg) a 0°C. Se la pressione atmosferica è, ad esempio, 780 mm Hg. Art., ciò significa che l'aria produce la stessa pressione di quella prodotta da una colonna di mercurio verticale alta 780 mm.

Osservando giorno dopo giorno l'altezza della colonna di mercurio nel tubo, Torricelli scoprì che questa altezza stava cambiando e che i cambiamenti nella pressione atmosferica erano in qualche modo legati ai cambiamenti del tempo. Attaccando una scala verticale accanto al tubo, Torricelli ottenne un semplice dispositivo per misurare la pressione atmosferica: un barometro. Successivamente, la pressione è stata misurata utilizzando un barometro aneroide ("senza liquido"), che non utilizza mercurio, e la pressione viene misurata utilizzando una molla metallica. In pratica, prima di effettuare le letture, è necessario picchiettare leggermente con il dito sul vetro dell'apparecchio per vincere l'attrito nella trasmissione a leva.

Basato su un tubo Torricelli Barometro a tazza della stazione, che è lo strumento principale per misurare la pressione atmosferica stazioni meteorologiche attualmente. È costituito da un tubo barometrico del diametro di circa 8 mm e della lunghezza di circa 80 cm, abbassato con l'estremità libera in una tazza barometrica. L'intero tubo barometrico è racchiuso in un telaio di ottone, nella cui parte superiore è ricavata una sezione verticale per osservare il menisco della colonnina di mercurio.

A parità di pressione atmosferica, l'altezza della colonna di mercurio dipende dalla temperatura e dall'accelerazione di gravità, che varia leggermente a seconda della latitudine e dell'altitudine. Per escludere la dipendenza dell'altezza della colonna di mercurio nel barometro da questi parametri, l'altezza misurata viene ridotta alla temperatura di 0 ° C e l'accelerazione di gravità al livello del mare ad una latitudine di 45 ° e, introducendo un valore strumentale correzione, si ottiene la pressione alla stazione.

Secondo sistema internazionale unità (sistema SI) l'unità di base per misurare la pressione atmosferica è l'ettopascal (hPa), tuttavia, al servizio di numerose organizzazioni è consentito utilizzare le vecchie unità: millibar (mb) e millimetro di mercurio (mm Hg) .

1mb = 1hPa; 1mmHg = 1,333224 hPa

Si chiama la distribuzione spaziale della pressione atmosferica campo di pressione. Il campo di pressione può essere rappresentato visivamente utilizzando superfici in tutti i punti in cui la pressione è la stessa. Tali superfici sono chiamate isobariche. Per ottenere una rappresentazione visiva della distribuzione della pressione sulla superficie terrestre, vengono costruite mappe isobare al livello del mare. Per farlo mappa geografica mostrano la pressione atmosferica misurata nelle stazioni meteorologiche e normalizzata al livello del mare. Quindi i punti con la stessa pressione sono collegati da linee curve lisce. Aree di isobare chiuse con ipertensione al centro sono chiamati massimi di pressione o anticicloni e aree di isobare chiuse con bassa pressione sanguigna al centro si chiamano basse bariche o cicloni.

La pressione atmosferica in ogni punto della superficie terrestre non rimane costante. A volte la pressione cambia molto rapidamente nel tempo, a volte rimane quasi invariata per un periodo piuttosto lungo. Nella variazione giornaliera della pressione si rilevano due massimi e due minimi. Le massime si osservano intorno alle 10 e alle 22 ore locali, le minime intorno alle 4 e alle 16 ore. La variazione annuale della pressione dipende fortemente dalle condizioni fisiche e geografiche. Questo movimento è più evidente sui continenti che sugli oceani.

Risponderemo alle seguenti domande.

1. Come si chiama la pressione atmosferica?

L'aria ha un peso e preme sulla superficie terrestre e sugli oggetti su di essa. La forza con cui l'aria preme sulla superficie terrestre si chiama pressione atmosferica. Una colonna d'aria dalla superficie terrestre al limite superiore dell'atmosfera preme sulla superficie terrestre con una forza pari a circa 1.033 kg/cm2. Nella tecnologia, questo valore è preso come unità di pressione e si chiama 1 atmosfera.

