Аппарат повышенного атмосферного давления
19.06.2015
Давление воздуха изменяется в широких пределах. Если оно больше 760 миллиметров ртутрного столба, то считается повышенным, если меньше – то пониженным.
Наблюдения за изменением атмосферного давления позволяют предсказывать погоду. Например, при повышении давления в зимний период погода становится морозней, а летом – жаркой. Пониженное атмосферное давление способствует появлению облачности, выпадению осадков. Поэтому постоянно знать величину атмосферного давления и контролировать его изменения необходимо не только ученым, медикам, но и всем нам.
Атмосферное давление
Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба, а также в Паскалях и гектоПаскалях. Принято считать нормальным давление, которое равно 760 мм рт. ст. (1013,25 гПа) .
Атмосферное давление, как правило, изменяется в зависимости от изменений погодных условий. Зачастую давление падает перед ненастной погодой, повышается – перед хорошей. Ведение учета изменения давления позволяет определить перемещение циклонов и направление ветров.
На самочувствие человека, проживающего долгое время в определенной местности, изменение характерного давления зачастую не влияет. В случаях, когда происходят непериодические колебания атмосферного давления, даже у здоровых людей появляется головная боль, падает работоспособность и ощущается тяжесть тела.
Изменение атмосферного давления также влияет на многие технологические процессы. Например, при переработке нефтепродуктов, где давление является одним из основных контролируемых технических параметров; хлебо-булочное производство, где показания давления сильно влияют на влажность полуфабрикатов из теста; в авиационной промышленности это очень важный параметр, оказывающий влияние на сроки и условия эксплуатации.
Приборы для измерения атмосферного давления
На сегодняшний день существует несколько видов барометров, с помощью которых осуществляют измерение давления воздуха:
- Ртутный сифонный барометр – представляет У-образную, наполненную ртутью трубку с открытым и запаянным концом.
- Ртутный чашечный барометр – состоит из вертикальной, наполненной ртутью трубки, верхний конец которой запаян, а нижний находится в специальной чашечке с ртутью.
- Барометр-анероид – является безвоздушной металлической коробкой с волнообразными стенками.
- Барограф – самопищущий прибор, который применяют для наблюдения за барометрическим давлением в определенные промежутки времени.
- Электронный барометр – цифровой прибор, работающий по принципу обычного анероида или по принципу измерения давления воздуха на чувствительный кристалл.
Ртутные барометры являются более точными и надежными по сравнению с анероидами, по ним проверяют работу других видов барометров. Высота давления в них определяется по высоте столба ртути. Метеорологические станции оборудованы чашечными барометрами.
Измерение атмосферного давления с помощью термогигрометра
Атмосферное давление измеряется не только с помощью различных видов барометров, но и такими универсальными цифровыми приборами, как термогигрометры. Несмотря на то, что основная задача данных устройств – определение относительной влажности и температуры, они прекрасно справляются и с измерением давления воздуха, показывая максимально точные величины. Поэтому такие многофункциональные приборы приобрести намного выгоднее, чем устаревшие барометры и психрометры.
АО «ЭКСИС» предлагает Вашему вниманию огромный ассортимент электронных измерителей давления и других контрольно-измерительных приборов высокого качества и всегда по доступным ценам.
В частности, в нашей копании Вы сможете приобрести следующие модели термогигрометров:
- Термогигрометр ИВТМ-7 М 2-Д-В. Прибор, помимо измерения и регистрации температуры и относительной влажности воздуха и других неагрессивных газов, измеряет атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба и гПа, может регистрировать данные в энергонезависимой памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы (процент относительной влажности, г/м3), осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. ИВТМ-7 М 2-Д-В обладает высокой степенью пылевлагозащиты (IP65), благодаря чему возможно его использование в помещениях с повышенной влажностью.
- Термогигрометр ИВТМ-7 К-1. Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может пересчитывать значения различных единиц влажности, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений, регистрировать данные на microSD, возможно подключение различных типов первичных преобразователей.
- Термогигрометр ИВТМ-7 Р-03-И-Д. Прибор оснащен жидкокристаллическим индикатором, предназначенным для визуального контроля значений относительной влажности, температуры и давления. Имеет малые габариты и эргономичный корпус.
