Чем выше высота тем больше давление
Атмосферное давление
Атмосферное давление на различных высота
Атмосферное давление — это сила, с которой атмосфера давит на единичную площадь поверхности.
Давление в каждой точке атмосферы определяется массой вышестоящего столба воздуха с основанием, равным единице.
Атмосферное давление с увеличением высоты уменьшается, так как над точкой располагается столбец воздуха с меньшей высотой и воздух начинается разряжаться.
Примерно на 12 метров подъема вверх атмосферное давление понижается на 1 мм. рт. ст. до высоты 2000 метров.
В среднем, атмосферное давление на Земле равняется 760 мм рт. ст.
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 градусов Целься считается нормальным атмосферным давлением. 760 мм рт. ст. равняется 101 300 Па = 1013 гПа.
Как меняется, от чего зависят показания
Как мы знаем, атмосфера — это газовая оболочка Земли и как мы тоже знаем, газы сильно сжимаемы. Если газ сильнее сжат, то плотность его будет больше, а следовательно, и давление тоже.
Слои воздуха у поверхности Земли сжаты всеми слоями воздуха. По мере подъема вверх от поверхности Земли, слабее будет сжиматься воздух, следовательно, плотность и давление будет меньше.
Чем выше местность над уровнем моря, тем атмосферное давление меньше. Чем ниже местность над уровнем моря, тем атмосферное давление больше.
В пример можно привести воздушный шарик, наполненный водородом. У поверхности Земли давление внутри шарика будет равным давлению на поверхности Земли. По мере отдаления от поверхности Земли, атмосферное давление будет меньше воздействовать на шар, так как чем выше от поверхности Земли, тем меньше плотность воздуха. В результате давление воздуха внутри шарика будет становится больше атмосферного давления, что приведет к разрыву шарика.
Примеры задач по физике для 7 класса
Высота горы Эверест равняется 8800 метров над уровнем моря. Рассчитайте атмосферное давление на вершине горы.
Каждые 12 метров атмосферное давление понижается на 1 мм рт. ст.
Ответ: атмосферное давление на вершине Эвереста равняется 26,6 мм рт. ст. или 3545,7 Па.
Какой высоты должен быть столб воды, чтобы уравновесить нормальное атмосферное давление?
Ответ: высота равняется 10,34 метра.
Ответ: сила равна 152 кН.
Вычислить примерную высоту телевизионной башни в Останкино. Атмосферное давление у ее подножия равна 755 мм рт. ст., а на вершине равна 710 мм рт. ст.
Ответ: примерная высота башни равняется 540 метров.
Стрелка Барометра-анероида показывает давление 1013 гПа. Соответствуя этому показанию, определите какая высота столба ртути будет в трубке Торричелли, установленной вертикально.
p = 1013 г П а = 101300 П а ρ р т = 13600 к г м 3
Атмосферное давление на разных высотах
Содержание
Так как жидкость мало подвержена сжатию, ее плотность на различных глубинах практически одинакова, соответсвенно, мы можем считать плотность жидкости постоянной и учитывать только изменение глубины/высоты.
Но газы, в отличие от жидкости, легко поддаются сжатию. Можно сказать, что чем сильнее газ сжат, тем больше его плотность и тем более сильное давление он производит.
Напомним, что нижние слои атмосферы наиболее плотные. Какова же величина атмосферного давления считается приемлемой и как изменение атмосферного давления влияет на нас?
Нормальное атмосферное давление
Зависимость давления воздуха от высоты намного сложнее, чем зависимость давления жидкости от высоты ее столба. Наша атмосфера неоднородна, и давление воздуха вблизи поверхности Земли максимально, поэтому, если вы полетите на воздушном шаре или вздумаете подняться в горы, давление воздуха с высотой будет только уменьшаться.
Наиболее заселенными участками Земли считаются равнины (до 500 м над уровнем моря), поэтому нам особенно важно знать величину атмосферного давления, приближенную к этим отметкам высоты над уровнем моря.
