Měření atmosférického tlaku

Prezentace na téma: "Měření atmosférického tlaku"— Transkript prezentace:

1 Měření atmosférického tlaku
(Učebnice strana 130) Do nádoby s vodou ponoříme sklenici tak, aby se naplnila vodou. Potom pomalu zvedáme sklenici dnem vzhůru tak, aby okraj sklenice zůstal ve vodě. Voda ze sklenice nevyteče. Na hladinu vody v nádobě působí atmosférický tlak vzduchu, který se kapalinou přenáší všemi směry (podle Pascalova zákona). Tlaková síla atmosférického vzduchu je větší než gravitační síla působící na vodu ve sklenici. F pa pa Fg Tohoto jevu využil italský fyzik Evangelista Torricelli. Pokus, který byl proveden na základě jeho návrhu v roce 1643 se stal základem pro měření atmosférického tlaku. Na jeho počest se nazývá Torricelliho pokus.

2 Skleněnou trubičku délky 1 metr na jednom konci zatavenou naplnili zcela rtutí. Druhý konec trubičky utěsnili, obrátil ji dnem vzhůru a uzavřený konec vložili do misky se rtutí zataveným koncem nahoru. Když konec trubičky uvolnili, hladina rtuti v trubičce sice poklesla, ale stále byla výše než hladina v misce. V horní části trubičky se vytvořilo asi 240 mm dlouhé vakuum. Torricelli usoudil, že rtuť v trubičce je držena hmotností vzduchu, která se projevuje tlakem na rtuť v misce. Tím dokázal existenci atmosférického tlaku a hmotnostní povahu vzduchu. h Při naklonění trubičky zůstává hladina rtuti v trubičce stále ve stejné výšce nad hladinou rtuti v misce, asi 760 mm. Z hydrostatického tlaku rtuti můžeme vypočítat atmosférický tlak, který působí na hladinu rtuti v nádobě.

3 Při výšce h rtuti v trubičce nad hladinou rtuti v misce je rtuť v klidu, nastala rovnováha.
Atmosférický tlak je vyrovnán s hydrostatickým tlakem sloupce rtuti, platí pa = ph. h = 760 mm = 0,76 m ρ = kg/m3 (hustota rtuti) ph = pa = ? Pa h pa pa ph Tímto způsobem byl naměřen atmosférický tlak přibližně hPa. Pokud bychom použili místo rtuti vodu, pak by rozdíl hladin byl asi 10,2 m. Nad hladinou vody ale není vzduchoprázdno (vakuum), ale je tam malé množství vzduchu, který byl rozpuštěn ve vodě, a vodní pára.

4 Podle Torricelliho pokusu byl sestrojen pro měření atmosférického tlaku rtuťový tlakoměr neboli barometr. Rtuťový barometr se skládá z trubice na jednom konci zatavené, naplněné rtutí, na kterou na druhém zahnutém konci působí atmosférický tlak. Hmotnost rtuti vytlačené do trubice je v rovnováze s hmotností atmosféry, která působí na hladinu rtuti v nádobce. h pa S kolísáním barometrického tlaku kolísá výška sloupce rtuti v trubici. Jinak řečeno rtuť se v trubici ustálí v takové výšce h, při níž je hydrostatický tlak rtuťového sloupce roven atmosférickému tlaku. Podle výšky rtuti pod zataveným koncem lze určit velikost atmosférického tlaku (čím výš rtuť vystoupí, tím je větší tlak).

5 Aneroid je přístroj k měření atmosférického tlaku (tlaku vzduchu)
Aneroid je přístroj k měření atmosférického tlaku (tlaku vzduchu). Práce s aneroidem je oproti práci se rtuťovým tlakoměrem podstatně jednodušší, protože přístroj je menší, uzavřený (nehrozí únik rtuti) a odolnější (nehrozí rozbití skleněných částí). ručička na stupnici Principem je tenkostěnná kovová krabička, uvnitř vzduchoprázdná, která se působením atmosférického tlaku více nebo méně deformuje. Velikost deformace je přenášena na ručičku ukazující velikost tlaku na stupnici. Stupnice může být označena v jednotkách tlaku – v hektopascalech (dříve Torr, milibar). Aneroid na rozdíl od rtuťového tlakoměru neměří přímo atmosférický tlak, ale jenom jeho změny. Proto k označení hodnot tlaku na stupnici aneroidu se používá rtuťový tlakoměr. vakuum Pružné zvlněné víčko – prohnutí se mění se změnou atmosférického tlaku. Pohyb se přenese na ručičku Aneroid vynalezl v roce 1843 Lucien Vidie. Původní název barometre anéroide znamená "tlakoměr bez kapaliny". Někdy se používal i název pérový tlakoměr (barometr).

6 Na meteorologických stanicích se atmosférický tlak měří průběžně.
K automatickému záznamu hodnot atmosférického tlaku během celého týdne se používá barograf. Jeho princip je podobný jako u aneroidu, jen je v něm použito několika zvlněných plechových krabic nad sebou, aby se dosáhlo většího prohnutí, a tím i citlivějšího posunu ručičky při změnách tlaku. Grafický záznam stavu atmosférického tlaku se zachycuje na papíře navinutém na válci, který se rovnoměrně otáčí kolem osy jednou za týden. Název „barograf“ souvisí s názvem jednotky bar (b), která se používala dříve hlavně v meteorologii. Častěji se používala jednotka milibar (mb). 1 b = mb, 1 mb = 1 hPa = 100 Pa Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 137 – 138.