- Термогигрометр ИВТМ-7 М 6-Д (в эргономичном корпусе). Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может регистрировать данные на энергонезависимой карте памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. Имеет эргономичный корпус, большой и удобный дисплей.
- Термогигрометр ИВТМ-7 М 3-Д-В. Прибор, помимо измерения и регистрации температуры и относительной влажности воздуха и других неагрессивных газов, измеряет атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба и гПа, может регистрировать данные в энергонезависимой памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы (процент относительной влажности, г/м3), осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. Модель ИВТМ-7 М3-Д-В предназначена для создания измерительной сети. Степень влагозащиты корпуса и датчика IP65, благодаря чему возможно его использование в помещениях с повышенной влажностью.
- Термогигрометр ИВТМ-7 М 6-Д. Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может регистрировать данные на энергонезависимой карте памяти (microSD), пересчитывать результаты измерений в различные единицы, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений.
Все модели термогигрометров имеют интерфейс связи с ПК посредством USB, RS-232 и могут крепиться к стене.
Источник
Организм человека подвержен влиянию природных факторов: изменению температуры и влажности, скачкам атмосферного давления, осадков, порывов и направления ветра.
Смена погоды и изменение артериального давления человека напрямую связаны друг с другом! В большинстве случаев изменение АД – первый признак скорого изменения погодных условий за окном.
Влияние на организм человека
Комфортный уровень атмосферного давления для человека зафиксирован на отметке 760 мм ртутного столба. Однако, в течение суток происходит неоднократное изменение этого значения в сторону повышения или уменьшения.
В первую очередь это приводит к неправильной работе сердца и сосудов.
Резкое колебание погодных условий часто приводит: к анемии, аритмии, головной боли, слабости, потливости, гипертоническому и гипотоническому кризу, ишемии, боли в суставах, одышке, аллергии, нехватке воздуха.
Колебания уровня атмосферного давления оказывают угнетающее влияние на все живые организмы. В зоне риска и человек. Особенно это ощутимо, если АД человека значительно отличается от атмосферного. В горах или при полёте на самолёте человек зачастую страдает от резкой головной боли, звона в ушах и ломоты в теле.
Происходит это из-за расширения воздуха внутри человеческого тела. Под влиянием уменьшения внешнего давления органы испытывают огромную нагрузку и отзываются неприятными симптомами.
Смена погоды по-разному влияет на людей с повышенным и пониженным артериальным давлением:
| Гипертоники | Гипотоники |
|---|---|
Сбой сердечного ритма Гиперемическое покраснение кожных покровов Звон в ушах Помутнение в глазах Боль в сердце Головная боль с локализацией в височной части | Приступы мигрени Упадок сил Тошнота, а в исключительных случаях – рвота Учащённое дыхание Нехватка кислорода Сонливость |
Действие высокого атмосферного давления
Высокое атмосферное давление сильно влияет на человека. Оно провоцирует активное насыщение жидкостей организма газами, уменьшение и выброс их в растворённом состоянии.
Если уменьшение давления происходит слишком стремительно, то происходит фактическое закипание крови под воздействием газов. При этом сосуды не справляются с нагрузкой и начинается их закупорка, которая без должного медицинского вмешательства часто приводит к летальному исходу.
Резкое увеличение атмосферного давления оказывает негативное влияние на страдающих гипертонией, бронхиальной астмой и различными видами аллергии.
При безветренной погоде в городских условиях промышленные газы концентрируются в воздухе и раздражающе действуют на людей с патологиями дыхательной системы, провоцируя их обострение. Ощущается недомогание, мигрень, сердечные боли и общая слабость.
Скачок атмосферного давления вверх становится причиной:
- эмоциональных и даже психических расстройств;
- снижения сексуального влечения;
- снижения защитных функций организма. Это следствие падения уровня лейкоцитов крови, а ведь именно они помогают организму противостоять инфекциям;
- увеличения риска инфарктных и инсультных состояний, развития гипертонических кризов.
