Áp suất khí quyển là gì?
Áp suất khí quyển là áp suất được tạo ra bởi khí quyển xung quanh trái đất. Hành tinh chúng ta đang sinh sống được bao quanh bởi lớp khí quyển. Áp suất của khí quyển phụ thuộc vào độ cao và nhiệt độ của không khí tại mỗi vị trí trên mặt đất, và giảm dần theo độ cao tăng lên. Thêm vào đó nó có ảnh hưởng đến thời tiết, hệ thống đại dương, sinh vật và các hoạt động của con người.
Điều gì chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển
Sự tồn tại của áp suất khí quyển có thể được chứng minh bằng nhiều cách khác nhau, bao gồm:
- Sự thay đổi áp suất khi đi từ mặt đất lên độ cao: Áp suất khí quyển giảm theo cấp số nhân khi ta đi từ mặt đất lên độ cao. Sự thay đổi này có thể đo được bằng cách sử dụng các thiết bị đo áp suất.
- Hiện tượng bơm hút chân không: Nếu không có áp suất khí quyển, thì không thể có hiện tượng bơm hút chân không. Khi ta bơm hút không khí ra khỏi một chiếc bình, không khí bên trong bình sẽ giảm áp suất và tạo ra một lực hút, kéo các vật liệu khác vào bên trong bình.
- Sự tồn tại của sức đẩy Archimedes: Sức đẩy Archimedes là một hiện tượng giải thích việc tại sao một vật thể có khối lượng nhẹ hơn nước vẫn có thể nổi trên bề mặt nước. Sức đẩy này được tạo ra bởi áp suất khí quyển trên bề mặt nước, làm tăng áp suất bên dưới vật thể và tạo ra một lực đẩy lên.
Áp suất khí quyển là bao nhiêu?
Và dựa vào thí nghiệm thực tiến của Torixenli, ta tính được áp suất khí quyển tiêu chuẩn là 101325 Pa (1.01325 bar), tương đương với 760 mmHg, 29.92 inch Hg và 14.696 psi. Tuy nhiên, áp suất khí quyển có thể thay đổi tùy thuộc vào địa điểm và thời tiết. Ví dụ, áp suất khí quyển sẽ giảm khi độ cao tăng lên và giảm nhiệt độ hoặc khi có cơn bão hoặc áp thấp khí quyển.
Độ lớn áp suất khí quyển
Độ lớn của áp suất khí quyển trong không khí được tính theo các cách khác hoàn toàn so với loại áp suất còn lại. Chính vì thế đơn vị đo áp suất cũng có những đơn vị dùng khác nhau. Theo đơn vị quốc tế thì đơn vị được sử dụng cho áp suất không khí là mmHg. Để nhận biết chính xác về lượng áp suất trong không khí, các nhà bác học Vật lý đã tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng thí nghiệm về áp suất của khí quyển. 1 trong những thí nghiệm được thực hiện là Tô-ri-xe-li. Đây cũng chính là thí nghiệm có kết quả chính xác nhất để chứng nhận độ lớn của áp suất không khí.
Đơn vị đo áp suất khí quyển
Đơn vị đo áp suất khí quyển là đơn vị đo áp suất được sử dụng để đo áp suất của khí quyển. Đơn vị phổ biến nhất được sử dụng trong hệ thống đo lường quốc tế là pascal (Pa). Một pascal tương đương với một newton trên mét vuông (N/m²), với một newton là lực cần thiết để đẩy một vật có khối lượng 1 kilogram với gia tốc 1 mét trên giây bình phương.
Ngoài pascal, còn có một số đơn vị đo áp suất khác được sử dụng như atmospheres (atm), pounds per square inch (psi), bar, millimeter of mercury (mmHg) và kilopascal (kPa). Tuy nhiên, pascal là đơn vị đo áp suất chính được sử dụng trong các ứng dụng khoa học và kỹ thuật hiện đại.
Công thức tính áp suất khí quyển
Áp suất trong khí quyển tính theo công thức cụ thể : P = F/ S
Trong đó : P là ký hiệu quả áp suất không khí. Đơn vị tính bằng N/m3, Pa, Psi, Bar, mmHg.
F là lực tác động trực tiếp lên bề mặt (N)
S là diện tích vị trí chịu lực tác động của áp suất (m2)
Trên thực tế, áp suất không khí luôn biến thiên liên tục nên ta rất khó để tính toán nó một cách chính xác dù có công thức cụ thể.
Cách quy đổi đơn vị đo áp suất trong khí quyển gồm :
- 1 Pa = 1N/m2 = 760 mmHg = 10 – 5 Bar
- 1 mmHg = 136 N/m2
- 1 atm = 76 cmHg = 101300 Pa
Lưu ý về áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển có điểm khác biệt với các dạng áp suất chất rắn và áp suất chất lỏng. Dưới đây là những lưu ý về áp suất trong khí quyển.
Áp suất khí quyển trung bình so với mực nước biển là từ 101300 Pa cứ lên cao 12km thì áp suất sẽ giảm từ 1mmHg. Càng lên cao thì áp suất trong khí quyển càng giảm mạnh.
Khi được đi lên máy bay áp suất trong khí quyển có sự biến thiên liên tục. Mặc dù áp suất đã được tạo ra trong máy bay nhưng áp lực vẫn tăng mạnh khi máy bay di chuyển ở độ cao nhất định.
Thông thường người ta dùng đơn vị mmHg để tính toán đơn vị đo áp suất khí quyển vì áp suất trong khí quyển bằng áp suất thủy ngân trong các thí nghiệm Tô-ri-xen-li.
Áp suất khí quyển tại 1 nơi thay đổi theo thời gian và có ảnh hưởng tiêu cực đến thời tiết nơi đó.
Những ví dụ về áp suất khí quyển
Ví dụ như khi bạn lên đồi cao hay leo núi, bạn sẽ cảm thấy khó thở hơn và cần hít thở sâu hơn để lấy đủ oxy.
Khi bão đến, khí quyển được kéo lên cao hơn, làm giảm áp suất khí quyển ở mặt đất. Điều này có thể gây ra những hiện tượng như gió mạnh, mưa lớn và sóng biển cao.
Khi lặn xuống độ sâu, áp suất của khí quyển tăng lên. Dựa vào áp suất này, các nhà lặn có thể tính toán độ sâu mà họ đang ở.
Máy bơm chân không hoạt động bằng cách tạo ra một không gian hút, nơi mà áp suất của khí quyển thấp hơn áp suất trong không gian đó. Điều này khiến không khí và các chất khác bị hút vào không gian đó.
Ví dụ như cá sấu có thể đoán được thời tiết sắp đến bằng cách theo dõi sự thay đổi áp suất trong khí quyển. Khi áp suất trong khí quyển giảm đột ngột, chúng biết rằng một trận mưa sắp đến và có thể đi tìm nơi trú ẩn.
Trên đây là toàn bộ thông tin về áp suất khí quyển và cách tính áp suất khí quyển theo công thức chính xác nhất. Nếu bạn quan tâm về các thiết bị công nghiệp có sự dụng áp suất khí quyển thì có thể tham khảo các sản phẩm đồng hồ đo áp suất của Tuấn Hưng Phát. Mong rằng những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn và mọi người dùng tham khảo.
