Présentation sur le thème Pression atmosphérique. Vent

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La pression atmosphérique est la force de pression de la colonne d'air par unité de surface (le nombre de kg par 1 cm2). On sait que la pression normale agit sur un centimètre carré de notre corps comme un poids de 1,033 kg. Cependant, la pression de l'air atmosphérique ne dérange pas les gens, car les gaz de l'air dissous équilibrent tout dans les fluides tissulaires.

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PRESSION ATMOSPHÉRIQUE (grec atmos - vapeur) - la gravité de la colonne d'air de sa limite supérieure à la surface de la terre ou aux objets au sol à un niveau d'altitude donné. Le poids d'1 litre d'air au niveau de l'océan mondial est d'environ 1,3 g et sa pression atteint 1033 g/cm2. Au niveau de la mer à une latitude de 45 ° à une température de 0 ° C, la pression atmosphérique est égale au poids d'une colonne de mercure de 760 mm ou 1013 mblr, qui est prise comme la pression normale du globe. Pour chaque augmentation de 10 m d'altitude, la pression atmosphérique diminue de 1 mm ou 1,3 mlbar, telle que mesurée par un baromètre. La pression dépend des variations de température, et donc, de l'heure de la journée, de l'évolution de certaines masses d'air (les cyclones diminuent, et les anticyclones augmentent).

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Changements de pression atmosphérique dans l'atmosphère :

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Atmosphère - la coquille d'air de la Terre / plusieurs milliers de kilomètres de haut /.

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Ayant perdu l'atmosphère, la Terre deviendrait aussi morte que sa compagne la Lune, où règne tour à tour une chaleur torride, puis un froid glacial - + 130 C le jour et - 150 C la nuit.

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Selon les calculs de Pascal, l'atmosphère terrestre pèse autant qu'une boule de cuivre d'un diamètre de 10 km pèserait - cinq quadrillions (5000000000000000) tonnes !

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Récit

La présence de la pression atmosphérique a dérouté les gens en 1638, lorsque l'idée du duc de Toscane de décorer les jardins de Florence avec des fontaines a échoué - l'eau ne dépassait pas 10,3 mètres. La recherche des raisons de cela et les expériences avec une substance plus lourde - le mercure, entreprises par Evangelista Torricelli, ont conduit au fait qu'en 1643, il a prouvé que l'air avait du poids. Avec V. Viviani, Torricelli a mené la première expérience de mesure de la pression atmosphérique, inventant le tube de Torricelli (le premier baromètre à mercure) - un tube en verre dans lequel il n'y a pas d'air. Dans un tel tube, le mercure monte à une hauteur d'environ 760 mm.

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Variabilité et impact sur la météo

À la surface de la terre, la pression atmosphérique varie d'un endroit à l'autre et dans le temps. Les changements non périodiques de la pression atmosphérique qui déterminent les conditions météorologiques et qui sont associés à l'émergence, au développement et à la destruction de zones de haute pression se déplaçant lentement (anticyclones) et d'énormes tourbillons relativement rapides (cyclones), dans lesquels prédomine la basse pression, sont particulièrement importants. Il y avait des fluctuations de la pression atmosphérique au niveau de la mer dans la plage de 641 à 816 mm Hg. Art. (à l'intérieur de la tornade, la pression chute et peut atteindre une valeur de 560 mm Hg). La pression atmosphérique diminue à mesure que l'altitude augmente, car elle n'est créée que par la couche sus-jacente de l'atmosphère. La dépendance de la pression sur la hauteur est décrite par le soi-disant. formule barométrique. Sur les cartes, la pression est indiquée à l'aide d'isobares - des isolignes reliant des points ayant la même pression atmosphérique de surface, nécessairement réduite au niveau de la mer. La pression atmosphérique est un élément météorologique très variable. De sa définition il résulte qu'il dépend de la hauteur de la colonne d'air correspondante, de sa densité, de l'accélération de la gravité, qui varie avec la latitude du lieu et la hauteur au-dessus du niveau de la mer.

