Atmosférický tlak

Torricelliho pokus

Atmosferický tlak je síla, kterou působí atmosféra planety (obvykle chápána Země) na jednotkovou plochu v daném místě.

Atmosferický tlak dosahuje nejvyšších hodnot při hladině moře (popř. povrchu planety) a s rostoucí výškou klesá. Atmosférický tlak není stálý, ale kolísá na daném místě zemského povrchu kolem určité hodnoty.

Tlak menší než barometrický (průměrný atmosferický) tlak se nazývá podtlak, tlak větší než barometrický tlak se nazývá přetlak. Prostor s takřka nulovým tlakem se nazývá vakuum.

Atmosférický tlak má velký význam v meteorologii.

Barometrická rovnice

Vzhledem k velké stlačitelnosti plynů není barometrický tlak lineární funkcí výšky, jako je tomu např. u kapalin (viz hydrostatický tlak). Mění-li se hustota s tlakem podle Boyleova-Mariottova zákona, můžeme v atmosféře vymezit vrstvu vzduchu o hustotě $\rho$, která se nachází ve výšce $h$. Ze vztahu pro hydrostatický tlak lze pro tlakový rozdíl ve vrstvě psát

$\mathrm {d} p=-\rho g\mathrm {d} h$

Podle Boyleova-Mariottova zákona při stálé teplotě platí

$\rho ={\frac {\rho _{0}}{p_{0}}}p$,

kde $\rho _{0}$ a $p_{0}$ označuje nějakou známou (základní) hustotu a tlak.

Z předchozích vztahů dostaneme

${\frac {\mathrm {d} p}{p}}=-{\frac {\rho _{0}}{p_{0}}}g\mathrm {d} h$

odkud po integraci a úpravě dostaneme vztah

$p=p_{0}\mathrm {e} ^{-{\frac {\rho _{0}g\Delta h}{p_{0}}}}$

Tento vztah bývá označován jako barometrická rovnice.

Pro závislost hustoty vzduchu na výšce můžeme podobně dostat

$\rho =\rho _{0}\mathrm {e} ^{-{\frac {\rho _{0}g\Delta h}{p_{0}}}}$

Normální tlak

Tlak vzduchu je závislý na nadmořské výšce, na velikosti tíhového zrychlení, na mocnosti, teplotě a hustotě atmosféry v daném místě. Z důvodu snazšího porovnávání výsledků různých měření barometrického tlaku byl stanoven tzv. normální tlak vzduchu (normální atmosférický tlak) p_n (též p₀ ), zavedený jako průměrná hodnota tlaku vzduchu při mořské hladině na 45° s. š. při teplotě 15 °C a tíhovém zrychlení g_n = 9,80665 ms^-2. Je definovaný přesnou hodnotou:

$p_{n}=101325\,{\rm {Pa}}=1013,25\,{\rm {hPa}}$

Pomocí normálního tlaku vzduchu byla definována jednotka fyzikální atmosféra (značka atm):

$p_{n}=1\,{\rm {atm}}$ Jeník je hovn

Normální tlak v jiných zastaralých jednotkách (milibary, torry, technické atmosféry):

$p_{n}=1013,25\,{\rm {mbar}}=760\,{\rm {torr}}\,{\dot {=}}\,1,033227\,{\rm {at}}$

Měření

V meteorologii měříme tlak nejčastěji pomocí rtuťových tlakoměrů, aneroidů a barografů.

V meteorologii se atmosférický tlak vyjadřuje nejčastěji jednotkou hektopascal (hPa). Při použití rtuťových barometrů se stále užívá jednotka torr (milimetr rtuťového sloupce), která se dále přepočítává na hektopascaly.

Použití

Měření atmosférického tlaku má velký význam v meteorologii, neboť atmosférický tlak (a především jeho změny a rychlost těchto změn) jsou důležité pro předpověď počasí. Např. zvýšení atmosférického tlaku obvykle znamená příchod slunečného počasí s malou oblačností, zatímco pokles tlaku ohlašuje příchod oblačnosti a deštivého počasí. Pro srovnatelnost údajů se pak používá, obdobně jako u výškoměrů, tlak přepočtený na hladinu moře (QNH či QFE).

Odkazy

Související články

• Barometrické měření výšky
• Hydrostatický tlak
• Kapalinový tlakoměr
• Barometr
• Barograf

Portály: Fyzika | Meteorologie

Jeník je debil