לחץ אטמוספירי – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

בשורה

גרסה מ־19:24, 11 בפברואר 2015

לחץ אטמוספירי הוא הלחץ, שמפעיל האוויר באטמוספירה של כדור הארץ. גודלו של הלחץ האטמוספירי הממוצע בגובה פני הים הוא $\ 1_{atm}=760_{mmHg}=1.013_{bar}=101,325_{Pa}$ .

בקירוב, ניתן לומר, כי הלחץ האטמוספירי שקול ללחץ ההידרוסטטי, שמפעיל עמוד האוויר מעל כל נקודה בכדור הארץ. כך, מעל אזורי לחץ נמוך עמוד האוויר נמוך יותר מאשר באזורי לחץ גבוה. באופן דומה, ניתן להבין מדוע לחץ האוויר יורד, ככל שעולים גבוה יותר מעל פני הים.

ללחץ האטמוספירי השפעה גדולה מאוד על מזג האוויר, ולכן מדידתו חשובה לחזאים ומטאורולוגים.

שינוי לחץ האוויר עם הגובה

הלחץ האטמוספירי הוא הלחץ שמפעילות מולקולות האוויר על פני השטח של כדור הארץ. לחץ הוא הכוח $F$ המופעל ליחידת שטח $A$ , כאשר במקרה זה מפעיל הכוח הוא האטמוספירה והשטח הוא כדור הארץ. עבור הגדרה זו, כשעולה כמות האוויר עבור אותה יחידת שטח (מושג שנקרא "עמוד האוויר") הלחץ עולה ולהיפך. הבדלים בלחץ האוויר נוצרים מהבדלים בקרינת השמש, בגובה ובקו הרוחב של האזור. המכשיר המודד לחץ אוויר נקרא ברומטר, ויחידות המידה בהן משתמשים למטרה זו הן מ"מ כספית ( $mmHg$ ), פסקל ( $Pa$ ), בר ( $100,000Pa$ ) ואטמוספירה ( $ATM$ ). יחידה נוספת בה משתמשים היא PSI (יחידת מידה בריטית), בעיקר עבור מדידת הלחץ בצמיגים של רכבים.

נדמה שהאוויר קל, אולם הוא אינו נטול משקל. בהינתן שטח הפנים של אדם מבוגר, כמטר מרובע אחד, והלחץ האטמוספירי בגובה פני הים:

$101,325Pa=101,325{N \over m^{2}}$

נראה שאדם ממוצע מצוי תחת לחץ $101,325Pa$ (בהזנחה של מאפיינים כמו גובה, טמפרטורה ומיקום). איננו מרגישים את הלחץ כלל מכיוון שמכוח החוק השלישי של ניוטון מופעל לחץ נגדי זהה בכוחו על ידי הגוף.

לחץ נורמלי של אוויר בגובה פני הים הוא $1{kgf \over cm^{2}}\approx 9.81{N \over cm^{2}}$ . עם זאת, ככל שהגובה עולה הלחץ יורד, בקירוב של מיליבר (אלפית הבר) אחד עבור כל 8 מטר. לדוגמה, עבור גובה של $3000m$ הלחץ הוא כ- $6.87{N \over cm^{2}}$ ועבור גובה של $8840m$ הלחץ הוא כ- $2.94{N \over cm^{2}}$ .

כאמור, לחץ האוויר משתנה בהתאם לגובה ביחס לפני הים, כיוון שגובה עמוד האוויר משתנה. ניתן להרגיש תופעה זו כאשר יורדים או עולים במהירות בגובה (במעלית מהירה, בהמראה או נחיתה, או אפילו בנסיעה מתל אביב לירושלים), כתחושה של כאב ואוטם באוזניים. תחושה זו נוצרת עקב הפרשי לחץ בין האוזן התיכונה לסביבה החיצונית. בניגוד להרים הגבוהים, ים המלח הוא המקום הנמוך בעולם, ועל-כן, הלחץ אטמוספירי בים המלח גבוה יותר ( $1.05ATM$ ).

לשינוי לחץ האוויר עם הגובה יש השלכות במקומות גבוהים מאוד. ככל שלחץ האוויר נמוך, הלחץ החלקי של החמצן נמוך גם הוא, ואנשים המגיעים לאזורים גבוהים במיוחד עלולים לסבול מכאבי ראש, סחרחורות וחולשה. עם זאת, ניתן להתרגל ללחצים נמוכים לאחר תקופת הסתגלות שבה הגוף מייצר עוד תאי דם אדומים. אכן, קיימות ערים גדולות (ואפילו ערי בירה כמו לה פאס) בגבהים של עד 3,600 מטרים מעל פני הים. הירידה בלחץ מתבטאת גם בירידת נקודת הרתיחה של מים.