Действие низкого атмосферного давления
Снижение атмосферного давления приводит к повышенной влажности воздуха и росту его температуры. Особенно такое явление чувствуют люди, страдающие гипотонией (низким АД), заболеваниями сердца и сосудов.
Дыхательная система отзывается:
- общей слабостью;
- затруднением дыхания;
- острой нехваткой воздуха;
- одышкой.
Низкое атмосферное давление провоцирует: приступы мигрени у людей с внутричерепным давлением, метеоризм в кишечнике и дискомфорт в ЖКТ.
Кто чаще страдает от смены погоды
Влияние атмосферного давления ощущается в любом месте! От большого города до горных вершин и салона воздушного лайнера.
Городские жители, на которых перепады давления влияют более всего, условно делятся на две группы:
- Метеозависимые. К ним относят людей, заболевания которых невозможно чётко разделить на психологические и физиологические. Даже без влияния погодных условий они подвержены перепадам настроения, повышенной потливости, головной боли, апатии, тошноте и головокружениям. Происходит это в результате обострения болезней под влиянием погодных колебаний.
- Страдающие заболеваниями сердца и сосудов. К ним относятся гипертония и ишемическая болезнь сердца. Ответом на повышение атмосферного давления у таких людей становится головная и сердечная боль, головокружения, тошнота и рвота, приступы стенокардии и повышение артериального давления. У гипотоников и гипертоников наблюдается общая слабость и снижение работоспособности.
Метеозависимостью усугубляются заболевания:
- патологии органов дыхания (бронхиальная астма, обструктивная болезнь лёгких, гипертензия и т.д.);
- поражения ЦНС (риск повторного инсульта и поражения головного мозга);
- гипотония и артериальная гипертензия (резко повышается риск гипертонического криза, инфаркта миокарда и инсульта);
- Сердечно-сосудистые патологии (артериальный склероз, при котором оторвавшиеся бляшки могут стать причиной тромбоза и тромбоэмболии).
Некоторые люди абсолютно не ощущают на себе влияние смены погодных условий. Они могут без неприятных проявлений менять часовые пояса и климатические зоны, при этом самочувствие и состояние их здоровья не меняется.
Другие даже при незначительном колебании температуры за окном ощущают на себе влияние погоды. Такую чувствительность принято называть метеозависимостью.
Что делать
Поддерживать нормальный уровень артериального давления и корректировать его при необходимости. В первую очередь следует измерять его не менее двух раз в сутки.
Важно минимизировать отрицательное влияние погодных условий на человеческий организм и поддержать нормальное самочувствие.
В этом отлично помогут:
- полноценный крепкий сон;
- сбалансированное питание;
- занятия спортом и зарядкой;
- пешие прогулки на свежем воздухе.
Эффективная профилактика
При пониженном атмосферном давлении и сопутствующих ему проявлениях следует:
- Употреблять много жидкости;
- По утрам выпивать чашку кофе;
- Принимать в качестве общеукрепляющих средств настойки корня женьшеня, лимонника, элеутерококка;
- Два раза в день принимать контрастный душ, при желании обливаться холодной водой;
- Отходить ко сну на 1,5-2 часа раньше обычного.
Если наблюдается повышение атмосферного давления, нужно:
- Выполнить зарядку;
- Принять прохладный душ;
- Насытить организм калием, употребив в первой половине дня творог, сухофрукты или бананы.
- Исключить из рациона тяжёлые продукты, не переедать;
- Принимать препараты, назначенные врачом (особенно при повышенном внутричерепном давлении)
- Постараться избегать стрессовых ситуаций;
- Минимизировать физическую работу, зарядиться приятными эмоциями;
- После трудовой деятельности следует отдохнуть не менее 40 минут перед домашними хлопотами.
- Лечь спать раньше обычного.
При склонности к гипотонии в те дни, когда ожидается повышение атмосферного давления, можно взять заправило выпивать чашку крепкого утреннего кофе. Это повысит АД и зарядит бодростью на весь день.
Гипертоникам такой способ противопоказан! Им следует проконсультироваться со специалистом и начать приём поддерживающих препаратов.