Все эксперименты и опыты показали, что атмосферное давление в местах, расположенных на уровне моря, приблизительно равно 760 мм рт. ст. Именно эту величину атмосферного давления и назвали «нормальным атмосферным давлением».
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0℃, называется нормальным атмосферным давлением.
Рассчитаем нормальное атмосферное давление в паскалях (в прошлых уроках мы выяснили, что 1 мм рт. ст. = 133,3 Па):
$$760 \times133.3 \space Па ≈ 101308 \space Па≈1013\space гПа$$
Это давление считается нормальным, но будет ли оно таким, если подняться высоко в горы? Или на крышу небоскреба?
При подъеме на каждые 12 метров атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст., что можно с легкостью проверить с помощью барометра-анероида (или высотометра) и многоэтажного здания.
Подобные расчеты на практике помогают ориентироваться в пространстве, определять положение заданных объектов относительно уровня Мирового океана (как вы знаете, данный уровень принят как стандартный нуль для отсчета любой высоты на Земле).
Интересные факты и примеры
Давайте попробуем вместе рассмотреть интересную задачу. Высота самой высокой точки на планете, горы Эверест, составляет приблизительно 8800 метров над уровнем моря. Какого же будет атмосферное давление на вершине горы?
Дано:
$h=8800м$
$p_<атм.норм.>=760мм рт. cт.$
$∆h=12 мм рт. ст.$
Найти:
$p_1-?$
Рассчитаем изменение атмосферного давления ∆p по формуле
$∆p= \frac
$∆p=\frac<8800 м><12\frac<м><мм. рт. ст.>>≈733 мм. рт. ст.$
$p_1=p_<атм.норм.>-∆p$
$p_1=760 мм. рт. мт. – 733 мм. рт. ст. =27 мм. рт. ст.$
Тело человека приспособлено к атмосферному давлению, но плохо переносит его понижение. При подъеме на такие высокие горы, (примерно с 4000 м, а иногда и ниже) многие люди начинают чувствовать себя плохо, появляются приступы «горной болезни»: становится трудно дышать, из ушей и носа нередко идет кровь, можно даже потерять сознание.
И все же люди приспосабливаются и к таким непростым условиям, например, в мире есть несколько стран (Боливия, Мексика, Перу, Эфиопия, Афганистан), в которых большинство населения проживают на высоте свыше 1000 м над уровнем моря.
В Тибете граница обитания человека превышает 5000 м над уровнем моря. Потоси, город, который ещё во времена Инков являлся крупнейшим месторождением серебра в Южной Америке, построен на высоте 4090 метров и имеет население около 160 тысяч человек. Это один из самых высокогорных городов на земном шаре.
Атмосферное давление и его влияние на осадки
Согласно неумолимой статистике, география не входит в список популярных предметов на едином госэкзамене. Однако экзамен от этого не становится легче — материал порой является очень непростым, поэтому подготовка к ЕГЭ по географии должна быть серьезной. Сегодня мы подробно рассмотрим вопрос влияния атмосферного давления на осадки на нашей планете.
Что такое атмосферное давление?
Атмосферное давление — это давление, которое оказывает воздушная оболочка на поверхность Земли и все, что на ней находится. Столб воздуха, который давит на обычного человека, имеет весьма ощутимую высоту (около 100 км), а сила, с которой он это делает — более 10 тонн на 1 кв. м.
Почему же человечество не только до сих пор живо, но еще и практически не ощущает такое колоссальное воздействие? Дело в том, что давление внутренних жидкостей организма и растворенных в них газов уравновешивает давление атмосферы. Расхождение этих величин вызывает ухудшение самочувствия.
Атмосферное давление и его влияние на осадки
Показатели атмосферного давления различаются в зависимости от точки на поверхности планеты: так, его величина очень сильно зависит от высоты. В качестве среднего значения принято считать давление 760 мм ртутного столба. Для местностей, расположенных «в низинке», данный показатель увеличивается. При подъеме наблюдается противоположная картина: по мере удаления от Земли расстояние между молекулами газов растет и давление столба воздуха снижается. Кроме того, высота самого столба становится меньше и давит он не так сильно.