השינוי בלחץ האטמוספירי לפי הגובה מרוכז בטבלה הבאה:

חלק של אטמוספירה	גובה ממוצע מעל פני הים
חלק של אטמוספירה	(m)	(ft)
1	0	0
1/2	5,486.3	18,000
1/3	8,375.8	27,480
1/10	16,131.9	52,926
1/100	30,900.9	101,381
1/1000	48,467.2	159,013
1/10000	69,463.6	227,899
1/100000	96,281.6	283,076

ראו גם

@@ שורה 1: / שורה 1: @@
-'''לחץ אטמוספירי''' הוא ה[[לחץ]], שמפעילה ה[[אטמוספירה]] של [[כדור הארץ]] על פני השטח. למעשה זהו לחצו של עמוד האוויר שנמצא מעל לכל נקודה נתונה על פני השטח. אטמוספרה הוא השם המדעי של שכבת האוויר העוטפת את כדור הארץ. הלחץ האטמוספירי הממוצע ב[[גובה פני הים]]  מוגדר כלחץ של אמטוספרה אחת. הוא נמדד גם ביחידות של מילימטר כספית וגם ביחידות של בר. הוא <math>\ 1_{atm}=760_{mmHg}=1.013_{bar}=101,325_{Pa}</math>.
+'''לחץ אטמוספירי''' הוא ה[[לחץ]], שמפעיל ה[[אוויר]] ב[[אטמוספירה]] של [[כדור הארץ]]. גודלו של הלחץ האטמוספירי הממוצע ב[[גובה פני הים]] הוא <math>\ 1_{atm}=760_{mmHg}=1.013_{bar}=101,325_{Pa}</math>.
 [[קובץ:Isobaren bei Orkan.png|שמאל|ממוזער|250px|מפת לחץ של [[אנגליה]] ומערב [[סקנדינביה]]. הקווים השחורים הם [[איזובר|איזוברים]]: הלחץ האטמוספירי קבוע לאורכם]]
 [[קובץ:Dosen-barometer.jpg|שמאל|ממוזער|250px|[[ברומטר]] המשמש למדידת הלחץ האטמוספירי]]
-ככל שעמוד האוויר שמעל פני השטח נמוך יותר, הלחץ האטמוספרי על אותו שטח יהיה נמוך יותר, ובהתאמה, באזורים בהם עמוד האוויר גבוה יותר שורר לחץ גבוה. זה ההסבר לכך שלחץ האוויר יורד, ככל שעולים גבוה יותר מעל פני הים. לעומת זאת, באזורים נמוכים מאוד מפני הים, כגון בים המלח, עובי שכבת האטמוספרה גדול יותר, והלחץ שהיא מפעילה על פני השטח גבוה יותר.
+בקירוב, ניתן לומר, כי הלחץ האטמוספירי שקול ל[[לחץ הידרוסטטי|לחץ ההידרוסטטי]], שמפעיל עמוד האוויר מעל כל נקודה בכדור הארץ. כך, מעל אזורי לחץ נמוך עמוד האוויר נמוך יותר מאשר באזורי לחץ גבוה. באופן דומה, ניתן להבין מדוע לחץ האוויר יורד, ככל שעולים גבוה יותר מעל פני הים.
 ללחץ האטמוספירי השפעה גדולה מאוד על [[מזג אוויר|מזג האוויר]], ולכן מדידתו חשובה לחזאים ו[[מטאורולוגיה|מטאורולוגים]].
 ==שינוי לחץ האוויר עם הגובה==
-הלחץ האטמוספירי הוא ה[[לחץ]] מפעיל עמוד אוויר על פני השטח של כדור הארץ. לחץ הוא הכוח <math>F</math> המופעל ליחידת שטח <math>A</math>, לפי הגדרה זו, ככל שעמוד האוויר מעל יחידת שטח  גבוה יותר, הכוח F המופעל על אותה יחדית שטח גדול יותר. הבדלים בלחץ האוויר נוצרים מהבדלים בקרינת השמש, בגובה ובקו הרוחב של האזור. המכשיר המודד לחץ אוויר נקרא [[ברומטר]], ויחידות המידה בהן משתמשים למטרה זו הן [[מ"מ כספית]] (<math>mmHg</math>), [[פסקל (מידה)|פסקל]] (<math>Pa</math>), [[בר (מידה)|בר]] (<math>100,000Pa</math>) ו[[אטמוספירה (מידה)|אטמוספירה]] (<math>ATM</math>). יחידה נוספת בה משתמשים היא [[PSI]] (יחידת מידה בריטית), בעיקר עבור מדידת הלחץ בצמיגים של רכבים.