Метеозависимость может наращивать своё влияние на человека постепенно! Первое время сосудистые изменения практически незаметны, затем изменения погоды становятся всё более ощутимыми. Как итог, доставляют существенный дискомфорт и ослабляют здоровье.
Закаливание организма способно оказать профилактическое действие к проявлениям метеозависимости. Нетяжёлый спорт и выполнение физических упражнений в систематическом режиме помогут зарядиться энергией. Силы придаст сбалансированное высококалорийное питание, насыщенное витаминами и минералами.
Повышенное давление, напротив, требует физического и психологического спокойствия, полноценного отдыха и положительных эмоций.
Влиять на погоду человечество пока не научилось, но помочь организму справиться с влиянием её перепадов вполне способно. Прогноз погоды, предвещающий смену климатических условий и резкие перепады показателей атмосферного давления, влажности, направления и скорости ветра, не должен пугать. Следует максимально подготовиться к таким встряскам, изменив режим дня и питания. Если это не помогает, то после консультации с врачом лучше принимать рекомендованные лекарственные препараты.
ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ ЛЕЧАЩЕГО ВРАЧА
Автор статьи Иванова Светлана Анатольевна, врач-терапевт
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 июля 2019;
проверки требуют 6 правок.
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−1MT−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].
История[править | править код]
Традиционно считалось, что всасывающие насосы работают из-за того, что «природа боится пустоты». Но голландец Исаак Бекман в тезисах своей докторской диссертации, защищенной им в 1618 году, утверждал: «Вода, поднимаемая всасыванием, не притягивается силою пустоты, но гонима в пустое место налегающим воздухом» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur).
В 1630 году генуэзский физик Балиани написал письмо Галилею о неудачной попытке устроить сифон для подъема воды на холм высотою примерно 21 метр. В другом письме Галилею (от 24 октября 1630 года) Балиани предположил, что подъем воды в трубе обусловлен давлением воздуха.
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].
На картах атмосферное давление изображается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря[9].
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[10].
Атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышестоящего 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).
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 равна:
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.
Изменения давления с высотой[править | править код]
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.
В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается барометрической формулой[11].
Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой:
где: — давление, — ускорение свободного падения, — плотность воздуха, — толщина слоя. Из основного уравнения статики следует, что при увеличении высоты () изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Строго говоря, основное уравнение статики справедливо только для очень тонкого (бесконечно тонкого) слоя воздуха . Однако на практике оно применимо, когда изменение высоты достаточно мало по отношению к приблизительной толщине атмосферы.
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:
То есть, зная давление и температуру на уровне , можно найти давление на уровне моря .
Вычисление давления на высоте по давлению на уровне моря и температуре воздуха :
где — давление Па на уровне моря [Па];
— молярная масса сухого воздуха, M = 0,029 кг/моль;
— ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;
— универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/моль·К;
— абсолютная температура воздуха, К, , где — температура Цельсия, выражаемая в градусах Цельсия (обозначение: °C);
— высота, м.
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:
где — высота в километрах.
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.
См. также[править | править код]
Видеоурок: атмосферное давление
- Фактическая погода
- Атмосфера
- Разгерметизация
Примечания[править | править код]
Источники[править | править код]
Сноски[править | править код]
- ↑ Формула предполагает температуру одинаковой на всех высотах. На самом же деле температура атмосферы меняется с высотой по довольно сложному закону. Тем не менее формула даёт неплохие результаты, и на высотах до 50-100 километров ею можно пользоваться. Так, нетрудно определить, что на высоте Эльбруса — около 5,6 км — давление упадёт примерно вдвое, а на высоте 22 км (рекордная высота подъёма стратостата с людьми) давление упадёт до 50 мм рт. ст.
Литература[править | править код]
- Хргиан А. Х. Физика атмосферы. — 2 изд. — М., 1958.
- Бургесс Э. К границам пространства, пер. с англ.. — М.: Изд. иностранной литературы, 1957. — 223 с.
Ссылки[править | править код]
- Медиафайлы по теме Атмосферное давление в Викискладе
- Атмосферное давление // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- График изменения атмосферного давления при изменении высоты
Источник