Для регистрации атмосферного давления могут использоваться следующие приборы:
Ртутный барометр включает металлическую чашку, которая заполнена ртутью, и запаянную с одного конца полую стеклянную трубку. Последняя также наполнена ртутью, а ее нижний открытый конец погружен в чашу. Вес столбика жидкости в трубке уравновешивает давление воздуха, которому подвергается ртуть в чашке.
Атмосферное давление и его влияние на осадки
Барометр снабжен миллиметровой шкалой, поэтому при измерении давления воздушных масс говорят о «миллиметрах ртутного столба» (мм рт. ст.). Как только столб воздуха начинает давить на ртуть в чаше сильнее, она выдавливается в трубку и столбик жидкости в ней растет (давление повышено). Чем меньше воздух давит на чашу, тем больше ртути сливается в нее обратно (давление понижено).
Анероид (он же металлический барометр) включает герметически закрытую тонкостенную металлическую коробочку воздух внутри которой разрежен. Изменение давления воздушной оболочки Земли приводит к колебанию стенок коробки: они способны выпячиваться или вдавливаться, вызывая таким образом перемещение стрелки по снабженной делениями шкале.
Барограф — самопишущий анероид, который также включает специальную коробку с тонкими стенками. Однако в этом случае колебания передаются не стрелке, а специальному перу. Показания записываются в виде линии, которая чертится пером на закрепленной на вращающемся барабане ленте.
Атмосферное давление и его влияние на осадки
Пояса атмосферного давления
Атмосферное давление не является постоянной величиной: оно непрерывно изменяется в зависимости от температуры и перемещения воздуха. Барометры стабильно фиксируют изменения показателей два раза в сутки:
Годовые показатели атмосферного давления также колеблются: на материках зимой воздух является максимально холодным и плотным, поэтому давление самое высокое в году. Летом наблюдается обратная картина и показатели минимальны. Над океаном наблюдается иные показатели, потому что вода прогревается и остывает медленнее.
Атмосферное давление и его влияние на осадки
Поверхность планеты нагревается неравномерно, поэтому на Земле выделяется несколько чередующихся поясов атмосферного давления. Начинается все с экватора, воздух над которым сильно нагревается и движется вверх, образуя зону пониженного давления. На высоте воздушные массы начинают расходиться к полюсам, на которых вследствие постоянных низких температур формируется зона повышенного давления. Если бы планета не вращалась, то воздух просто циркулировал бы между этими двумя зонами, однако из-за вращения массы отклоняются, остывают и опускаются к земной поверхности в районе тропиков, где остывший воздух устремляется к земле и формирует пояс повышенного давления. В умеренных широтах воздушные массы снова нагреваются, поднимаются и «оттекают» к полюсам. Так снова формируются два пояса — высокого и низкого атмосферного давления.
Как атмосферное давление влияет на осадки?
Распределение атмосферных осадков на Земле никак нельзя назвать равномерным: в одних местах влаги слишком много, в других — слишком мало. Такая неравномерность связана с зональностью атмосферного давления, о которой мы говорили ранее. В поясах низкого давления воздух постоянно нагревается и содержит много влаги, которая при подъеме вверх формирует облака и выпадает в виде осадков. Именно поэтому экваториальный пояс и другие области с низким давлением не испытывают недостатка во влаге.
В областях с высоким давлением холодный воздух, в котором содержится небольшое количество влаги, опускается к земной поверхности. Происходящие при этом нагрев и сжатие воздушных масс отдаляют их от точки насыщения. По этой причине в тропическом поясе и на полюсах осадки очень немногочисленны.