+הלחץ האטמוספירי הוא ה[[לחץ]] שמפעילות [[מולקולה|מולקולות]] האוויר על פני השטח של כדור הארץ. לחץ הוא הכוח <math>F</math> המופעל ליחידת שטח <math>A</math>, כאשר במקרה זה מפעיל הכוח הוא ה[[אטמוספירת כדור הארץ|אטמוספירה]] והשטח הוא [[כדור הארץ]]. עבור הגדרה זו, כשעולה כמות האוויר עבור אותה יחידת שטח (מושג שנקרא "עמוד האוויר") הלחץ עולה ולהיפך. הבדלים בלחץ האוויר נוצרים מהבדלים בקרינת השמש, בגובה ובקו הרוחב של האזור. המכשיר המודד לחץ אוויר נקרא [[ברומטר]], ויחידות המידה בהן משתמשים למטרה זו הן [[מ"מ כספית]] (<math>mmHg</math>), [[פסקל (מידה)|פסקל]] (<math>Pa</math>), [[בר (מידה)|בר]] (<math>100,000Pa</math>) ו[[אטמוספירה (מידה)|אטמוספירה]] (<math>ATM</math>). יחידה נוספת בה משתמשים היא [[PSI]] (יחידת מידה בריטית), בעיקר עבור מדידת הלחץ בצמיגים של רכבים.
 נדמה שהאוויר קל, אולם הוא אינו נטול משקל. בהינתן [[שטח הפנים]] של אדם מבוגר, כ[[מטר]] מרובע אחד, והלחץ האטמוספירי בגובה פני הים:
@@ שורה 13: / שורה 13: @@
 <math>101,325Pa=101,325 {N \over m^2}</math>
-נראה שאדם ממוצע מצוי תחת לחץ <math>101,325Pa</math> (בהזנחה של מאפיינים כמו [[גובה]], [[טמפרטורה]] ומיקום). איננו מרגישים את הלחץ מכיוון שאני רגילים אליו. כאשר יש שינוי משמעותי בלחץ, ניתן להרגיש בהבדל (למשל לחץ באזניים במעברי גובה חדים).  המשקל הנורמלי של אוויר בגובה פני הים הוא <math>1 {kgf\over cm^2} \approx 9.81{N\over cm^2}</math>. עם זאת, ככל שהגובה עולה הלחץ יורד, בקירוב של מיליבר (אלפית הבר) אחד עבור כל 8 מטר. לדוגמה, עבור גובה של <math>3000m</math> הלחץ הוא כ- <math>6.87{N\over cm^2}</math> ועבור גובה של <math>8840m</math> הלחץ הוא כ- <math>2.94{N\over cm^2}</math>.
+נראה שאדם ממוצע מצוי תחת לחץ <math>101,325Pa</math> (בהזנחה של מאפיינים כמו [[גובה]], [[טמפרטורה]] ומיקום). איננו מרגישים את הלחץ כלל מכיוון שמכוח [[חוקי התנועה של ניוטון#החוק השלישי של ניוטון|החוק השלישי של ניוטון]] מופעל לחץ נגדי זהה בכוחו על ידי הגוף.
+לחץ נורמלי של אוויר בגובה פני הים הוא <math>1 {kgf\over cm^2} \approx 9.81{N\over cm^2}</math>. עם זאת, ככל שהגובה עולה הלחץ יורד, בקירוב של מיליבר (אלפית הבר) אחד עבור כל 8 מטר. לדוגמה, עבור גובה של <math>3000m</math> הלחץ הוא כ- <math>6.87{N\over cm^2}</math> ועבור גובה של <math>8840m</math> הלחץ הוא כ- <math>2.94{N\over cm^2}</math>.
 כאמור, לחץ האוויר משתנה בהתאם לגובה ביחס לפני הים, כיוון שגובה עמוד האוויר משתנה. ניתן להרגיש תופעה זו כאשר יורדים או עולים במהירות בגובה (ב[[מעלית]] מהירה, בהמראה או נחיתה, או אפילו בנסיעה מ[[תל אביב]] ל[[ירושלים]]), כתחושה של כאב ואוטם באוזניים. תחושה זו נוצרת עקב הפרשי לחץ בין ה[[אוזן]] התיכונה לסביבה החיצונית. בניגוד להרים הגבוהים, [[ים המלח]] הוא המקום הנמוך בעולם, ועל-כן, הלחץ אטמוספירי בים המלח גבוה יותר (<math>1.05ATM</math>).