2. Chi e come ha misurato per primo la pressione atmosferica?

La pressione atmosferica fu misurata per la prima volta dallo scienziato italiano Evangelista Torricelli nel 1644. Il dispositivo è un tubo a forma di U lungo circa 1 m, sigillato a un'estremità e riempito di mercurio. Poiché non c'è aria nella parte superiore del tubo, la pressione del mercurio nel tubo viene creata solo dal peso della colonna di mercurio nel tubo. Pertanto, la pressione atmosferica è uguale alla pressione della colonna di mercurio nel tubo e l'altezza di questa colonna dipende dalla pressione atmosferica dell'aria circostante: maggiore è la pressione atmosferica, più alta è la colonna di mercurio nel tubo e, quindi, l'altezza di questa colonna può essere utilizzata per misurare la pressione atmosferica.

3. Quali strumenti vengono utilizzati per misurare la pressione atmosferica?

Per misurare la pressione atmosferica vengono utilizzati un barometro a mercurio, un barometro aneroide e un barografo (dal greco grapho - scrivo).

Se colleghiamo una scala a un tubo, simile a quello utilizzato da Torricelli nel suo esperimento, otteniamo il dispositivo più semplice per misurare la pressione atmosferica: un barometro a mercurio.

La parte principale del barometro aneroide sono scatole rotonde di metallo ondulato interconnesse; all'interno delle scatole si crea un vuoto (la pressione al loro interno è inferiore alla pressione atmosferica); con l'aumento della pressione atmosferica, le scatole comprimono e tirano la molla ad esse attaccata; il movimento dell'estremità della molla viene trasmesso tramite appositi dispositivi ad un indice che si muove lungo una scala (sulla scala sono segnate le divisioni ed il valore della pressione atmosferica). Quando la pressione atmosferica aumenta, la scatola si contrae, mentre quando la pressione atmosferica diminuisce, queste vibrazioni influenzano la molla, che è collegata alla freccia; La freccia mostra il valore della pressione su una scala graduata.

Il barometro aneroide è uno dei principali strumenti utilizzati dai meteorologi per prevedere il tempo per i prossimi giorni, poiché i cambiamenti del tempo sono associati ai cambiamenti della pressione atmosferica.

Un barografo viene utilizzato per registrare automaticamente e continuamente i cambiamenti della pressione atmosferica. Oltre alle scatole metalliche ondulate, questo dispositivo dispone di un meccanismo per spostare un nastro di carta, sul quale è stampata una griglia di valori di pressione e giorni della settimana. Utilizzando tali nastri, è possibile determinare come è cambiata la pressione atmosferica durante qualsiasi settimana. La pressione atmosferica viene misurata in millimetri di mercurio (mmHg).

4. Perché la pressione atmosferica è diversa in luoghi diversi?

Sulla superficie terrestre, la pressione atmosferica varia da luogo a luogo e nel tempo. Particolarmente importanti sono i cambiamenti non periodici della pressione atmosferica che determinano il tempo, associati alla nascita, allo sviluppo e alla distruzione delle regioni che si muovono lentamente alta pressione(anticicloni) ed enormi vortici (cicloni) che si muovono relativamente velocemente, in cui prevale la bassa pressione. Più fredda è l'aria, maggiore è la sua densità. La densità dell'aria sovrastante dipende dal riscaldamento della superficie sottostante. Se l'aria è densa, la sua massa è maggiore e quindi preme più forte sulla superficie.

5. Come cambia la pressione atmosferica con l'altitudine?

La pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine. Ciò è dovuto a due ragioni. Innanzitutto, più siamo in alto, minore è l'altezza della colonna d'aria sopra di noi e, quindi, meno peso grava su di noi. In secondo luogo, con l'altezza la densità dell'aria diminuisce, diventa più rarefatta, cioè contiene meno molecole di gas, quindi ha meno massa e peso.

Se immaginiamo una colonna d'aria dalla superficie della Terra a strati superiori atmosfera, quindi sarà il peso di tale colonna d'aria pari al peso una colonna di mercurio alta 760 mm. Questa pressione è chiamata pressione atmosferica normale. Questa è la pressione dell'aria al parallelo 45° ad una temperatura di 0°C al livello del mare. Se l'altezza della colonna è superiore a 760 mm, la pressione aumenta, meno diminuisce. La pressione atmosferica viene misurata in millimetri di mercurio (mmHg).

6. In che modo le mappe mostrano la distribuzione della temperatura dell'aria e della pressione atmosferica vicino alla superficie terrestre?

Per analizzare il tempo, gli esperti utilizzano mappe su cui sono tracciati i valori delle quantità meteorologiche. Nell'elaborazione delle carte meteorologiche, i meteorologi collegano i punti con gli stessi valori di temperatura dell'aria e pressione atmosferica con linee chiamate isoterme (linee della stessa temperatura) e isobare (linee della stessa pressione). Questo metodo consente di scoprire la posizione delle aree alte e bassa pressione, aree con alte e basse temperature.

