x
Učitavanje

3.2 Atmosferski tlak

Europska unija, Zajedno do fondova EU
Sadržaj jedinice
Povećanje slova
Smanjenje slova
Početna veličina slova Početna veličina slova
Visoki kontrast
a Promjena slova
  • Verdana
  • Georgia
  • Dyslexic
  • Početni
Upute za korištenje

Na početku...

Ovise li vremenske okolnosti o tlaku zraka? Što se događa s tlakom zraka prije nego što počne padati kiša? Kako se mijenja tlak zraka kad dolazi lijepo vrijeme?

Karta prognoze tlaka zraka
Karta prognoze tlaka zraka

Prije kiše tlak zraka pada, a s dolaskom lijepog vremene tlak zraka raste.


Pokus

Staklenu čašu napuniti vodom do vrha i prekriti otvor čaše papirom. Lagano okrenuti staklenu čašu i držati ju za dno.

Hoće li voda isteći iz staklene čaše nakon okretanja? Zašto?

Papir sprečava istjecanje vode iz preokrenute čaše. Papir pritišće tlak zraka jer je on veći od tlaka vode u staklenoj čaši.

U kojem smjeru djeluje atmosferski tlak?

Pri okretanju čaše iz nje malo vode iscuri, a malo upije papir. Zrak u čaši zauzme veći obujam i malo se razrijedi, a zrak odozdo drži papir. Atmosferski tlak (tlak odozdo) veći je od tlaka odozgo pa se papir malo ulegne.

Zračni omotač koji se nalazi oko Zemlje naziva se atmosfera.

Tlak koji atmosfera radi na Zemljinu površinu naziva se atmosferski tlak, a označavamo ga s p a .

Atmosferski tlak važan je u meteorologiji. Gornji slojevi zraka potiskuju donje slojeve zraka svojom težinom. To se sve prenosi do Zemljine površine te je atmosferski tlak najveći u prizemnim slojevima atmosfere.

Zanimljivost

Područje u kojem je tlak zraka snižen naziva se ciklona, a područje u kojem je tlak zraka povišen naziva se anticiklona.

Različiti tipovi vremena mijenjaju se u skladu s promjenama atmosferskog tlaka. Praćenjem tlaka zraka pratimo ponašanje vremena, a uz njegovu pomoć prognozira se vrijeme u skorom razdoblju.

Pokus

Plastičnu bocu probušiti šilom i to tako da nekoliko rupica bude bočno, malo ispod polovice boce, a barem jedna rupica neka bude iznad toga. Otvore zalijepiti ljepljivom vrpcom. Postaviti plastičnu bocu na dublji podložak i napuniti ju vodom do vrha. Odlijepiti otvore.

Hoće li voda istjecati iz plastične boce i kako? Tlači li tekućina stijenku plastične boce? Tlači li zrak stijenke plastične boce?

Voda iz posude istječe na sve strane zbog tlaka koji nastaje zbog težine vode.

Zatvorite bocu čepom. Istječe li sada voda iz boce?

Vanjski zrak tlači na sve strane te ne dopušta istjecanje vode iz bilo koje rupice jer je tlak zraka sada jednak ukupnom tlaku vode i zraka u boci.

Zrak tijelo tlači na sve strane (bočno, odozgo i odozdo).

Zanimljivost

Torricelli je uzeo staklenu cijev duljine približno 1 m i ona je najprije bila napunjena živom, koja je s jedne strane zatvorena, a donji, otvoreni kraj cijevi stavio je u posudu sa živom, tako da u cijev nije ulazilo nimalo zraka. U gornjem kraju cijevi nije bilo zraka ni atmosferskog tlaka. Atmosferski tlak djelovao je samo na površinu žive u posudi. Tada se uspostavila ravnoteža između tlaka stupca žive i atmosferskog tlaka. Na taj je način Torricelli odredio atmosferski tlak mjerenjem stupca žive u cijevi. Visina stupca žive bila je neovisna o promjeru cijevi, no pazio je da cijev ne bude preuska. Visina stupca žive iznosila je 760 mm .

Uz odgovarajuće podatke dobivene pokusom o visini stupca žive od 760 mm i gustoće žive od 13 600 kg m 3 , izračunao je tlak stupca žive, a time i atmosferski tlak.

Tlak zraka koji odgovara stupcu žive visokom 760 mm iznosi 1 013,25 hPa .

Primjer 1.

Zašto se Evangelista Torricelli za mjerenje tlaka zraka nije koristio vodom nego se umjesto nje koristio živom?

Gustoća žive je 13,6   puta veća od gustoće vode pa je zato i toliko puta manji stupac žive koji uravnotežuje atmosferski tlak.​


Poslije je Torricellijevoj cijevi dodana mjerna ljestvica na kojoj se očitava visina stupca žive.

