За исключением случаев, когда дует ветер, вы, вероятно, не подозреваете, что воздух имеет массу и оказывает давление. Тем не менее, если бы внезапно не было давления, ваша кровь закипела бы, и воздух в ваших легких расширился бы, чтобы лопнуть ваше тело, как воздушный шар. Но почему у воздуха есть давление? Это газ, поэтому вы можете подумать, что он расширится в космос. Почему у любого газа есть давление? Короче говоря, это потому, что молекулы в атмосфере обладают энергией, поэтому они взаимодействуют и отскакивают друг от друга, а также потому, что они вынуждены гравитацией оставаться рядом друг с другом. Присмотритесь:
Как работает давление воздуха
Воздух состоит из смеси газов. Молекулы газа имеют массу (хотя и небольшую) и температуру. Вы можете использовать закон идеального газа как один из способов визуализации давления:
PV = nRT
где P – давление, V – объем, n – количество молей (относительно массы), R – константа, а T – температура. Объем не бесконечен, потому что гравитация Земли имеет достаточно “притяжения” на молекулы, чтобы удерживать их близко к планете. Некоторые газы, например гелий, улетучиваются, но более тяжелые газы, такие как азот, кислород, водяной пар и углекислый газ, связаны более плотно. Да, некоторые из этих более крупных молекул все еще истекают в космос, но земные процессы поглощают газы (например, углеродный цикл) и генерируют их (например, испарение воды из океанов).
Поскольку существует измеримая температура, молекулы атмосферы обладают энергией. Они вибрируют и двигаются, натыкаясь на другие молекулы газа. Эти столкновения в основном упругие, что означает, что молекулы отскакивают больше, чем слипаются. «Отскок» – это сила. Когда его наносят на область, например на вашу кожу или поверхность Земли, он становится давлением.
Сколько атмосферного давления?
Давление зависит от высоты, температуры и погоды (в основном от количества водяного пара), поэтому оно не является постоянной величиной. Однако среднее давление воздуха в обычных условиях на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, 29,92 дюйма ртутного столба или 1,01 × 10 5 паскалей. Атмосферное давление примерно вдвое меньше на высоте 5 км (около 3,1 мили).
Почему давление намного выше вблизи поверхности Земли? Это потому, что это действительно мера веса всего сжатого воздуха в этой точке. Если вы находитесь высоко в атмосфере, над вами не так много воздуха, чтобы надавить на него. На поверхности Земли вся атмосфера находится над вами.. Хотя молекулы газа очень легкие и далеко друг от друга, их много!
