С какой силой атмосферный воздух оказывает давление
Содержание статьи
С какой силой воздух давит на человека?
С какой силой воздух давит на человека?Воздух лишь визуально кажется нам прозрачным и неощутимым, а ведь на самом деле он состоит из миллионов мельчайших частиц – атомов и молекул, которые имеют определенный вес. Получается, что мы каждую секунду времени должны чувствовать невероятную силу давления воздуха. Чему равна эта сила и почему она остается незаметной для всех живых организмов на планете?
Сколько весит воздух?
Воздух – это большей частью сочетание азота и кислорода (99%), а также других газов. Таким образом, речь идет о совокупности веществ, каждое из которых состоит из молекул, а те, в свою очередь, из атомов. У каждого атома химического вещества есть определенная масса.
То, что воздух не невесомый, впервые доказал итальянский ученый Эванджелиста Торричелли при помощи эксперимента с несколькими емкостями и ртутью. Опытным путем он выяснил и атмосферное давление при температуре 0℃ – 760 мм ртутного столбика либо 101 325 Па.
Простой эксперимент, наглядно демонстрирующий, что воздух не невесомый
Давление создается за счет того, что на атмосферу действует гравитация Земли. При этом воздушная оболочка, хоть и не равномерно, но окружает нашу планету со всех сторон. Если условно разделить поверхность Земли на множество участков площадью 1 см2, то на каждый такой квадрат воздух давит с силой в 1,033 кг. А весь воздух на планете весит 51 х 1014 тонн.
Интересный факт: для каждого региона характерны свои нормы атмосферного давления, поскольку оно зависит от множества факторов, таких как температура, рельеф местности, положение относительно экватора и др. Примечательно, что самые низкие показатели регистрируются в эпицентрах торнадо.
Давление воздуха на человека
Чтобы рассчитать, с какой силой воздух давит на человека, осталось узнать только площадь поверхности тела (ППТ) и провести несложные расчеты. ППТ имеет большое значение в медицине и физиологии, так как широко применяется при назначении лекарственных препаратов, расчете индекса массы тела и т.п.
Существует более 10 формул для определения площади поверхности тела, но чаще всего используется формула Мостеллера. В упрощенной форме она представлена следующим образом:
BSA = (√m x h)/60 , где m – это масса в кг, а h – высота в см. BSA – ППТ в м2.
Соотношение давлений в организме человека
С помощью данной формулы можно рассчитывать площадь поверхности тела в индивидуальном порядке, однако для удобства есть и «нормальные значения». Они были выведены специалистами в качестве среднего арифметического на основе исследования нескольких тысяч пациентов. Нормальным значением для взрослого человека, независимо от пола, считается 1,73 м2.
В 1,73 м2 содержится 17300 см2. Это значит, что на тело человека воздух давит с силой в 17870 кг или приблизительно 18 тонн. Значение довольно существенное, ведь это то же самое, что водрузить себе на плечи 3 грузовых автомобиля весом 6 тонн каждый. Почему же мы не ощущаем давление воздуха?
Все благодаря эволюции – организмы всех живых существ адаптировались к атмосферному давлению, которое равномерно распределяется по всей площади тела. Кроме того, воздух с таким же давлением присутствует внутри каждого органа. Внешнее и внутреннее давление уравновешивают друг друга.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Эксперт и постоянный автор научно-популярного журнала: «Как и Почему». Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 – 76533. Издание «Как и почему» kipmu.ru входит в список социально значимых ресурсов РФ.
Источник
«Что такое давление и как его понять?
Правда, что воздух давит на нас с силой 101 325 Па? Насколько это большое значение и на что оно влияет?» – Яндекс.Кью
Анонимный вопрос
6 августа 2019 · 4,6 K
IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные решения, естествознание…
Когда что-то на что-то давит, то оно, во-первых, действует с определённой силой (это, по-видимому, должно быть понятно). Взаимодействие происходит не в какой-то одной точке, а в так называемом пятне контакта, в площади где соприкасаются поверхности взаимодействующих тел. Чтобы описать, что происходит в этом пятне контакта нам нужно давление. Если силу взаимодействия разделить на площадь, то мы получим величину силы, приходящуюся на единицу площади. Легко заметить, что при одинаковой силе, чем меньше площадь, тем бльше давление. По этому при одинаковом усилии отверстие в доске можно проколоть шилом, но вряд ли пальцем. Это механическое давление.
