Атмосферски притисак

Атмосферски притисак је директна последица тежине ваздуха. То значи да се притисак ваздуха разликује с местом и временом јер се количина (и тежина) ваздуха изнад Земље исто тако разликују. Атмосферски притисак се смањује за 50% на висини од око 5 km (као што се и око 50% укупне масе атмосфере налази унутар најнижих 5 km). Просечни атмосферски пристисак измерен на морском нивоу износи око 101,3 килопаскала.

Барометријска једначина

Барометријска једначина описује притисак у зависности од висине. Притисак опада са висином.

Где су:

  • - притисак на нивоу мора - 101,3 килопаскала (то је 1 бар)
  • - референтна висина - око 8500 метара

Извођење једначине

Основна једначина хидростатичког притиска гласи:

Из једначине гасног стања изразимо густину (ρ):

Израз за густину убацимо у прву једначину и добијамо:

Ознака z0 = R T / M g. Једначину онда интегралимо од p0 do p, и десну страну од 0 до z, након чега је и антилогаритмујемо, и добијемо:

Ознака М је молекулска маса ваздуха, која износи око 29 kg/kmol (килограма по киломолу).

Јупитер

Јупитер (лат. Iuppiter; грч. Δίας) представља једну од 8 планета Сунчевог система и уједно најмасивније небеско тело у целом Сунчевом систему после Сунца. Са масом од око 1,8986×1027 кг и до 2,5 пута је масивнији од преосталих 7 планета заједно, односно његова маса чини нешто више од хиљадитог дела масе Сунца, или 317,8 Земљиних маса.

Пета је планета по удаљености од Сунца и припада групацији планета познатих као гасовити џинови (у литератури познате и као Планете Јупитеровог типа или Јовијанске планете), заједно са Сатурном, Ураном и Нептуном. Од Сунца је удаљен у просеку око 5,20 АЈ, односно око 778.330.000 км.

Са вредностима привидне магнитуде од −1,6 до −2,94 четврто је најсјајније небеско тело гледано са површине земље (после Сунца, Месеца и Венере). Његово постојање утврдили су још древни астрономи античког периода, а име планете потиче од врховног староримског божанства Јупитера (старогрчки еквивалент је бог Зевс).

Као гасовити џин Јупитер је највећим делом изграђен од гасова и мањим делом од текућих елемената, са доминантим уделом водоника (H2) и хелијума (He). У знатнијој мери у структури планете се налазе и метан (CH4), амонијак (NH3), водоник деутерид (HD), етан (C2H6) и вода (H2O). Могуће је да има каменито језгро сачињено од тежих елемената који се налазе под великим притиском. Због гасовите грађе површина Јупитера није јасно дефинисана и на планети не постоје облици рељефа карактеристични за терестричке планете, а самим тим и густина планетарне масе је знатно мања у поређењу са истом групацијом планета. Тако је просечна густина Јупитера 1,326 гр/цм3, што је и до 4 пута мање у односу на густину Венере (5,243 гр/цм3) и Меркура (5,427 гр/цм3).

Због велике брзине ротације планета има елипсоидан облик и доста је спљоштена на половима, а испупчена на екватору. Разлика између екваторијалног (71.492±4 км) и поларног полупречника (66.854±10 км) је око 4.638 km.

Јупитер је планета са најдебљим слојем атмосфере међу свим планетама Сунчевог система, и његова атмосфера се пружа у висине до преко 5.000 km. Како планета нема чврсту подлогу доњом границом атмосфере се сматра тачка на којој атмосферски притисак има вредност од 10 бара (1МРа). Цела атмосфера је веома активна и турбулентна и карактеришу је веома јаки ветрови брзина и до 500 км/час. Најкарактеристичнија појава везана за атмосферу Јупитера је Велика црвена пега, гигантска олуја овалног облика чије постојање је утврђено још у XVII веку.

Попут Сатурна, и око Јупитера кружи читав систем планетарних честица које формирају планетарни прстен, а његово постојање утврдила је Насина сонда Војаџер 1 1979. године. Познато је и да Јупитер има веома јаку магнетосферу (од 0,42 до 1,4 mT) која је и до 14 пута снажнија у поређењу са магнетосфером Земље.

