वायुमंडलीय दबाव वह बल है जिससे हम आसपास की हवा यानी वायुमंडल से प्रभावित होते हैं। लेख उन प्रयोगों को प्रस्तुत करेगा जिनके दौरान हम यह सुनिश्चित करेंगे कि वायु दाब वास्तव में मौजूद है। हम यह पता लगाएंगे कि इसे पहली बार किसने मापा, वायुमंडलीय दबाव असमान रूप से वितरित होने पर क्या होता है, और भी बहुत कुछ।
वायुमंडलीय दबाव की अभिव्यक्ति
अगर हवा आसपास की हर चीज पर दबाव डाले तो उसका वजन कुछ होता है। क्या यह वास्तव में सच है, फिर यह हमें भारहीन क्यों लगता है? आइए ऐसे प्रयोग करें जो दिखाते हैं कि वायुमंडलीय दबाव वास्तव में मौजूद है।
सीरिंज को बीच में पानी से भर दें, और फिर पिस्टन को ऊपर खींच लें। पानी पिस्टन का पालन करेगा। इसका कारण वायुमंडलीय दबाव है, लेकिन जब लोगों को अभी तक इसके अस्तित्व के बारे में पता नहीं था, तो उन्होंने कहा कि प्रकृति बस खालीपन को बर्दाश्त नहीं करती है। अब हम जानते हैं कि जब पिस्टन ऊपर उठता है, तो एक क्षेत्र बनता हैदबाव कम हो जाता है, और वातावरण पानी को सिरिंज में दबा देता है।
प्लास्टिक कार्ड और जार के साथ अनुभव
एक कांच के जार को ऊपर से पानी से भरें, शीर्ष को प्लास्टिक के टुकड़े से ढक दें, उदाहरण के लिए, एक कार्ड। चलिए जार को पलटते हैं और देखते हैं कि कार्ड पकड़ में है और गिर नहीं रहा है। पानी के दबाव के बल की भरपाई वायुमंडल के दबाव बल द्वारा की जाती है। ऊपर से पानी पर कुछ भी नहीं दबाता है, लेकिन वातावरण नीचे से दबाता है, नतीजतन, कार्ड आयोजित किया जाता है। अगर प्लास्टिक और जार के बीच हवा प्रवेश करती है, तो कार्ड गिर जाएगा और पानी निकल जाएगा।
टोरिसेली डिवाइस
इटालियन वैज्ञानिक टोरिसेली ने पहली बार वायुमंडलीय दबाव को मापा। उन्होंने तथाकथित पारा बैरोमीटर के साथ ऐसा किया। सबसे पहले, टोरिसेली ने पारा के साथ एक गिलास ट्यूब को ऊपर से भर दिया, पारा का एक बड़ा कटोरा लिया, ट्यूब को पलट दिया, उसे कटोरे में डाल दिया और निचले सिरे को खोल दिया। पारा उतरना शुरू हुआ, लेकिन पूरी तरह से बाहर नहीं निकला, लेकिन एक निश्चित ऊंचाई तक उतरा।
यह पता चला कि यह स्तर 760 मिमी है। इसलिए, वायुमंडल का दबाव 760 मिमी के पारा स्तंभ को धारण करने में सक्षम है। यदि दबाव बढ़ता है, तो यह अधिक ऊंचाई के स्तंभ को पकड़ सकता है, यदि यह घटता है, तो कम। अगर ऐसा है तो इसके आकार का अंदाजा खंभों की ऊंचाई से लगाया जा सकता है। इसलिए, व्यवहार में, वायुमंडल और गैसों के दबाव को अक्सर पारे के मिलीमीटर में ठीक से मापा जाता है। आइए पारा के मिलीमीटर और पास्कल की सामान्य इकाइयों के बीच संबंध स्थापित करें।
मिलीमीटर पारा और पास्कल कैसे संबंधित हैं