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Pression standard

En chimie, depuis 1982, la pression atmosphérique standard, selon la recommandation IUPAC, est une pression égale à 100 kPa. La pression atmosphérique est l'une des caractéristiques les plus importantes de l'état de l'atmosphère. Dans une atmosphère au repos, la pression en tout point est égale au poids de la colonne d'air sus-jacente de section unitaire. Dans le système GHS 760 mm Hg. Art. équivalent à 1,01325 bar (1013,25 mbar) ou 101 325 Pa dans le Système international d'unités (SI). L'équation de la statique exprime la loi du changement de pression avec la hauteur : -∆p=gρ∆z, où : p - pression, g - accélération de la chute libre, ρ - densité de l'air, ∆z - épaisseur de la couche. Il découle de l'équation de base de la statique que lorsque la hauteur augmente (∆z>0), le changement de pression est négatif, c'est-à-dire que la pression diminue. Strictement parlant, l'équation de base de la statique n'est valable que pour une couche d'air très mince (infiniment mince) ∆z. Cependant, en pratique, il est applicable lorsque le changement d'altitude est suffisamment faible par rapport à l'épaisseur approximative de l'atmosphère.

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stade barique

La hauteur à laquelle il faut monter ou descendre pour que la pression change de 1 hPa (hectopascal) s'appelle le stade barique (barométrique). L'étage barique est pratique à utiliser lors de la résolution de problèmes qui ne nécessitent pas une grande précision, par exemple, pour estimer la pression à partir d'une différence de hauteur connue. D'après la loi de base de la statique, l'étage de pression (h) est : h=-∆z/∆p=1/gρ [m/hPa]. A une température de l'air de 0 °C et une pression de 1000 hPa, le niveau barique est de 8 m/hPa. Par conséquent, pour que la pression diminue de 1 hPa, vous devez augmenter de 8 mètres. Avec l'augmentation de la température et l'augmentation de l'altitude au-dessus du niveau de la mer, elle augmente (en particulier de 0,4% pour chaque degré de chauffage), c'est-à-dire qu'elle est directement proportionnelle à la température et inversement proportionnelle à la pression. L'inverse du pas barique est le gradient barique vertical, c'est-à-dire le changement de pression lors de la montée ou de la descente de 100 mètres. A une température de 0 °C et une pression de 1000 hPa, elle est égale à 12,5 hPa.

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Ajustement au niveau de la mer

La réduction de la pression au niveau de la mer est effectuée dans toutes les stations météorologiques qui envoient des télégrammes synoptiques. Pour rendre la pression comparable à des stations situées à des hauteurs différentes, la pression réduite à un repère unique - le niveau de la mer est appliquée aux cartes synoptiques. Lors de la réduction de la pression au niveau de la mer, la formule abrégée de Laplace est utilisée : z2-z1=18400(1+λt)lg(p1/p2). Autrement dit, connaissant la pression et la température au niveau z2, on peut trouver la pression (p1) au niveau de la mer (z1=0). Calcul de la pression à l'altitude h à partir de la pression au niveau de la mer Po et de la température de l'air T:P = Poe-Mgh/RT où Po - pression Pa au niveau de la mer [Pa] ; M - masse molaire d'air sec 0,029 [kg / mol]; g - accélération en chute libre 9,81 [m/s²] ; R est la constante universelle des gaz 8,31 [J/mol K] ; T - température absolue de l'air [K], T = t + 273, où t - température en °C; h - hauteur [m]. À basse altitude, chaque 12 m d'ascension réduit la pression atmosphérique de 1 mm Hg. Art. À haute altitude, ce modèle est violé.

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Baromètre

La pression atmosphérique est mesurée en millimètres de mercure (mmHg). Pour le déterminer, ils utilisent un appareil spécial - un baromètre (du grec baros - gravité, poids et mètre - je mesure). Il existe des baromètres à mercure et non liquides.

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Mercure anéroïde

baromètres

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Baromètre

Baromètre anéroïde : 1 - boîtier métallique ; 2 - printemps; 3 - mécanisme de transmission ; 4 - pointeur flèche; 5 - échelle

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L'expérience Torricelli

La valeur de 760 mm a été obtenue pour la première fois en 1644 par Evangelista Torricelli (1608-1647) et Vincenzo Viviani (1622-1703) - étudiants du brillant scientifique italien Galileo Galilei. E. Torricelli a soudé un long tube de verre avec des divisions à une extrémité, l'a rempli de mercure et l'a abaissé dans une tasse de mercure (c'est ainsi que le premier baromètre à mercure a été inventé, appelé tube de Torricelli). Le niveau de mercure dans le tube a chuté alors qu'une partie du mercure s'est déversée dans la tasse et s'est stabilisée à 760 millimètres. Un vide s'est formé au-dessus de la colonne de mercure, qui s'appelait le vide de Torricelli. E. Torricelli croyait que la pression de l'atmosphère à la surface du mercure dans la coupelle est équilibrée par le poids de la colonne de mercure dans le tube. La hauteur de cette colonne au-dessus du niveau de la mer est de 760 mm Hg. Art.