Јупитер има 79 природних сателита (закључно са 2017. годином), а већина њих има димензије мање од 10 км у полупречнику и откривени су у главном после 1975. године. Четири највећа и најсјајнија месеца, позната и као „Галилејеви сателити“ (Ио, Европа, Ганимед и Калисто) видљиви су са Земље путем обичних телескопа, а открио их је Галилео Галилеј 1610. године. Највећи од њих, Ганимед има пречник већи од Меркура.

Јупитер је у неколико наврата истраживан од стране роботизованих свемирских летелица, почев од сонде Пионир 10 која је још 1972. прелетела крај Јупитера и послала прве податке о његовој магнетосфери, па до мисија Нови хоризонти и Јунона.

Алтиметар

Алтиметар или висиномер јесте инструмент који се користи за мерење надморске висине објекта у односу на одређени фиксирани ниво.

Армстронгова граница

Армстронгова граница, често називана и Армстронгова линија (енгл. Armstrong's Line), је висина земљине атмосфере на око 19 km (62.000 стопе) од површине мора, на којој је атмосферски притисак гасова мањи него притисак водене паре (47 mmHg) у телу човека на 37 °C. То има за последицу да ваздух из раствореног стања у ткивним течностима нагло прелази у гасне мехуриће који се гомилају у крви и другим ткивима, што се манифестује кључањем течности на нормалној температури људског тела (37 °C).Армстронгова граница има значај за ваздухопловство и астронаутику, тј за преживљавање пилота, падобранаца или астронаута у случају оштећења (отказа) кабине ваздухоплова и њених инсталација за регулацију притиска, заштитне кациге или висинског одела на великим висинама. У току слободног пада кроз атмосферу након принудног напуштања ваздухоплова, падобранског скока из балона или нагле декомпресије кабине ваздухоплова изазване разним оштећењима, на овој (19 km) или већој висини, као последица наглог (експлозивног) ширење гасова у телу пилота, падобранца или астронаута, (због разлике у притисцима гасова у спољашњој средини и организму) они се...буквално (унутар десетак секунди) претварају у „пенушавог џина“ из чијих очију и уста излази пенушава течност као у неком хорор филму... То траје само неколико секунди до губитка свести и изненадне смрти.“

Бар (јединица)

Бар (симбол bar), децибар (симбол dbar), милибар (симбол mbar) су јединице мере за притисак. То нису СИ јединице, али се њихово коришћење одобрава по СИ. Јединица за притисак по СИ је Паскал, са симболом Pa.

Бар се често користи када се ради о атмосферском притиску, јер је атмосферски притисак на нивоу мора приближно једнак једном бару.

Барокомора

Барокомора је сложени медицински уређај који осигурава људима боравак у средини повишеног или сниженог притиска у односу на нормални атмосферски притисак од 1 бар-а. Њеном применом остварује се низ физиолошких промена у организму, које изазива повећана или снижена вредност парцијалног притиска кисеоника у удахнутом ваздуху.

Барокоморе се користе у институтима, специјалним заводима, болницама и специјализованим лекарским ординацијама, у скоро свим развијеним земљама света за медицинска истраживања, селекцију и тренажу људства за специјалне дужности (пилоти, космонаути, падобранци, рониоци, кесонски радници) и лечење болесника. Данас у свету постоји преко 20.000 барокомора различите намене.

Барометарска формула

Зависност по којој се притисак ваздуха мења са висином назива се барометарска формула (једначина). Она гласи:

где су:

Венера-4

Венера-4 је била совјетска аутоматска научно-истраживачка станица (вјештачки сателит) намијењена за истраживање планете Венере. Лансирана је 12. јуна 1967.

Временска прогноза

Временска прогноза представља предвиђање промене атмосферских прилика на одређеном простору, у току неког временског периода. Основни чиниоци који означавају стање атмосфере на неком подручју (Време у метеролошком смислу) су: температура, влажност ваздуха и падавине, атмосферски притисак, брзина и правац ветра. Од ових основних чиниоца зависе и остали као што су нпр. облачност, атмосферско загађење и сл.

На основу временског периода за који се ради прогноза може бити краткорочна и дугорочна. Краткорочне временске прогнозе су прецизније, док су дугорочне мање прецизне.

