大気圧

大気圧は気圧とも呼ばれ、大気中の空気が地球の表面とすべての物体に及ぼす力です。

この圧力は地球上のどこでも同じではなく、気候や緩和条件によって異なり、大気の濃度に関係します。

空気の濃度と気圧に影響を与える主な要因は、 高度 と 温度 です。

大気圧は、1643 年に物理学者で数学者のエヴァンジェリスタ トリチェリによって初めて測定されました。

圧力は、力 (F) と面積 (A) の比によって計算されます。

大気圧の場合、力は気柱が表面の特定の領域に及ぼす重量を指します。大気圧は、N/m ² (ニュートン/平方メートル) またはパスカル (Pa) で測定されます。

どこ、

大気圧を計算する別の方法は、次の式を使用することです。

どこ、

大気圧の公式を適用し、値の参照としてトリチェリの実験を使用することで、海面での大気圧を計算できます。これらの条件下の値は次のとおりです。

式 (P = dxgxh) を適用すると、次のようになります。

P = 13.6.10 ³ x 9.8 x 0.76

p = 1,013.10 ⁵ Pa

海面における大気圧の値は次のように表すこともできます。

密度 と 重力と は何かについても理解してください。

高度は気圧に影響を与える主な要因の 1 つです。この関係がどのように起こるかを理解するには、大気の構造について考える必要があります。

大気は 800 km にわたる空気の層で、酸素、水素、窒素などのさまざまなガスで構成されています。これらのガスには質量と重さがあり、地球の表面上のすべての物体に力を及ぼします。

圧力がその領域にかかる力であると考える場合、気柱が特定の領域に及ぼす力を計算する必要があります。

海面に近づくほど、この大気の柱は大きくなり、私たちが浮き彫りになるにつれて、この大気の柱は減少します。

柱の重量が重くなると、空気の濃度が高まり、空気分子の間隔が近くなります。一方、凹凸が上に行くほど、分子はより広がり、空気の濃度は低くなります。

登山者が登山中に呼吸困難に陥るのはこのためです。空気の濃度が低くなると粒子の間隔が遠くなり、空気が希薄になります。

一方、海抜ゼロメートルでは空気がかなり集中しているため、呼吸が楽になります。

「大気の層 」も参照してください。

大気圧は温度にも影響されます。高温では物体の分子が離れて移動するということを覚えておいてください。同じことが空気でも起こります。

これは、気温が高いと空気の分子がより広がり、したがって大気圧が低くなる傾向があることを意味します。

寒い場所では、空気の分子が集まり、ガスの濃度が増加し、その結果、大気圧が上昇します。

温度 について詳しくは、こちらをご覧ください。

民間航空機は通常、地表から約 11,000 メートル上空を飛行します。この高度では、空気の濃度が低く、 気圧が非常に低いため 、人間の生活は不可能です。

この高度で客室内で呼吸できるようにするために、航空機は加圧されています。これは、人間が適した圧力に達するまで、大量の空気がキャビン内に注入されることを意味します。

飛行中、飛行機内の圧力は外気の圧力よりもはるかに高く、この圧力が変化しないようにするには、飛行機の客室を完全に密閉する必要があります。

空気は密度の高い領域から密度の低い領域に流れるため、客室内に漏れがあると空気がすぐに機外に逃げ、減圧が発生します。

ストローで液体を飲むことは、大気圧の作用によってのみ可能になります。これは、大気圧がガラス内の液体に力を及ぼしているために起こります。

ストローの中には空気があり、したがって圧力がかかりますが、ストローから空気を抜くと、ストロー内の圧力が下がります。

大気圧によって液体が下に「押され」、液体が圧力の高いところから低いところへ流れると、液体は口に届くまでストローの中を上昇します。

大気圧の測定は、1643 年にイタリアの物理学者であり数学者であるエヴァンジェリスタ トリチェッリによって初めて行われました。

トリチェリは、長さ 1 メートルの試験管と、ボウルに似た別の下部容器で構成される 水銀気圧計 を作成しました。両方の容器には水銀が充填されていました。

彼の実験では、試験管の中に空気が入らないように、試験管の開口端を下にしてボウルに入れました。

液体はチューブからボウルに流れ始め、水銀柱が 76 cm に達したときにシステムは平衡状態になりました。試験管の上部には真空が形成されました。

系が安定するということは、水銀柱が液体に及ぼす大気圧が、外部の大気によって及ぼされる大気圧と等しくなることを意味する。

したがって、トリチェリは、海面での大気圧は 76 cmHg または 760 mmHg に等しいと判断しました。