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Conclusion:

Torricelli a remarqué que la hauteur de la colonne de mercure dans le tube change, et ces changements de pression atmosphérique sont en quelque sorte liés au temps. Si vous attachez une échelle verticale à un tube contenant du mercure, vous obtenez le baromètre le plus simple.

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QUE SE PASSERA-T-IL SUR TERRE si l'atmosphère atmosphérique disparaissait soudainement ?

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Sur Terre, une température d'environ -170 ° C s'établirait, tous les espaces aquatiques gèleraient et la terre serait recouverte d'une croûte de glace. - il y aurait silence complet, puisque le son ne se propage pas dans le vide ; le ciel deviendrait noir, puisque la couleur du firmament dépend de l'air ; il n'y aurait pas de crépuscule, d'aubes, de nuits blanches. - le scintillement des étoiles s'arrêterait et les étoiles elles-mêmes seraient visibles non seulement la nuit, mais aussi le jour (nous ne les voyons pas le jour en raison de la diffusion de la lumière solaire par les particules d'air). - Les animaux et les plantes mourraient. ... certaines planètes du système solaire ont aussi des atmosphères, mais leur pression ne permet pas à une personne d'être là sans combinaison spatiale. Sur Vénus, par exemple, la pression atmosphérique est d'environ 100 atm, sur Mars - d'environ 0,006 atm. En raison de la pression de l'atmosphère, une force de 10 N agit sur chaque centimètre carré de notre corps.

MBOU "École secondaire de Troitsk" Cours de physique en 7e année sur le thème: "Atmosphère et pression atmosphérique" Professeur de physique : Rudneva N.A. année 2012

"C'est incroyable de vivre dans un océan d'air,

Bleu, énorme, propre, "buvez-le" et ne vous noyez pas,

Sans elle, sans l'océan, la vie serait très étrange, même pas étrange : elle n'existerait tout simplement pas !

Objectif de la leçon : Considérer la structure de l'atmosphère terrestre, vérifier l'existence de la pression atmosphérique et apprendre à utiliser les connaissances acquises pour expliquer les phénomènes physiques.

« L'atmosphère anime la Terre. Les océans, les mers, les rivières, les ruisseaux, les forêts, les plantes, les animaux, l'homme - tout vit dans l'atmosphère et grâce à elle. La terre flotte dans un océan d'air ; ses flots lavent à la fois le sommet des montagnes et leur pied ; et nous vivons au fond de cet océan, recouverts par lui de toutes parts, pénétrés par lui... Nul autre qu'il ne recouvre nos champs et prairies de verdure, nourrit à la fois la fleur délicate que nous admirons, et l'immense, séculaire- vieil arbre qui emmagasine le travail du rayon du soleil pour nous le donner plus tard"

Camille Flammarion (astronome français du XIXe siècle)

Les anciens Grecs pensaient que l'air qui nous entoure est de l'eau évaporée et appelaient la coquille entourant la planète ATMOSPHÈRE Atmos-vapeur Sphère - boule Composition de l'atmosphère L'atmosphère terrestre est constituée d'un mélange de gaz : azote, oxygène, argon. La quantité d'autres gaz dans l'air est négligeable. Ces gaz comprennent le dioxyde de carbone, l'hydrogène, le néon, l'hélium, le krypton, le radon et autres. Ainsi que des constituants variables de l'atmosphère, tels que les oxydes d'azote, le soufre, le monoxyde de carbone, l'ammoniac, le soufre, le sulfure d'hydrogène, l'eau et la poussière.

Dans sa structure, l'océan aérien ressemble à une maison, qui a ses propres étages.

Contient plus de 80% de la masse totale d'air atmosphérique et près 90% de toute la vapeur d'eau dans l'atmosphère.