Давление жидкости или газа интересно тем, что оно действует на тело во всех направлениях. Оно объясняется как интегральный результат воздействия на тело хаотически движущихся молекул. (По ссылке видеоролик НИЯУ МИФИ, где показана прекрасная живая макромодель этого процесса.) Молекулы бомбардируют поверхность твёрдого тела тем сильнее, чем плотнее и горячее газ или жидкость. Самые верхние слои нашей атмосферы разрежены и не оказывают давления (нет чёткой границы между атмосферой и безвоздушным пространством), а у поверхности Земли плотность воздуха такова, что давление составляет 101325Па или 1атм. С такой силой давил бы столбик ртути высотой 760мм, или столб воды высотой 10м33см. Получается не то чтобы фантастически много, но весьма прилично. То есть если бы мы захотели к одной атмосфере прибавить еще одну, то нужно нырнуть на 10 метров (почти 4-х этажный дом) в реку, и тогда почувствуем разницу. А чтобы вычесть эти 101325Па нужно выйти в открытый космос без скафандра.
Атмосферное давление сильно влияет на наше самочувствие. В нашем теле есть полости наполненные жидкостями. Для комфортного самочуствия давление внутри этих полостей и давление снаружи должно быть в среднем одинаковым. В среднем, потому что за счёт разницы давлений обеспечивается перетекание этих жидкостей. Например, чтобы пописать, нужен рефлекс создающий с помощью мышц в мочевом пузыре давление выше атмосферного. А чтобы младенец смог сосать молоко, он должен во рту создавать давление ниже атмосферного (ниже давления в теле матери, если быть более точным). То же относится и к кровяному давлению — давлению жидкости в кровеносных сосудах. Если оно окажется много ниже атмосферного, то сосуды будут спадаться и кровь не сможет по ним течь, а если наоборот, то сосуды могут полопаться. Разница асистолического и диастолического давления (оба находятся около величины атмосферного) заставляет кровь течь.
Также в теле есть полости наполненные воздухом, но они как правило являются открытыми: носовые пазухи, рот, лёгкие. Так как они открыты, то давление в лёгких в среднем всегда равно атмосферному, и выравнивается само если мы задержали дыхание с открытым ртом (с помощью мышц диафрагмы). Т.е. если взойти на Эверест, то давление в лёгких будет таким же как там на вершине (чуть меньше нормального атмосферного). А вот если взять длинную трубку и нырнуть с ней в воду хотя бы на пару метров, то давление снаружи будет высоким, а в лёгких, соединённых трубкой с поверхностью, всё тем же. В таких условиях вдохнуть будет чрезвычайно трудно, а на определённой глубине и вообще невозможно. Длинная трубка для дыхания этот нонсенс; на глубину — только с аквалангом. Он подаёт воздух в лёгкие под давлением, т.е. попросту надувает вас воздухом.
То есть получается что давление воды в глубине 1-9м ниже чем атмосферное давление? Или давление на поверхности… Читать дальше
Да, давление воздуха составляет 101 325 Па.
Вы ходя по земле, ходите по «дну» огромного воздушного «океана» который давит на вас с силой, примерно в 10 000 кг/м²
Единственная причина, почему вас не расплющило, как камбалу — то, что воздух изнутри вашего тела давит наружу с аналогичной силой.
Примерно на этом основана вакуумная консервация. Воздух… Читать далее
Форма камбалы не имеет отношения к давлению.
Инженер-механик физики низких температур. Любитель стейков, истории, науки.
Naeel Maqsudov очень хорошо все описал. А вот на сколько оно большое или маленькое — это вопрос сравнения. С чем будем сравнивать?
Давление на глубине 10 метров это плюс еще одна атмосфера. Терпимо, но уши закладывает ощутимо.
В самолете на эшелоне в среднем поддерживается 75% атмосферного. Мы это замечаем, но не испытываем сильных неудобств.
Вентилят… Читать далее
Источник
Какое нормальное атмосферное давление воздуха
Атмосферное давление
Вспомните из курса природоведения, что называют атмосферным давлением.
Понятие об атмосферном давлении.
Воздух невидимое и легкое. Однако и оно, как и всякая вещество, имеет массу и вес. Поэтому оно оказывает давление на земную поверхность и на все тела, на ней находятся.
Это давление определяется весом столба воздухавысотой с всю атмосферу — от земной поверхности до самой ее верхней границы.
Установлено, что такой столб воздуха давит на каждый 1 см2 поверхности ссилой в 1 кг 33 г (соответственно на 1 м2 — Более 10 т!)
Итак, атмосферное давление — Это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все предметы на ней.
Поверхность тела человека составляет в среднем 1,5 м2. Согласно воздуха давить на нее весом в 15 т. Такое давление способно раздавитьвсе живое.
Почему же мы его не ощущаем? Это связано с тем, что внутричеловеческого организма также существует давление — внутренний, и он равно атмосферному.Если это равновесие нарушается, человек чувствует себя плохо.