वायुमंडलीय दबाव पारा को 760 मिमी बढ़ा देता है। इसका मतलब है किवायुमंडलीय दबाव के सामान्य स्तर के बराबर बल के साथ पारा का एक स्तंभ 760 मिमी उच्च दबाव। 1 मिमी एचजी पारा के 1 मिमी ऊंचे स्तंभ द्वारा निर्मित दबाव है। कल्पना कीजिए कि पारा स्तंभ की ऊंचाई 1 मिमी है। इस ऊंचाई के अनुरूप हाइड्रोस्टेटिक दबाव की गणना करें।
पी=1 एमएमएचजी हाइड्रोस्टेटिक दबाव की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: gh। ρ पारा का घनत्व है, g गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है, h तरल स्तंभ की ऊंचाई है।=13, 6103 किग्रा/मी3, जी=9, 8 एन/किग्रा, एच=110 -3 मी. इन आंकड़ों को सूत्र में बदलें। रूपांतरण के बाद, 13.69.8=133.3 N/m2 रहेगा। एन/एम2 - यह पास्कल (पा) है। यदि हम वायुमंडलीय दबाव को हेक्टोपास्कल में परिवर्तित करते हैं, तो 1 मिमी एचजी। कला। 1.333 एचपीए से मेल खाती है।
Hg और मौसम
टॉरिसेली ने काफी देर तक पारा बैरोमीटर की रीडिंग देखी। उन्होंने एक दिलचस्प बात देखी। जब पारा स्तंभ गिरता है, अर्थात जब वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है, तो कुछ समय बाद खराब मौसम आ जाता है। जब पारा स्तंभ ऊपर उठता है, तो कुछ समय बाद खराब मौसम की जगह अच्छे मौसम ने ले ली है। यानी वायुमंडलीय दबाव की माप से आप मौसम का पूर्वानुमान लगा सकते हैं।
अब चौबीसों घंटे मौसम संबंधी सेवाएं, हर 3 घंटे में वायुमंडलीय दबाव को मापती हैं। जूल्स वर्ने की किताब द फिफ्टीन-ईयर-ओल्ड कैप्टन बैरोमीटर और मौसम के अवलोकन का वर्णन करती है। पुस्तक के नायक ने पाया कि यदि पारा स्तंभ जल्दी गिरता है, तो मौसम तेजी से बिगड़ता है, लेकिन लंबे समय तक नहीं, यदि पारा का स्तर धीरे-धीरे कम हो जाता है, तो कई दिनों में,मौसम धीरे-धीरे खराब होगा, लेकिन लंबे समय तक चलेगा।
क्या होता है जब वायुमंडलीय दबाव असमान रूप से वितरित किया जाता है
आइए एक संक्षिप्त मानचित्र पर विचार करें। इसमें विभिन्न क्षेत्रों, शहरों, देशों, महाद्वीपों में वायुमंडलीय दबाव के मान शामिल हैं। वायु द्रव्यमान की गति की दिशा तीरों द्वारा इंगित की जाती है। हवा क्यों चलती है? वायुमण्डलीय दाब कुछ स्थानों पर अधिक और अन्य में कम होता है। जहां से यह बड़ा होता है, हवा वहीं चलती है जहां वह छोटी होती है। हम इसे मानचित्र पर तीरों की दिशा में देखते हैं।
अगर आप पूरे ग्रह पर नजर डालें तो आप देख सकते हैं कि यह अलग-अलग हिस्सों में अलग-अलग है। उच्च दबाव वाले क्षेत्रों को बैंगनी रंग में चिह्नित किया जाता है, जहां हवा के तीर घूम रहे हैं और दक्षिणावर्त घूम रहे हैं। उच्च दाब के इस क्षेत्र को प्रतिचक्रवात कहते हैं। आमतौर पर मौसम साफ रहता है।
लेकिन स्पेन और पुर्तगाल। यहां हम दो सबसे शक्तिशाली प्रतिचक्रवातों का अवलोकन करते हैं। वायु धाराओं का घुमाव ग्लोब के घूर्णन से जुड़ा हुआ है।
और यहाँ निम्न वायुमंडलीय दबाव के दो शक्तिशाली क्षेत्र हैं - केवल 965 हेक्टोपास्कल। यह एक चक्रवात है, इसमें हवा वामावर्त घूमती है।