Закон спојених судова

Закон спојених судова гласи:

У спојеним судовима отвореним од горе, висина течности ће бити на истом нивоу, без обзира на облик суда.Напомена: Спојени судови су судови који су повезани тако да течност може да прелази из једног у други. Дакле, отвор мора бити довољно велики да течност може проћи кроз њега и на довољно ниској висини, барем до нивоа течности у сваком од судова. Да би судови били отворени од горе, довољно је да имају незанемарљив отвор. Ниво течности се мери у хоризонталној равни.

Закон се објашњава тиме да у течности која макроскопски мирује, силе притиска морају бити у равнотежи у сваком делићу течности. Пошто притисак у течности зависи само од висине течности и њене густине, а споља делује једнаки атмосферски притисак, следи да услед једнакости притисака на неком нивоу, и висине стубова течности морају да буду једнаке у сваком делићу течности на тој висини, тј. у сваком суду.

У случају да се у спојеним судовима налазе различите течности са различитим густинама, ниво течности у судовима неће бити једнак.

Ниво светског мора

Ниво светског мора (често се користи скраћени израз ниво мора) је средњи ниво површине једног или више океана и често се користи за изражавање висине. Користи се као референтна тачка у многим областима попут картографије, поморске навигације и авијације, где се атмосферски притисак користи, уз поређења са стандардним притиском на нивоу мора, како би се одредила висина летења. Честа и релативно једноставна метода одређивања нивоа мора је налажење средње вредности између средњег нивоа осеке и средњег нивоа плиме у одређеном месту.На ниво мора може утицати много фактора. Ниво мора се у великој мери разликовао током промене геолошких доба. Пажљиво мерење промена нивоа мора пружа увиђај у климатске промене, јер се пораст нивоа мора често користи као доказ да је у току глобално загревање.

Око олује

Око олује се налази у центру снажних циклона. Пречник центра (ока) олује, износи углавном између 30-65 km. Центар олује, окружен је јаким ветровима, кишама и грмљавинама. Најнижи барометријски притисак циклона се јавља у оку олује и може бити чак 15 процената мањи од притиска изван олује.

Код јаких циклона, око олује улгавном карактеришу ветрови и ведро небо. Код слабијих циклона, око олује је знатно мање и окружено је густим облацима. Атмосферски притисак ока олује је на нивоу мора увек најнижи.

Паскал (јединица)

Паскал (франц. pascal; симбол: Pa) је СИ јединица за притисак. Еквивалентан је једном њутну по квадратном метру. Јединица је названа по Блезу Паскалу, познатом француском математичару, физичару и филозофу.

1 Pa

= 1 N/m2 = 1 (kg·m/s2)/m² = 1 kg/m·s2

= 0,01 милибар

= 0,00001 барИста јединица се користи за Јунгов модул еластичности и силу затезања

Стандардни атмосферски притисак је

101.325 Pa = 101,325 kPa = 1.013,25 hPa = 1.013,25 mbar = 760 тораодносно поредећи друге јединице

1 bar = 100 kPa = 6,894 PSI = 0,133 mmHg = 0,009806650 mmVs = 101,325 atmМетеоролози широм света су дуго времена мерили ваздушни притисак милибарима. После увођења СИ јединица, многи су желели да очувају уобичајене бројке за притисак. Стога, метеоролози данас користе хектопаскале за ваздужни притисак, који су еквивалентни милибарима, док се слични притисци дају у килопаскалима у практично свим другим пољима, где се префикс хекто ретко икада и користи.

1 хектопаскал (hPa)

= 100 Pa = 1 mbar

1 килопаскал (kPa)

= 1,000 Pa = 10 hPaУ бившем совјетском метар-тона-секунда систему јединица, јединица за притисак је пиезе, што је еквивалентно једном килопаскалу.

Планета Јупитеровог типа

Гасовити џин или планета Јупитеровог типа је врста планете која, за разлику од камених или терестричких планета, нема јасно дефинисану површину. Због тога није могуће на једноставан начин дефинисати обим, површину, запремину и површинску температуру, па се за обим узима онај који је видљив са Земље или се дефинише као обим планете на којој влада одређени атмосферски притисак (нпр. једнак оном на површини Земље).

Гасовити џинови су састављени првенствено од гасова, а могу имати и камено или метално језгро. Верује се да је чврсто језгро нужно за формирање ових планета, па је вероватно сви гасовити џинови имају.

