Як перевести міліметри ртутного стовпа в Паскалі?
Почувши по радіо в зведеннях погоди атмосферний тиск у міліметрах ртутного стовпа, виникає питання, звідки взялася ця одиниця виміру. Адже зі школи відомо, що тиск вимірюється в паскалях. Як перевести міліметри ртутного стовпа в Паскалі, про це ця стаття.
- ртутний барометр
- щільність ртуті
- фізична формула
- множення
Атмосферний тиск створюється повітряною оболонкою і випробовують його всі предмети, що знаходяться на поверхні Землі. Причина в тому, що повітря, як і все інше, притягається до земної кулі за допомогою гравітації. В зведеннях прогнозу погоди відомості про тиск атмосфери даються в міліметрах ртутного стовпа. А адже це позасистемна одиниця. Офіційно тиск, як фізична величина, в СІ з 1971 році виражається в «паскалях», рівний силі в 1 Н, що діє на поверхню площею 1 м2. Відповідно, існує перехід «мм. рт. ст. в Паскалі ».
Походження цієї одиниці пов'язане з ім'ям ученого Еванджеліста Торрічеллі. Саме він в 1643 році, спільно з Вівіані, виміряв атмосферний тиск, використовуючи трубку, з якої був викачаний повітря. Вона заповнювалася ртуттю, що володіє найбільшою серед рідин щільністю (13 600 кг / м3). Згодом до трубки була прикріплена вертикальна шкала, і такий прилад отримав назву ртутний барометр. У досвіді Торрічеллі стовпчик ртуті, що врівноважує зовнішній тиск повітря, встановився на висоті 76 см або 760 мм. Його і взяли в якості запобіжного повітряного тиску. Значення 760 мм. рт. ст вважається нормальним атмосферним тиском при температурі 00С на широті рівня моря. Відомо, що тиск атмосфери дуже мінливе і коливається протягом дня. Це пов'язано зі зміною температури. Також воно зменшується з висотою. Адже у верхніх шарах атмосфери щільність повітря стає менше.
Використовуючи фізичну формулу, є можливість перевести міліметри ртутного стовпа в Паскалі. Для цього потрібно щільність ртуті (13600кг / м3) помножити на прискорення вільного падіння (9,8 кг / м3) і помножити на висоту стовпчика ртуті (0,6м). Відповідно, отримуємо стандартне атмосферний тиск 101325 Па або приблизно 101 кПа. У метеорології ще використовують гектопаскалі. 1 гПа = 100 Па. А скільки паскалів становитиме 1 мм. рт. ст? Для цього 101325 Па ділимо на 760. Отримуємо потрібну залежність: 1 мм. рт. ст = 3,2 Па або приблизно 3,3 Па. Тому, якщо потрібно, наприклад, перевести 750 мм. рт. ст. в Паскалі, потрібно просто перемножити числа 750 і 3,3. Отримана відповідь і буде тиск, виміряний в паскалях.
Цікаво, що в 1646 році вчений Паскаль використовував для вимірювання атмосферного тиску водяний барометр. Але так як щільність води менше щільності ртуті, то висота водяного стовпа була набагато вища, ніж ртутного. Аквалангісти добре знають, що атмосферний тиск таке ж, що і на глибині 10 метрів під водою. Тому, використання водяного барометра викликає деякі незручності. Хоча перевагою є те, що вода завжди під рукою і не отруйна.
Позасистемні одиниці тиску на сьогоднішній день широко поширені. Крім метеорологічних зведень міліметри ртутного стовпа в багатьох країнах використовують при вимірюванні кров'яного тиску. У легенях людини тиск виражають у сантиметрах водяного стовпа. У вакуумній техніці застосовуються міліметри, мікрометри, а також дюйми ртутного стовпа. Причому, вакуумники найчастіше опускають слова «ртутного стовпа» і кажуть про тиск, що вимірюється в міліметрах. А ось мм. рт. ст. в Паскалі ніхто не перекладає. Вакуумні системи припускають занадто низькі тиску, в порівнянні з атмосферним. Адже вакуум означає «безповітряний простір».
Тому, тут вже доводиться говорити про тиск у кілька мікрометрів або мікронах ртутного стовпа. А фактичне вимірювання тиску проводиться за допомогою спеціальних манометрів. Так вакуумметр Мак-Леода стискає газ за допомогою видозміненого ртутного манометра, підтримуючи стабільний стан газу. Методика приладу володіє найбільшою точністю, але спосіб вимірювання займає багато часу. Не завжди переклад в Паскалі має практичне значення. Адже, завдяки колись проведеним досвіду існування атмосферного тиску було наочно доведено, а його вимір стало загальнодоступним. Так на стінах музеїв, картинних галерей, бібліотек можна зустріти нехитрі прилади - барометри, які не використовують рідини. А їх Шалаєв проградуірована для зручності і в міліметрах ртутного стовпа, і в паскалях.
