Содержание:
Человек – далеко не царь природы, а, скорее, ее дитя, неотъемлемая частичка вселенной. Мы живет в мире, где все строго взаимосвязано и подчинено единой системе.
Всем известно, что Земля окружена плотной воздушной массой, которую принято называть атмосферой. И на любой предмет, в том числе и тело человека, «давит» воздушный столб, имеющий определенный вес. Ученым опытным путем удалось установить, что на каждый квадратный сантиметр человеческого тела воздействует атмосферное давление весом 1,033 килограмма. И если провести несложные математические вычисления, то окажется, что в среднем человек находится под давлением в 15550 кг.
Вес колоссальный, но, к счастью, совершенно неощутимый. Возможно это благодаря тому, что в крови человека присутствует растворенный кислород.
Каково же влияние атмосферного давления на человека? Об этом немного подробнее.
Норма атмосферного давления
Медики в разговоре о том, какое атмосферное давление считается нормальным, указывают диапазон в 750….760 мм.рт.ст. Такой разброс вполне допустим, поскольку рельеф планеты не идеально ровный.
Метеозависимость
Врачи утверждают, что организм некоторых людей способен приспособиться к любым условиям. Им нипочем даже такие серьезные испытания, как дальние перелеты на самолете из одного климатического пояса в другой.
В это же время другие, не выходя из своей квартиры, чувствуют приближение изменений в погоде. Проявляться это может в виде сильных головных болей, необъяснимой слабости или постоянно влажных ладоней, например. У таких людей чаще других диагностируются болезни сосудов и эндокринной системы.
Особенно тяжело, когда атмосферное давление совершает резкий скачок за короткое время. По статистике большая часть людей, организм которых столь бурно реагирует на изменение показателей атмосферного давления, — это женщины, живущие в крупных городах. К сожалению, жесткий ритм жизни, перенаселенность, экология – не лучшие спутники здоровья.
При желании от зависимости можно избавиться. Надо лишь проявить настойчивость и последовательность. Способы всем известны. Это основы здорового образа жизни: закаливание, плавание, ходьба-бег, здоровое питание, достаточный сон, устранение вредных привычек, снижение веса.
Как наш организм реагирует на повышенное атмосферное давление?
Атмосферное давление (норма для человека) – в идеале 760 мм.рт.ст. Но такой показатель удерживается очень редко.
В результате повышения давления в атмосфере устанавливается ясная погода, отсутствуют резкие перепады влажности и температуры воздуха. На такие изменения активно реагирует организм гипертоников и аллергиков.
В условиях города, в безветренную погоду, естественно, дает о себе знать загазованность. Первыми это чувствуют больные, у которых проблема с дыхательными органами.
Повышение атмосферного давления сказывается и на иммунитете. Конкретно это выражается в снижении лейкоцитов в крови. Ослабленному организму нелегко будет справиться с инфекциями.
Начинайте день с легкой утренней гимнастики. Принимайте контрастный душ. На завтрак отдайте предпочтение продуктам, в которых много калия (творог, изюм, курага, бананы). Не позволяйте себе обильной еды. Не переедайте. Этот день не самый удачный для больших физических усилий и проявления эмоций. Придя домой, отдохните с часок, займитесь рутинными домашними делами, спать ложитесь раньше обычного времени.
Низкое атмосферное давление и самочувствие
Низкое атмосферное давление, это сколько? Отвечая на вопрос условно можно сказать, если показания барометра ниже чем 750 мм.рт.ст. Но все зависит от региона проживания. В частности, для Москвы показатели в 748-749 мм.рт.ст. являются нормой.
Среди первых чувствуют это отклонение от нормы «сердечники» и те, у кого наблюдается внутричерепное давление. Они жалуются на общую слабость, частые мигрени, нехватку кислорода, одышку, а также на боли в кишечнике.
Привести в норму свое артериальное давление. Снизить физическую нагрузку. Внести в каждый рабочий час десять минут отдыха. Пить чаще жидкость, отдавая предпочтение зеленому чаю с медом. Выпивать утренний кофе. Принимать настойки трав, показанные для сердечников. Расслабляться вечерами под контрастным душем. Ложиться спать раньше привычного часа.
Как на организм влияют перепады влажности
Низкая влажность воздуха в 30 – 40 процентов не полезна. Она раздражает слизистый покров носа. Первыми это отклонение чувствуют астматики и аллергики. Помочь в этом случае может увлажнение слизистой оболочки носоглотки слабосоленым водным раствором.
Частые осадки, естественно, повышают влажность воздуха до 70 – 90 процентов. Это также негативно сказывается на состоянии здоровья.
Высокая влажность воздуха может стать причиной обострения хронических заболеваний почек и суставов.
Поменяйте климат, по возможности, на сухой. Уменьшите время пребывания на улице в сырую погоду. На прогулку выходите в теплой одежде. Помните о витаминах
Атмосферное давление и температура
Оптимальная температура для человека в помещении – не выше +18. Особенно это касается спальни.
Как же складывается взаимное влияние атмосферного давления и кислорода?
В случае повышения температуры воздуха и одновременного снижения атмосферного давления страдают люди, имеющие заболевания, сердечнососудистые и органов дыхания.
Если снижается температура, а атмосферное давление повышается, плохо становится гипертоникам, астматикам и тем, у кого проблемы с желудком и мочеполовой системой.
В случае резкого и многократного колебания температуры в организме вырабатывается недопустимо большое количество гистамина, основного провокатора аллергии.
Чему равно нормальное атмосферное давление для человека, теперь вам известно. Это 760 мм.рт.ст, но такие показатели барометр фиксирует очень редко.