Измерение атмосферного давления.
Атмосферное давление измеряют с помощью специального прибора — барометра. В переводе с греческого это слово означает «Измеритель тяжести».
На метеостанциях используют ртутный барометр. Основная его часть — стеклянная трубка длиной 1м, запаянная с одного конца. В нее налито ртуть — тяжелый жидкий металл.
Открытым концом трубка погружена в широкую чашу, также заполненную ртутью. При переворачивании ртуть из трубки вылилась только до определенного уровня и остановилась.
Почему же онаостановилась, а не вылилась вся? Потому что воздух оказывает давление на ртуть в чаше и невыпускает ее всю из трубки.
Если атмосферное давление уменьшается, то ртуть в трубке опускается и наоборот. По высоте столба ртути в трубке, на которую нанесена шкала,определяют величину атмосферного давления в миллиметрах.
На параллели 450 на уровне моря притемпературе воздуха 0 0С под давлением воздуха столбик ртутиподнимается в трубке на высоту 760 мм. Такое давление воздуха считается нормальным атмосферным давлением.
Если столб ртути в трубке поднимается выше 760 мм, то давление повышенный, Ниже — снижен.Следовательно, давление столба воздуха всей атмосферы уравновешивается весом столба ртутивысотой 760 мм.
В походах и экспедициях пользуются более удобнымприбором — барометром-анероид.»Анероид» в переводе с греческого означает «безридинний»:в нем нет ртути. Главной его частью является металлическая упругая коробочка, из которойскачали воздуха. Это делает ее очень чувствительной к изменениям давления извне.
Приповышенные давления она сжимается, при снижении — расширяется. Эти колебаниячерез особый механизм передаются стрелке, которая указывает на шкале величинуатмосферного давления в миллиметрах ртутного столба.
Зависимость давления от высоты местности и температуры воздуха.
Атмосферное давление зависит от высоты местности. Чем выше уровняморя, тем давление воздуха меньше. Он снижается, так как с поднятием уменьшаетсявысота столба воздуха, который давит на земную поверхность.
Кроме того, с высотой давление падает еще и потому, что уменьшается плотность самого воздуха. На высоте 5 кматмосферное давление снижается наполовину по сравнению с нормальным давлением на уровнеморя. В тропосфере с подъемом на каждые 100 м давление уменьшается примерно на 10мм рт. ст.
Зная, как изменяется давление, можно вычислить иабсолютное и относительное высоту места. Существует и особый барометр — высотомер, В котором наряду со шкалойатмосферного давления, есть и шкала высот.
Итак, для каждой местности будет характерен свой нормальное давление: на уровне моря — 760 мм рт.века, в горах в зависимости от высоты — ниже. Например, для Киева, лежащейна высотах 140-200 м над уровнем моря, нормальным будет среднее давление 746 мм рт. ст.
Атмосферное давление зависит и от температуры воздуха.При нагревании объем воздуха увеличивается, оно становится менее плотным и легким.
За этого уменьшается и атмосферное давление. При охлаждении происходят обратныеявления. Следовательно, с изменением температуры воздуха непрерывно меняется и давление.
В течение суток он дважды повышается (утром и вечером) и дважды снижается (После полудня и после полуночи). Зимой, когда воздух холодный и тяжелое, давлениевыше, чем летом, когда оно более теплоеи легкое.
Итак, за изменением давления можно предсказать изменения погоды. Снижение давленияуказывает на осадки, повышение — на сухую погоду. Изменение атмосферного давления влияети на самочувствие людей.
Распределение атмосферного давления на Земле.
Атмосферноедавление, как и температура воздуха, распределяется на Земле полосами: различаютпояса низкого и высокого давления. Их образование связано с нагревом иперемещением воздуха.
Над экватором воздух хорошо прогревается. От этогооно расширяется, становится менее плотным, а потому легче. Легче воздуха поднимаетсявверх — происходит восходящее движение воздуха. Поэтому там у поверхности Землитечение года устанавливается пояснизкого давления. Над полюсами, где в течение года температуры низкие, воздухохлаждается, становится более плотным и тяжелым.
Поэтому оно опускается -происходит нисходящее движение воздух — и увеличивается давление. Поэтому уполюсов образовались поясавысокогодавления. Воздух, поднявшееся над экватором, растекаетсяк полюсам.
Но, не доходя до них, на высоте оно охлаждается, становится тяжелееи опускается на параллелях 30-350 в обоих полушариях. Как следствие — тамобразуются поясавысокого давления. В умеренных широтах, на параллелях 60-650обоих полушарий образуются пояса низкого давления.