Већина масе гасовитог џина је гас (или гас који је под притиском прешао у течно стање).

Плутонова атмосфера

Плутонова атмосфера се углавном састоји од азота, метана и угљен-моноксида. Плутонова површина се састоји од леда истих елемената. Површински притисак износи 6.5-24 бара, што је око 1 милион-100 000 пута мањи него Земљин атмосферски притисак. За Плутонову елиптичну орбиту се веровало да има велики утицај на њену атмосферу.Присуство метана и стакленички плинови у Плутоновој атмосфери ствара температурне инверзије. Нижа атмосфера садржи већу концентрацију метана од горњих слојева атмосфере.Иако се Плутон удаљавао од Сунца, године 2002., атмосферски притисак (0.3 Pa) био је већи него 1988. године зато што је 1987. године Плутонов северни пол изашао из сенке први пут у 120 година.

Притисак

Притисак (тлак) је количник силе која делује нормално на површину и површине на коју сила делује нормално, што се представља формулом

У међународном систему мерних јединица (SI) притисак се мери паскалом (Pa), који је дефинисан као сила од 1 њутна (N) по 1 m², што се представља формулом

У Србији, Закон о мерним јединицама и мерилима, поред паскала допушта употребу у јавном саобраћају и јединице бар (1 bar = 100.000 Pa). Употреба ранијих јединица као што су атмосфера (1,013 · 105 Pa) чија је ознака atm, висина воденог и живиног стуба (mmH2O и mmHg) и др. није допуштена Законом.

У течностима у миру влада хидростатички притисак који зависи од дубине и једнак је тежини вертикалног стуба течности, јединичног попречног пресека, изнад посматране тачке. Делује у свим смеровима подједнако.

Хидродинамички притисак се јавља у течностима у кретању и зависи од брзине течности и њене густине.

Хидраулички притисак се ствара дејством спољне силе на течност и преноси се на цео систем подједнако. Притисак гаса узрокован је кретањем његових молекула и зависи од његове густине (специфичне запремине) и температуре је парцијални притисак гасова.

Атмосферски притисак потиче од тежине ваздуха и одређен је тежином вертикалног стуба ваздуха над јединичном површином. Притисак паре течности: за сваку дату температуру течности у затвореном суду формира се изнад ње засићења пара под притиском који расте са температуром. Притисак светлости настаје на осветљеним телима. Сунчева светлост изазива притисак од 2 до 5 μРа у зависности од рефлесивности површине. Притисак звука на неко тело настаје под дејством звучних таласа.

Програм Венера

Програм Венера је био совјетски научно-истраживачки програм намијењен за истраживање планете Венере и међупланетарног космичког простора.

У склопу програма лансиран је низ аутоматских научно-истраживачких станица (вјештачких сателита) под називом Венера.

Изузетно тешки услови на планети Венери, а уз то и почетни недостатак поузданих информација о њима, су јако отежали процес истраживања. Први летови су се због тога завршили неуспјешно. Сталним усавршавањем летјелица на основу делимичних података који су постајали доступни, совјетски научници су на крају успјели да изврше прво меко спуштање на неку планету, прво слање података са површине неке планете, и на крају слање фотографија са површине.

Резултати мисија Венера и даље представљају практично све што је познато о саставу атмосфере, условима у њој, и саставу тла. Слике су показале каменито тло, а мјерења температуру од око 470-490 °C и атмосферски притисак од око 90 атмосфера на површини.

Степен целзијуса

Степен целзијуса (симбол: °C) је јединица за температуру названа по шведском астроному Андерсу Целзијусу, који је први предложио сличан систем 1742. године. Целзијусова температурна скала је дизајнирана тако да тачка мржњења воде буде 0 степени, а тачка кључања 100 степени на стандардном атмосферском притиску. Независно су исту скалу предложили Елвије из Шведске (1710), Кристијан од Лиона (1743) и ботаничар Карол Линеј (1740).