Le premier "étage" est la troposphère.

Cette couche s'étend en moyenne jusqu'à 11 km au-dessus du niveau de la mer et sa température diminue avec l'altitude. La troposphère est le berceau des nuages. La plupart des phénomènes météorologiques que nous observons se forment dans cette couche.

Le deuxième "étage" est la stratosphère.

Il est situé entre le 11ème et le 55ème km d'altitude. La stratosphère représente 1/5 de l'atmosphère en masse. Ici, c'est le royaume du froid, avec une température approximativement constante de -40˚С.

Ici, seulement de temps en temps, des nuages ​​dits de nacre apparaissent, constitués des plus petits cristaux de glace et de gouttes d'eau surfondue. Le ciel de la stratosphère est noir ou violet foncé.

Le troisième "étage" est la mésosphère.

Cette couche occupe l'espace entre le 55e et le 80e km de la Terre. L'air est très rare ici. Sa pression est d'environ 1/25 000 de la pression atmosphérique normale. C'est dans cette couche que se trouve le gaz ozone, qui protège toute vie sur Terre des effets nocifs des rayons ultraviolets du soleil.

Parfois, des nuages ​​noctulescents brumeux apparaissent dans la mésosphère, qui ne sont visibles qu'au crépuscule.

Quatrième étage - ionosphère

A des altitudes supérieures à 100 km, la proportion de gaz légers augmente, et à très haute altitude, l'hélium et l'hydrogène prédominent ; de nombreuses molécules se dissocient en atomes séparés qui, ionisés sous l'influence du rayonnement solaire dur, forment l'ionosphère. La foudre et les lumières polaires apparaissent ici.

Le cinquième "étage" est la thermosphère.

L'air de la thermosphère est encore plus évacué. Voici une chaleur sans précédent : 1000-2000˚С. Cependant, si une personne était ici, elle ne sentirait pas cette chaleur, car la densité de l'air dans cette couche est extrêmement faible. Dans la thermosphère, des nuages ​​​​de perles, des aurores, de puissants courants électriques se forment, ce qui provoque des violations du champ magnétique terrestre.

Thermosphère

Thermo Avec fera

Le sixième "étage" est l'exosphère,

c'est-à-dire l'enveloppe extérieure de l'atmosphère. La hauteur de cette couche est de 500 à 600 km. L'air y est encore plus évacué que dans la thermosphère. Ce "sol" est aussi appelé la "couche de diffusion", car les molécules d'air ici, se déplaçant à grande vitesse, s'envolent parfois dans l'espace interplanétaire.

La coquille d'air de la Terre remplit diverses fonctions

Aubes

Aurores polaires

A 6 couches :

Troposphère

Stratosphère

Mésosphère

Ionosphère

Thermosphère

exosphère

Composition de l'air :

oxygène

Protection contre les radiations

Protection contre les météores

protection UV

Diffuse la lumière

Transmet le son

Itinéraires des compagnies aériennes

Protection contre la température

Radio longue distance

Indispensable pour respirer

L'énergie éolienne

J'ai six serviteurs,

Agile, distant.

Et tout ce que je vois autour -

je sais tout d'eux

Ils sont à ma demande

Sont dans le besoin.

Ils s'appellent : Comment et Pourquoi, Qui, Quoi, Quand et Où.

… Mais j'ai un ami cher,

Jeune personne.

Des centaines de milliers de serviteurs la servent, -

Et il n'y a pas de repos pour tout le monde !

Elle court comme des chiens

Par mauvais temps, pluie et obscurité

Cinq mille Où, sept mille Comment,

Cent mille pourquoi !

R.Kipling

Des expériences ont établi que dans des conditions normales, la masse d'air d'un volume de 1 m³ est de 1,29 kg.

Calculer le poids de l'air ?

P=mg=9.8N/kg∙1.29kg≈13N

Pourquoi n'avons-nous pas l'impression qu'une colonne d'air verticale nous presse ?

Les corps ne s'effondrent pas sous l'action de la pression atmosphérique. Cela est dû au fait qu'ils sont remplis d'air à l'intérieur. L'air de l'intérieur et de l'extérieur presse également.

Notre corps est conçu de telle manière que nous ne ressentons pas la pression atmosphérique, car la pression à l'intérieur de nous est égale à la pression de l'atmosphère.