इस प्रकार, आप हमारे ग्रह पर विभिन्न स्थानों पर वायुमंडलीय दबाव के वितरण को देख सकते हैं। आजकल, मौसम विज्ञानी सटीक रूप से मौसम परिवर्तन की भविष्यवाणी करते हैं जो तब होते हैं जब वायुमंडलीय दबाव असमान रूप से वितरित किया जाता है।
समुद्र तल पर और ऊपर का दबाव
मान लीजिए बैरोमीटर 1006 hPa का दबाव दिखाता है। लेकिन अगरकिसी दिए गए क्षेत्र, शहर के संक्षिप्त मानचित्र को देखें, तो यह पता चल सकता है कि वहां का वायुमंडलीय दबाव अलग है। ऐसा क्यों हो रहा है? तथ्य यह है कि समदर्शी मानचित्र समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव के मूल्यों को दर्शाते हैं। हम समुद्र तल से एक निश्चित ऊंचाई पर हो सकते हैं, इसलिए बैरोमीटर कमरे में जो दबाव दिखाता है वह समुद्र तल से कम होता है।
अल्टीमीटर
अपने स्थान की ऊंचाई कैसे मापें? बैरोमीटर के समान विशेष उपकरण होते हैं, लेकिन उनका पैमाना दबाव की इकाइयों में नहीं, बल्कि ऊंचाई की इकाइयों में होता है। पर्यटकों और पायलटों के पास ऐसे उपकरण होते हैं। उन्हें अल्टीमीटर या पैरामीट्रिक अल्टीमीटर कहा जाता है। जब पायलट जमीन पर होता है, तो वह altimeter को शून्य पर सेट करता है, क्योंकि जमीन के ऊपर उसकी ऊंचाई शून्य होती है। यदि आवश्यक हो, तो वह समुद्र तल से ऊंचाई पर तीर सेट करता है, इस पर निर्भर करता है कि उसके लिए यह जानना महत्वपूर्ण है कि हवाई क्षेत्र समुद्र तल से कितनी ऊंचाई पर है या नहीं। लंबी दूरी की उड़ानों के मामले में, यह उपयोगी हो सकता है, खासकर अगर हवाई क्षेत्र पहाड़ों में हो। फिर, altimeter सुई को देखकर, पायलट ऊंचाई निर्धारित करता है।
ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय दबाव क्यों बढ़ता है
यह जानने के बाद कि जब वायुमंडलीय दबाव असमान रूप से वितरित होता है, हवा आती है, आइए जानें कि बढ़ती ऊंचाई के साथ दबाव क्यों कम हो जाता है। वायु का भार होता है, इसलिए वह पृथ्वी की ओर आकर्षित होती है, उस पर दबाव डालती है। यदि हम बैरोमीटर को वायुमण्डल की एक निश्चित परत में लगाते हैं, तो वह वायुमण्डल की उस परत से दब जाएगा,जो ऊपर है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वातावरण की कोई स्पष्ट सीमा नहीं है।
अगर हम समुद्र तल पर बैरोमीटर लगाते हैं, तो दबाव हवा की इस परत में दबाव और वायुमंडल की ऊपरी परतों में दबाव के योग के बराबर होगा। यानी जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, दबाव कम होता जाता है। प्रश्न उठता है: क्या=ρgh सूत्र के अनुसार वायुमंडलीय दबाव की गणना करना संभव है? नहीं, क्योंकि वायुमंडल की विभिन्न परतों में वायु घनत्व का मान स्थिर नहीं होता है। नीचे की ओर हवा अधिक दबाव में है, इसलिए यह सघन है, और सबसे ऊपर कम सघन है।