1. Cos'è la pressione atmosferica. Come veniva misurata la pressione atmosferica in un lontano passato.

La pressione atmosferica è la forza con cui una colonna aria atmosferica preme sulla superficie terrestre.

Nella fig. 1 Utilizzare le frecce per mostrare la direzione e valore medio la pressione di una colonna di mercurio nel tubo e di una colonna di aria atmosferica sulla superficie del mercurio nella tazza. (L'area della sezione trasversale del tubo con mercurio è di 1 cm2.)

Nella fig. 2 scrivere l'altezza della colonna di mercurio nel tubo se è noto che la pressione atmosferica è 760 mm Hg. Arte.

Inserisci le parole mancanti per descrivere le variazioni della pressione atmosferica sul mare e sulla terra durante il giorno.

Al mattino la superficie della terra e del mare praticamente non si riscalda raggi del sole.

Durante la notte, le temperature degli strati d'aria vicini alla superficie e superficiali si sono quasi raffreddate, quindi non ci sono differenze evidenti tra la pressione atmosferica sulla terra (Рс) e quella sul mare (Рм).

Durante il giorno la superficie terrestre è intensamente riscaldata dai raggi del sole e superficie terrestre cede calore allo strato d'aria terrestre, che diventa meno denso.

Pertanto, la pressione atmosferica è più elevata sulla terraferma. Anche la superficie dell'acqua durante il giorno viene riscaldata dai raggi del sole, ma il calore viene trasferito agli strati più profondi e “si accumula” nella colonna d'acqua. Di conseguenza, lo strato superficiale dell'aria è meno denso dello strato superficiale e si riscalda più tardi. Sul mare si forma una pressione atmosferica relativamente bassa.

La sera, come al mattino, la temperatura dell'aria e la pressione atmosferica sulla terra e sul mare sono quasi le stesse.

Di notte la superficie terrestre (terra e mare) non viene riscaldata dai raggi solari.

La superficie terrestre si raffredda rispetto alla superficie del mare, cede il suo calore allo strato superficiale dell'aria, la sua temperatura diminuisce più velocemente della temperatura dello strato superficiale dell'aria. Di conseguenza, l'aria sulla terra è meno densa che sul mare, e sulla terra meno densa che sul mare.

2. La pressione atmosferica cambia con l'altitudine

A parità di condizioni di riscaldamento dell'aria, la pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine.

Utilizzando il testo del libro di testo, determinare i valori della pressione atmosferica in due aree popolate Terra.

Il monastero buddista tibetano di Rongbuk (fondato nel 1902) è il luogo più alto della Terra dove le persone vivono permanentemente. Il leggendario monastero si trova sul versante settentrionale dell'Himalaya, ai piedi dell'Everest ad un'altitudine di 5029 m. Gli alpinisti passano attraverso Rongbuk fino al campo base, da dove inizia la conquista della vetta più alta del mondo, l'Everest. . I monaci vengono al campo per pregare per le anime coraggiose ed eseguire rituali.

Se a livello dell'Oceano Mondiale la pressione atmosferica è di 760 mm Hg, a livello del Monastero di Rongbuk è di 292 mm Hg.

In Bolivia ( Sud America) ad un'altitudine di 3660 m sulle Ande si trova la città di La Paz con un milione di abitanti, definita la capitale più alta del mondo. La capitale ufficiale della Bolivia è la piccola città di Sucre, dove solo Corte Suprema Paesi. L'attuale capitale, centro politico, economico e culturale del paese è la città di La Paz. Ecco i poteri esecutivo e legislativo della Bolivia, il palazzo del parlamento, la residenza del presidente e i ministeri. La città fu fondata nel 1548. conquistatore spagnolo Alonso Mendoza e prese il nome in onore della riconciliazione dei conquistatori spagnoli che erano stati a lungo in guerra.

Se a livello dell'Oceano Mondiale la pressione atmosferica è di 760 mm Hg. Art., quindi a livello della città di La Paz 418 mm Hg. Arte.

Inserisci le parole mancanti nella definizione.

Le linee che collegano punti con gli stessi valori di temperatura dell'aria sono chiamate isoterme.

Le linee che collegano punti con gli stessi valori di pressione atmosferica sono chiamate isobare.

Scuola del geografo-esploratore

Determinare la quantità di pressione atmosferica nell'aula di geografia, in primo luogo e piani superiori edificio scolastico. (individualmente)

Questa pressione è chiamata pressione atmosferica. Quanto è grande?

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