Таким образом, наблюдается тесная зависимость атмосферногодавления от распределения тепла и температур воздуха на Земле, когда восходящие инисходящие движения воздуха обуславливают неравномерное нагревание земной поверхности.
Вопросы и задания
1. Определите, сколько весит воздух, находящийсяв классе, если его длина 8 м, ширина 6 м, высота 3 м.
2. Почему атмосферное давление уменьшается с высотой?
3. Почему изменяется давление в одном и том жеместе? Как влияет на это изменение температуры воздуха?
4. Определите, примерно относительная высота горнойвершины, если у подошвы горы барометр показывает 720 мм, а на вершине — 420 мм.
5. Как распределяется атмосферное давление на Земле?
6. Вспомните, какая абсолютная высота вашейместности. Вычислите, который атмосферное давление можно считать нормальным для вашегоместности.
С какой силой атмосфера давит на человека?
Если сравнить это давление с грузом, какой вес каждый из нас носит на себе?
Атмосфера давит на человека с давлением (не с силой) в 1 атмосферу, уж простите за каламбур.
1 атм = 9,82 н/см2.
А вот все сравнения этого давления с грузом абсолютно некорректны. Человек не носит на себе столб воздуха и не испытывает силы, сдавливающей его.
По закону Паскаля давление в жидкостях и газах на данной глубине действует во всех направлениях одинаково, поэтому сила, давящая на человека сверху, уравновешивается силой, давящей на человека снизу (там ведь тоже воздух и с таким же давлением) .
Если быть абсолютно точным, то равнодействующая всех сил, действующих на человека со стороны атмосферы (она весьма невелика, около 0,6 н) , направлена как раз вверх, это Архимедова сила.
Давление внутри человека немного больше атмосферного (нормальное, как Вы, вероятно, знаете, ок. 120мм. рт. ст, в то время как атмосфера -760 мм. рт. ст.) . Так что, опять же, мы не сдавлены снаружи, а раздуты изнутри.
Атмосфера давит на человека с давлением (не с силой) в 1 атмосферу, уж простите за каламбур.
1 атм = 9,82 н/см2.
А вот все сравнения этого давления с грузом абсолютно некорректны.
Человек не носит на себе столб воздуха и не испытывает силы, сдавливающей его. По закону Паскаля давление в жидкостях и газах на данной глубине действует во всех направлениях одинаково, поэтому сила, давящая на человека сверху, уравновешивается силой, давящей на человека снизу (там ведь тоже воздух и с таким же давлением) .
Если быть абсолютно точным, то равнодействующая всех сил, действующих на человека со стороны атмосферы (она весьма невелика, около 0,6 н) , направлена как раз вверх, это Архимедова сила.
Давление внутри человека немного больше атмосферного (нормальное, как Вы, вероятно, знаете, ок. 120мм. рт. ст, в то время как атмосфера -760 мм. рт. ст.) . Так что, опять же, мы не сдавлены снаружи, а раздуты изнутри.
- У поверхности Земли на 1 см2 площади атмосфера давит с силой, равной 1033 г, а на 1 м2 — уже 10333 кг.
Таким образом, тело взрослого человека испытывает тяжесть, равную 12-15 тыс. кг, или 12-15 т, а ладонь его руки — 150 кг. Однако этой тяжести человек не ощущает, так как внешнее давление уравновешивается давлением воздуха внутри тела.
Жизнь на Земле приспособлена именно к этому давлению, поэтому при подъеме на большие высоты самочувствие человека ухудшается не только из-за недостатка кислорода, но и низкого давления.
точно не помню но у Перельмана в Занимательной физике этот вопрос наглядно разбирался
смотря на какой глубине, на возвышеностях или в горах. чем глубже тем давление больше, а чем выше тем его меньше.
1,5 — 2 тонны (масса), а вес 15-20 т.
Исходя из формулы p=F/S, где p — атмосферное давление, F=mg — сила, S-площадь.
Атмосферное давление — давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле.
В 1643 Эванджелиста Торричелли показал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя трубку Торричелли (первый ртутный барометр) , — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.
На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов) , в которых господствует пониженное давление.
Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 684 — 809 мм рт. ст.
Нормальным атмосферным давлением называют давление в 760 мм рт. ст. на уровне моря при температуре 15 °C. (Международная стандартная атмосфера — МСА) (101 325 Па) .
Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы.
Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой. Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа, называется барической (барометрической) ступенью.
У земной поверхности при давлении 1000 гПа и температуре 0 °С она равна 8 м/гПа. С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает, т. е. она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению.
Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, т.е. изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.
На картах давление показывается с помощью изобар — линий, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря.
Атмосферное давление измеряется барометром.
В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление ровно 100 кПа.
Источник