Также важно помнить, что изменение атмосферного давления с высотой (при этом оно стремительно уменьшается) происходит довольно резко. Именно из-за такого перепада человек, очень быстро поднимающийся в гору, может потерять сознание.
В России атмосферное давление измеряется в мм.рт.ст. Но международная система принимает за единицу измерения паскали. При этом нормальное атмосферное давление в паскалях будет равно 100кПа. Если преобразовать наши 760 мм.рт.ст. в паскали, то нормальное атмосферное давление в паскалях для нашей страны будет 101,3 кПа.
| Атмосферное давление | |
|---|---|
p <\displaystyle \ p>  |
|
| Размерность | L −1 MT −2 |
| Единицы измерения | |
| СИ | Па |
| СГС | дин·см -2 |
| Примечания | |
| скаляр | |
Атмосфе́рное давле́ние — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере на единицу площади поверхности по нормали к ней [1] . В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени [2] . Давление — величина скалярная, имеющая размерность L −1 MT −2 , измеряется барометром.
Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является паскаль (русское обозначение: Па; международное: Pa). Кроме того, в Российской Федерации в качестве внесистемных единиц давления допущены к использованию бар, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба, метр водяного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр и атмосфера техническая [3] . Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C, называется нормальным атмосферным давлением ( 101 325 Па ) [2] . С высотой атмосферное давление уменьшается. Например, горная болезнь начинается на высоте около 2-3 км, а атмосферное давление на вершине Эвереста составляет примерно 1/4 от показателя на уровне моря.
Содержание
История [ править | править код ]
Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами — вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжёлым веществом — ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли, привели к тому, что в 1643 году он доказал, что воздух имеет вес [5] . Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм [6] .
Изменчивость и влияние на погоду [ править | править код ]
На земной поверхности атмосферное давление изменяется время от времени и от места к месту. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 641 — 816 мм рт. ст. [7] (в центральной части смерча давление падает и может достигать значения 560 мм ртутного столба) [8] .
В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается барометрической формулой [9] .
На картах атмосферное давление изображается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря [10] .
Атмосферное давление — очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.
| 1 Па = 0,0075 мм рт. ст., или 1 мм рт. ст. = 133,3 Па |
Стандартное давление [ править | править код ]
В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление, равное 100 кПа [11] . Атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышележащего столба воздуха с единичным сечением.
В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1,01325 бар (1013,25 мбар) или 101 325 Па в Международной системе единиц (СИ).
Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой:
− Δ p = g ρ Δ z , <\displaystyle -\Delta p=g\rho \Delta z,>
где: p <\displaystyle p>
Барическая ступень [ править | править код ]
Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется «барической (барометрической) ступенью». Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например, для оценки давления по известной разности высот. Считая, что атмосфера не испытывает существенного вертикального ускорения (то есть находится в квазистатическом состоянии), из основного закона статики получаем, что барическая ступень h <\displaystyle h>
h = − Δ z / Δ p = 1 / g ρ . <\displaystyle h=-\Delta z/\Delta p=1/g\rho .>
При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 м/гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа, нужно подняться на 8 метров.
С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа .
Приведение к уровню моря [ править | править код ]
Многие метеостанции рассылают так называемые «синоптические телеграммы», в которых указывается давление, приведённое к уровню моря (см. КН-01, METAR). Это делается для того, чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, а также для нужд авиации. Приведённое давление используется также и на синоптических картах.
При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа:
z 2 − z 1 = 18400 ( 1 + λ t ) lg ( p 1 / p 2 ) . <\displaystyle z_<2>-z_<1>=18400(1+\lambda t)\lg(p_<1>/p_<2>).>
То есть, зная давление и температуру на уровне z 2 <\displaystyle z_<2>>
Вычисление давления на высоте h <\displaystyle h>
P = P 0 e − M g h / R T , <\displaystyle P=P_<0>e^<-Mgh/RT>,>
где P 0 <\displaystyle P_<0>>
M <\displaystyle M>
g <\displaystyle g>
R <\displaystyle R>
T <\displaystyle T>
h <\displaystyle h>
На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается [5] .
Более простые расчёты (без учёта температуры) дают:
P = P 0 ( 0 , 87 ) h = P 0 ⋅ 10 − 0 , 06 h , <\displaystyle P=P_<0>(0,87)^
где h <\displaystyle h>
Измерения и расчёт показывают в полном согласии, что при подъёме над уровнем моря на каждый километр давление будет падать на 0,1 долю; то же самое относится и к спуску в глубокие шахты под уровень моря — при опускании на один километр давление будет возрастать на 0,1 своего значения.
Речь идёт об изменении на 0,1 от значения на предыдущей высоте. Это значит, что при подъёме на один километр давление уменьшается до 0,9 (точнее 0,87 [прим 1] ) от давления на уровне моря.
В прогнозах погоды и сводках, распространяемых для населения через интернет и по радио, используется неприведённое давление, то есть, фактическое давление на уровне местности.
Определение атмосферного давления весьма просто — это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление — это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный. 
Измерение атмосферного давления
Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.
Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике — паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба.
Ну а последняя единица измерения — бары. 1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.
Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному — 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.
Нормальное атмосферное давление
760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C — это нормальное давление. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.
Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.
Влияние атмосферного давления на погоду
Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.
Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?
Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.
Давление газов в смеси
Парциальным давлением называют давление одного отдельного газа в газовой смеси. В таком случае, давление смеси будет равняться сумме парциальных давлений каждого из газов.
Разреженный газ
Техническим вакуумом называют газ, который находится под давлением меньшим, нежели в окружающем пространстве. Этого легко достичь в ёмкостях или трубопроводе.