Атмосферное давление
Атмосферное давление это сила, с которой атмосфера (воздух) давит на земную поверхность. Несмотря на то что мы не видим воздух и он нам кажется невесомым, это не так. У воздуха есть вес, который передается в виде давления. На каждый квадратный сантиметр земной поверхности атмосфера давит столбом, который берёт начало от крайней точки атмосферы и до точки на земной поверхности. Сила давления такого столба на 1 см квадратный составляет 1,33 кг. Несложно подсчитать, что при каком давлении на каждого человека (статистически подсчитано, что средняя площадь равна 1,6 квадратных метра) давит воздушная масса примерно в 16 тонн. Казалось бы, такое давление должно раздавливать людей, но этого не происходит. Связано это с физиологией организма, который также обладает своим давлением, которое сопоставимо с тем, что воздействует на него из атмосферы.
В качестве нормального атмосферного давления используется давление, которое характерно для 45 широты и абсолютного уровня моря. При таких условиях нормальное атмосферное давление составляет 760 мм ртутного столба.
Измерительные приборы
В географии есть 2 прибор, с помощью которых можно определить давление атмосферы:
Ртутный барометр это труба из стекла размером в 1 метр. Один конец это трубы плотно запаян, а другой опущен в миску, которая содержит ртуть. При первом переворачивании прибора, жидкость заполняет трубу и указывает текущее давление. Казалось бы ртуть должна полностью заполнить трубу, но этого не происходит. Причина именно в воздушном давлении. В дальнейшем под воздействием этого показателя ртуть поднимается или опускается в колбе, позволяя метеорологам говорить о текущем давлении в атмосфере.
«Анероид» переводится как «без жидкости». В результате прибор становится более «динамичным» и его без опасений можно переносить на любые расстояния. В его основе лежит круглая коробочка, из которой выкачан весь воздух, и которая абсолютно герметична. Она меняет свой размер в зависимости от атмосферного давления: расширяется при его повышении и сужается при снижении.
Влияние высоты на показатель
Одним из ключевых факторов изменения атмосферного давления является высота над уровнем моря. Если рассматривать этот вопрос упрощенно, то чем выше подниматься в атмосфере, тем давление становится меньше. Почему так происходит? Мы уже говорили про давящий столб на 1см2.
Если рассматривать две точки, из которых первая будет находиться на уровне Мирового океана, а вторая, например, на высокой горе, то длина столба, воздействующих на эти точки будет отличаться. Длина столба, давящая на горы, меньше, чем длина столба, давящая на нулевую отметку мирового океана, поэтому и атмосферное давление здесь меньше.
Второй важной характеристикой воздуха, непосредственно связанный с высокими уровнями, является плотностью. Мы часто слышим истории, что когда исследователи поднимаются на большие высоты, им становится тяжело дышать. Это же характерно и для воздухоплавателей. Происходит так потому, что чем выше тем плотность воздуха меньше. Так, если на высоте 12 км 1 кубический метр воздуха весит примерно 310 г, то на высоте 40 км он весит уже 4 г. В целом же ученые подсчитали, что если рассматривать исключительно тропосферу, как ближайший слой атмосферы к земле, то поднятие на каждые 100 м от уровня моря снижают значение атмосферного давления примерно на 10 мм ртутного столба. Поэтому зная, что на нулевой отметке давление составляет 760 мм ртутного столба, на основании показаний барометра можно определить текущую высоту местности.
Зависимость от температуры воздуха
Температура воздуха это один из ключевых факторов в формировании атмосферного давления. При нагревании воздух увеличивается, становится более плотным и одновременно более легким. В результате происходит снижение атмосферного давления. Если говорить о холодном воздухе, то он становится наоборот более тяжёлым, увеличивая атмосферное давление. Поэтому когда мы говорим о температуре воздуха, нужно понимать, что изменение этого показателя одновременно влечет и изменение воздушного давления.
Для понимания как происходит это движение (прежде всего замещение воздуха) посредством температур, можно рассмотреть циркуляцию в помещения. Воздух, нагреваясь от батареи, поднимается вверх к потолку. Там он находится какое-то время, остывает и опускается вниз. Затем он вновь попадает в батарее, нагревается и вновь поднимается вверх. Так происходит по замкнутому циклу.