Пошто постоји сто градуација између ове две тачке, првобитни термин за овај систем је био центиград (100 делова). Године 1948. име система је званично промењено у целзијус на деветој Генералној конференцији тежина и мера и у признање самом Целзијусу, а и како би се уклонила конфузија изазвана конфликтом због коришћења СИ префикса центи-. Док су вредности за тачке мржњења и кључања воде остале приближно тачне, првобитна дефиниција је неприкладна као званични стандард: зависи од дефиниције за стандардни атмосферски притисак, који за узврат зависи од дефиниције температуре. Садашња званична дефиниција за целзијус поставља 0,01 °C као тројну тачку воде и степен као 1/273.16 разлике у температури између тројне тачке воде и апсолутне нуле. Ова дефиниција осигурава да један степен целзијуса представља исту температурну разлику као један келвин.

Андерс Целзијус је првобитно предложио да тачка мржњења буде 100 степени, а да тачка кључања буде 0 степени. Ово је обрнуто 1747, на захтев Линеа, или можда Данијела Екстрома, произвођача већине термометара које је Целзијус користио.

Целзијусова скала се користи широм света за свакодневне сврхе. У електронским медијима, до касних 1980-их или раних 1990-их, још увек се често за целзијус говорило центиград, поготово у временским прогнозама на европским мрежама као што су BBC, ITV, и RTÉ. У Сједињеним Државама и Јамајци, фаренхајт је остао преферирана скала за свакодневна мерења температуре, иако се целзијус и келвин користе за ваздухопловне и научне примене.

Сублимација (физика)

Сублимација је директни прелазак супстанце из чврстог у гасовито агрегатно стање без течног међустања. Сублимација је (у физици) један од фазних прелаза. Сублимација је ендотермни процес који се одвија на температурама и притисцима испод тројне тачке супстанце у њеном фазном дијаграму, што одговара најнижем притиску при коме супстанца може постојати као течност. Обрнути процес од сублимације је десублимација, при чему супстанца прелази директно из гаса у чврсту фазу. Сублимација се такође користи као генерички израз за опис преласка из чврстог стања на гас (сублимација), након чега следи прелаз гас-чврсто стање (десублимација). Док се прелазак из течности у гас описује као испаравање ако се одвија испод тачке кључања течности, и као кључање ако се одвија на тачки кључања, не постоји таква разлика у прелазу из чврстог стања до гасовито, већ се оно увек назива сублимацијом.

При нормалним притисцима, већина хемијских једињења и елемената имају три различита стања на различитим температурама. У тим случајевима, за прелазак из чврстог у гасовито стање потребно је средње течно стање. Наведени притисак је парцијални притисак супстанце, а не укупни (нпр. атмосферски) притисак целог система. Стога, све чврсте материје које имају значајан напон паре на одређеној температури обично могу да сублимирају у ваздуху (нпр. водени лед мало испод 0 °C). За неке супстанце, као што су угљеник и арсен, сублимација је много лакша од испаравања из отопине, јер је притисак њихове тројне тачке веома висок, па их је тешко добити као течност.

Израз сублимација односи се на физичку промену стања и не користи се за описивање претварања чврсте супстанце у гас у хемијској реакцији. На пример, дисоцијација при загревању чврстог амонијум хлорида у хлороводоник и амонијак није сублимација, већ хемијска реакција. Слично томе сагоревање свећа, које садрже парафински восак, до угљен диоксида и водене паре, није сублимација, већ хемијска реакција са кисеоником.

Сублимација настаје апсорпцијом топлоте која пружа довољно енергије неким молекулама да превазиђу привлачне силе својих суседа и побегну у фазу паре. С обзиром да процес захтева додатну енергију, то је ендотермна промена. Енталпија сублимације (која се такође назива топлота сублимације) може се израчунати сабирањем енталпије топљења и енталпије испаравања.

Хипербарична оксигенотерапија

Хипербарична оксигенотерапија (ХБОТ), је научно утемељена метода лечења удисањем чистог медицинског (100%) кисеоника код пацијената са спонтаним или асистиране дисањем, на притиску околине већем од једног бара (нормалан атмосферски притисак на нивоу мора). Укратко, хипербарична оксигенотерапија је скуп ефеката хипероксије на имунитет, транспорт кисеоника и хемодинамику циркулације. Позитивни терапијски ефекти (ХБОТ) су пре свега производ смањењења хипоксије и едема (отока) ткива, што омогућава организму пацијента да одговори на инфекције и исхемију.

„Правилно и на време примењена хипербарична оксигенотерапија често значи повратак пацијента из смрти у живот, из коме у свесно стање, од патње до уживања у нормаланом животу“.

На другим језицима

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.