Atmosférický tlak

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Barometer
Barograf

Atmosférický tlak alebo barometrický tlak je tlak, spôsobený atmosférou planéty Zem. Tento tlak je vyvolaný tiažou vzduchového stĺpca siahajúceho od nadmorskej výšky, v ktorej tlak meriame, až po hornú hranicu atmosféry.

Atmosférický tlak je tlak masy vzduchu v atmosfére podmienený gravitačným pôsobením Zeme. Normálna hodnota atmosférického tlaku (hodnota určená pre fyzikálne výpočty) pri hladine mora je 101 325 Pa. Vrstva atmosféry (váha molekúl vzduchu v stĺpci) Zeme pôsobí tlakovou silou na zemský povrch. Hodnota tohoto tlaku je najväčšia na zemskom povrchu a s rastúcou výškou klesá. Barometrický tlak nie je stály, neustále kolíše v danom bode zemského povrchu okolo určitej hodnoty. Na tlak vzduchu má okrem nadmorskej výšky vplyv aj teplota vzduchu a prúdenie vzduchu.

Tlak menší ako barometrický tlak sa nazýva podtlak, tlak väčší ako barometrický tlak sa nazýva pretlak.

Atmosférický tlak má veľký význam v meteorológii.

Barometrická rovnica[upraviť | upraviť zdroj]

Pretože plyn (vzduch) má vysokú stlačiteľnosť nie je barometrický tlak lineárnou funkciou výšky ako je to pri kvapalinách (pozri hydrostatický tlak). Ak sa mení hustota s tlakom podľa Boyle-Mariottovho zákona, môžeme v atmosfére vymedziť vrstvu vzduchu s hustotou \rho, ktorá sa nachádza vo výške h. Zo vzťahu pre hydrostatický tlak pre tlakový rozdiel vo vrstve platí

\mathrm{d}p = -\rho g\mathrm{d}h

Podľa Boyle-Mariottov zákona pri stálej teplote platí

\rho = \frac{\rho_0}{p_0}p,

kde \rho_0 a p_0 označuje nejakú známu (základnú) hustotu a tlak.

Z predchádzajúcich vzťahov dostaneme

\frac{\mathrm{d}p}{p} = -\frac{\rho_0}{p_0}g\mathrm{d}h

odkiaľ po integrácii a úprave dostaneme vzťah

p = p_0\mathrm{e}^{-\frac{\rho_0 g\Delta h}{p_0}}

Tento vzťah je označovaný ako barometrická rovnica.

Pre závislosť hustoty vzduchu na výške môžeme podobne

\rho = \rho_0\mathrm{e}^{-\frac{\rho_0 g\Delta h}{p_0}}

Normálny tlak[upraviť | upraviť zdroj]

Tlak vzduchu je závislý na nadmorskej výške, na veľkosti tiažového zrýchlenia, na hrúbke, teplote a hustote atmosféry v danom mieste. Z dôvodu ľahšieho porovnávania výsledkov rôznych meraní barometrického tlaku bol zavedený tzv. normálny tlak vzduchu (normálny atmosférický tlak) pn (tiež p0 ), ktorý je definovaný ako približne priemerná hodnota tlaku vzduchu pri morskej hladine na 45° s.š. pri teplote 15 °C a tiažovom zrýchlení gn = 9,80665 ms-2.

:p_n = 1,01325.10^5\,Pa = 101,325\,kPa = 760\,torr = 29,92\,inHg = 1,0\,atm

Časové zmeny atmosferického tlaku[upraviť | upraviť zdroj]

Jeho časové zmeny môžu byť:

  • peroidné - spôsobené termickými a gravitačnými príčinami(striedanie noci a panoci, pôsobením Slnka a pod.)
  • aperoidné - spôsobené prítomnosťami tlakových útvarov (tlaková níž, tlaková výš..)

Meranie[upraviť | upraviť zdroj]

V meteorológii meriame tlak najčastejšie pomocou kvapalinových tlakomerov, barometrov, aneroidov a barografov.

V meteorológii sa atmosférický tlak vyjadruje najčastejšie jednotkou hektopascal (hPa). Pri použití kvapalinových barometrov sa stále používa jednotka torr (milimeter ortuťového stĺpca).

Jednotky tlaku
 
pascal
(Pa)

bar
(bar)

technická atmosféra
(at)

atmosféra
(atm)

torr
(torr)
libra sily na
štvorcový palec
(psi)
jednotka N.m-2 Mdyn.cm-2 kp.cm-2 PSTP mm Hg lbf.in-2
1 Pa * 10−5 1,0197×10−5 9,8692×10−6 7,5006×10−3 145,04×10−6
1 bar 100 000 * 1,0197 0,98692 750,0638 14,5038
1 at 98 066,5 0,980665 * 0,96784 735,5613 14,2233
1 atm 101 325 1,01325 1,0332 * 760,0021 14,6959
1 torr 133,322 1,3332×10−3 1,3595×10−3 1,3158×10−3 * 19,337×10−3
1 psi 6 894,76 68,948×10−3 70,307×10−3 68,046×10−3 51,7151 *

Použitie[upraviť | upraviť zdroj]

Meranie atmosférického tlaku má veľký význam v meteorológii, pretože atmosférický tlak (a predovšetkým jeho zmeny a rýchlosť týchto zmien) sú dôležité pre predpoveď počasia. Napr. zvýšenie atmosférického tlaku obvykle znamená príchod slnečného počasia s malou oblačnosťou, pokles tlaku ohlasuje príchod oblačnosti a daždivého počasia.

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]