Что значит давление, измеренное в мм ртутного столба?

Атмосферное давление (1 физическая атмосфера) - сила, с которой столб атмосферы давит на единицу площади (P = F/S, измеряется в мм.ртутного столба (или Торр, в честь Эванджелиста Торричелли, проделавшего опыт с ртутью, 17 век), миллибарах, мб, гектопаскалях (Блез Паскаль), гПа, а также в дюймах ртутного столба, но значительно реже). Стандартное атмосферное давление на нулевом уровне моря (для Европы уровень Балтийского моря, измеряется именно на нулевом уровня моря, т.к.с высотой давление убывает, а значит для точек, находящихся на разных высотах давление будет разное) составляет 760 мм. ртутного столба или 1013,25 гПа (соотношение 1 мм рт.сб = 1,33 гПа).

760 мм - это высота столба ртути в сосуде, который уравновешивает атмосферное давление (см. иллюстрацию). Когда давление ниже стандартного < 760 мм (в циклоне), кол-во ртути в сосуде уменьшается, когда же давление выше стандартного > 760 мм (в антициклоне), то и высота ртути в сосуде становится больше. Для дюймов ртутного столба 760/25,4 мм (1 дюйм) = ~ 29,9 inHg (англ.).

Проще говоря, если при стандартном атмосферном давлении мы поместим сосуд высотой 1 м (1000 мм) с ртутью в емкость, то из него вытечет всего 240 мм ртути ("пустота Торричелли"), а 760 мм останется в нем. Ртуть была использована в опыте Торричелли из-за того, что этот металл имеет самую высокую плотность среди жидких металлов ~ 13,6 г/см3, в то время как, например, вода имеет плотность 1 г/см3. Если бы итальянский ученый использовал в опыте не ртуть, а воду, тогда бы ему понадобился сосуд высотой ~ 10,336 м (7,6 см х ~ 13,6), что не совсем практично. Тот факт, что часть ртути оставалась в сосуде стало доказательством наличия атмосферного давления. Прибор, измеряющий давление с помощью ртути называется ртутным барометром.

Стандартное атмосферное давление, измеренное в Па с помощью ртути:

P = gph, где g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения тела или ускорение тела без учета сопротивления атмосферы, p -плотность ртути, h- высота ртутного столба, м. P = 9,8 м/с2 х 13 600 кг/м3 х 0,76 м = ~ 101 325 Па или ~ 1013,25 гПа ( г = гекто = 10), для воды тождественная формула P = 9,8 м/с2 х 1000 кг/м3 х 10,336 = ~ 101 325 или ~ 1013,25 гПа.

Интересный факт: температура кипения воды не является const: чем ниже давление, тем ниже температура кипения воды, и наоборот. В горах температура кипения воды может опускаться до 69° (Эверест). При давлении 1040 гПа вода закипает при температуре 101°С, а на уровне 900 гПа (примерно 900 м над уровнем моря) температура кипения понижается до 96°С. Связано это с тем, что, чем ниже атмосферное давление, тем быстрее давление пара превысит атмосферное, а это значит, что вода закипит быстрее.

©D.Lukyanov jr.,2018

Источник: Фобос. Катаклизмы и катастрофы природы.

^ Наверх