Распределение давление по поясам
Рассматривая климатические зоны, мы отмечали, что они распределяются на Земле по поясному принципу. Для атмосферного давления, которое, как мы уже выяснили, так же сильно коррелирует с температурой воздуха, на нашей планете также прослеживается четкая поясность. На экваторе, где солнце светит наиболее интенсивно, установлен пояс низкого давления. От экватора теплый воздух посредством ветров движется к умеренным широтам. В ходе этого движения воздух остывает и тяжелеет, опускаясь вниз. Поэтому в районе 30-х широт образуется зона с высоким давлением.
Изобаты
Изобаты применяются в картографии, обозначая линии, которые соединяют метки, характеризующие равное атмосферное давление. Определение может показаться сложным, но на примерах ниже все станет понятно. Есть 2 вида таких точек: замкнутые и незамкнутые.
Примером замкнутой изобары может служить циклон. Внутри такой изобаты пониженное атмосферное давление, поскольку выпадает большое количество осадков, которые образуют испарение, а также которые мешают быстрому прогреву поверхности. В результате внутри образуется область низким давлением, а её окружает область с высоким давлением.
Примером незамкнутой изобары служит антициклон. В данном случае в центре находится область с высоким атмосферным давлением, а за ее пределами находится область с низким атмосферным давлением. Эти ситуации возникают, когда внутри изобаты длительное время отсутствуют осадки, и поверхность легко и быстро прогревается. Это и служит одним из источников высокого атмосферного давления. Такие изобаты чаще всего встречаются в южной части Тихого океана или в северной части Атлантического океана.
Чем выше высота тем больше давление
Влияние атмосферного давления на артериальное давление человека сопровождается комплексом негативных симптомов, которые проявляются не только у гипотоников или гипертоников, но и у здоровых людей.
Оптимальным значением давления, при котором человек не испытывает дискомфорта, считается показатель в 760 мм ртутного столба. Изменение в большую или меньшую сторону всего на 10 мм оказывает негативное влияние на самочувствие.
Перепады атмосферного давления оказывают на организм человека существенное влияние. Отклонения в сторону повышения или понижения нарушают нормальное функционирование некоторых систем и органов. Это становится причиной ухудшения общего самочувствия и вызывает необходимость обращаться за помощью к лекарственным препаратам. Подобная реакция организма известна как метеорологическая зависимость.
С особой остротой реагируют на перепады давления в атмосфере пациенты с заболеваниями сердца, сосудов и системы кровообращения. К особой категории относятся люди с высокой метеорологической чувствительностью.
Взаимосвязь соотношения давления ртутного столба и ухудшения самочувствия прослеживается при изменениях погоды, происходящих вследствие смещения одного атмосферного слоя другим – циклоном или антициклоном.
Влияние низких показателей
При пониженном атмосферном давлении, сопровождающемся большим количеством осадков и хмурой погодой, ухудшение состояния наблюдается у людей с низким артериальным показателем — гипотоников.
Они чутко реагируют на такое состояние окружающей среды. У них наблюдается падение АД, снижение сосудистого тонуса и обострение симптомов, характерных для гипотонии. Среди них:
• кислородное голодание;
• головокружение;
• слабость;
• мелькание «мушек» в глазах;
• тошнота.
У некоторых даже наблюдаются обмороки, потеря сознания. Подобные проявления нуждаются в срочной коррекции. Для оказания первой помощи используются средства, стабилизирующие артериальное давление.
Можно:
• принять таблетку Цитрамона, Фармадола;
• выпить чашку крепкого чая или кофе;
• принять 30-35 капель аптечной настойки Женьшеня, Лимонника, это оказывает благотворное влияние.
Также рекомендуется хорошо отдохнуть, даже вздремнуть. Гипертоникам низкие показатели давления в атмосферных слоях не доставляет дискомфорта. У них в такой ситуации редко наблюдается ухудшение самочувствия.
Как отражается на здоровье антициклон
Повышенное атмосферное давление сопровождается сухой безоблачной погодой. Более чувствительны к антициклону лица, страдающие гипертонией.
Ухудшение самочувствия приводит к появлению таких симптомов, как:
• резкое повышение давления;
• болевые ощущения и тяжесть в сердечной зоне;
• трудности с дыханием;
• частый пульс;
• шум в ушах;
• повышенная тревожность;
• слабость.
Эти симптомы могут свидетельствовать о серьезной опасности для здоровья пациента. Они указывают на состояние, характерное для гипертонического криза.
При высоком артериальном давлении, которое связано с метеоусловиями, рекомендуется принять препараты, понижающие АД, ранее рекомендованные лечащим врачом, и успокоительные средства.
Если такие меры не принесут облегчения, необходимо обратиться к врачу. Оставлять без внимания подобные симптомы не следует, так как они несут серьезную угрозу здоровью и жизни.
Реакция здоровых людей
Негативное влияние атмосферных колебаний ощущают не только лица, подверженные скачкам АД. Есть категория людей, реагирующих на скачки давления в слоях атмосферы, которые не страдают от гипотонии или гипертонии.
Причины метеорологической зависимости
Отсутствие отклонений АД от нормы (120/80) у здоровых людей не гарантирует хорошего состояния во время смены атмосферного давления. Бывает, что оно негативно сказывается на их самочувствии.
Адаптация к его изменениям у многих людей сопровождается появлением негативных признаков. Главной причиной такого явления становится предрасположенность к гиперчувствительности, называемой зависимостью от атмосферного давления.
Существенная роль в приспособлении организма к частой смене погодных условий принадлежит щитовидной железе. В качестве ответной реакции при повышенном давлении в атмосфере и гипертиреозе растет давление артериальное. Обратная связь прослеживается при гипотиреозе, АД понижается.
Отсюда следует вывод: нарушение функции щитовидной железы – существенный фактор проявления метеозависимости.
Кто в группе риска
Проявление реакции организма на погодные факторы свойственно многим категориям лиц:
1. Наиболее подвержены метеозависимости люди старше 40 лет.
2. Пациенты с ослабленным иммунитетом, нарушениями в деятельности нервной системы и щитовидной железы.
3. Эмоциональные натуры.
4. Люди, страдающие вегетативно-сосудистой дистонией (ВСД).
5. Отсутствие необходимого уровня физической активности приводит к ослаблению сосудистого тонуса и, как следствие, провоцирует плохое самочувствие при повышенных или пониженных атмосферных показателях.
Депрессивное состояние, неврозы и стрессы в значительной степени увеличивают риск проявления негативных симптомов на фоне изменения атмосферного фактора.
Не лучшим образом отражается на состоянии человека в период смены циклонов и антициклонов недостаток витаминов, неполноценное питание, лишенное необходимого количества важных микроэлементов при увлечении модными голодными диетами.
Как вылечить метеозависимость
Однозначно ответить на этот вопрос не представляется возможным. Процесс лечения достаточно сложный, а результат нестабильный. Это объясняется большим количеством причин, способных провоцировать высокую чувствительность к изменению атмосферного давления.
С целью облегчения остроты проявления симптомов используются следующие методы терапии
1. Регулярный прием в период межсезонья витаминных комплексов и препаратов, укрепляющих иммунную систему.
2. Гипо- и гипертонические проявления корректируются при помощи правильного подхода к питанию, физической нагрузки и полноценного отдыха.
3. Рекомендуется применение успокоительных средств. При серьезных отклонениях артериального давления, особенно в сторону повышенных значений, терапевт назначает препараты, снижающие его. Схема лечения в таком случае предусматривает постоянный прием лекарственных средств независимо от состояния пациента.
Универсальных препаратов от метеозависимости не существует. Лечение предусматривает индивидуальный подход в каждом конкретном случае.
Не следует пытаться справиться с проблемой самостоятельно. Такой подход позволит замаскировать симптомы, но не устранит причину метеочувствительности.