Uređaj za mjerenje atmosferskog tlaka naziva se barometar.

Barometar
Barometar

Je li tlak zraka jednak na različitim visinama iznad Zemljine površine?

Promjena atmosferskog tlaka promjenom nadmorske visine

Tlak zraka nije svagdje jednak jer ovisi o gustoći zraka. Penjemo li se na planine ili se uzdižemo zrakoplovom, atmosferski se tlak smanjuje.

Zanimljivost

Magdeburške polukugle

Magdeburške polukugle

Magdeburški gradonačelnik i fizičar Otto von Guericke je s pomoću vakuumske sisaljke izvukao zrak iz dviju šupljih polukugli, koje su na spoju bile zabrtvljene kožnatom brtvom natopljenom uljem i voskom, a imale su promjer 42 cm . Zrak koji je izvana djelovao na polukugle pritiskao je polovice polukugle jednu uz drugu. Da bi pokazao koliki tlak zraka uzrokuje atmosfera, za svaku je polukuglu svezao osam upregnutih konja, koji nisu ni na koji način mogli razdvojiti polukugle.

Primjer 2.

Kolikom silom djeluje zrak na radnu površinu stola površine  2,5 m 2 ako tlak zraka iznosi 1 013 hPa ?

A = 2,5 m 2

p a = 1 013 hPa= 101 300 Pa

_________

F = ?

p = F A

F = p a · A

F = 101 300 Pa· 2,5 m 2

F = 253 250 N

F = 253,25 kN

Zrak djeluje na radnu površinu silom od 253 250 N , odnosno masom većom od  25 t .


Tlak zraka ovisi i o vlazi u zraku. Gustoća vlažnog zraka manja je od gustoće suhog zraka pa je i tlak vlažnog zraka manji od normalnoga atmosferskog tlaka.

Projekt

Izradite jednostavni barometar. Okušajte se u ulozi meteorologa.

Na vrh staklenke umjesto poklopca postavite novi balon kojemu je odrezan vrh (dio u koji se upuhuje zrak). Balon pričvrstite za stijenke staklenke gumicom za boce da zrak ne izlazi van. Na sredinu balona kapnite tekuće ljepilo i pričvrstite plastičnu slamku tako da jedna trećina slamke prelazi preko ruba staklenke. Na rub slamke koja visi ljepilom zalijepite strelicu izrezanu iz tanjeg kartona.

Na bijeli papir A4 formata nacrtajte tri crtice na međusobnom razmaku od 5 mm te ih označite kao visok, umjeren i nizak tlak.

Bijeli papir postavite iza staklenke tako da strelica na slamci bude usmjerena prema umjerenom tlaku. Staklenku (jednostavni barometar) postavite na ravnu površinu u zatvorenoj prostoriji.

Promatrajte strelicu na slamci tjedan dana u isto vrijeme tijekom dana. Dobivene podatke i opažanja zapišite te ih usporedite s onima koje vidite u vremenskoj prognozi.

...i na kraju

Atmosferski tlak je tlak koji izaziva težina zraka iznad bilo kojeg dijela Zemljine površine. Povećanjem nadmorske visine atmosferski se tlak smanjuje. Atmosferski tlak iznosi 101 325 Pa . Uređaj za mjerenje atmosferskog tlaka naziva se barometar.​

  1. Atmosferski tlak je tlak koji nastaje zbog  zraka.
    null
    null
  2. Atmosferski tlak zraka na površini mora iznosi:

    null
    null
  3. Atmosferski tlak najviši je u prizemnim slojevima atmosfere.

    null
    null
  4. Uređaj za mjerenje atmosferskog tlaka naziva se .
    null
    null
  5. Atmosferski je tlak na visokim brdima:

    null
    null
  6. Zbog atmosferskog tlaka možemo piti sok koristeći se slamkom.

  7. Koliko iznosi sila kojom atmosferski tlak djeluje na radnu plohu kuhinjskoga stola duljine 180 cm i širine 90 cm ? Atmosferski tlak iznosi 101 325 Pa . N

    Postupak:

    p a = 101 325 Pa

    a = 180 cm = 1,8 m

    b = 90 cm = 0,9 m

    _________________

    F = ?

    A = a · b

    A = 1,8 m · 0,9 m

    A = 1,62 m 2

    p = F A

    F = p a · A

    F = 101 325 Pa · 1,62 m 2

    F = 164 146,5 N

  8. Na visini 5 000 m iznad površine mora atmosferski tlak iznosi 420 mbar . Koliko taj  atmosferski tlak iznosi u paskalima?  

    Pomoć:

    1 mbar = 1 hPa

    Postupak:

    1 mbar = 1 hPa

    420 hPa = 40 000 Pa

  9. Kolika sila uzrokuje tlak od 1 013,25 mbar kada djeluje na površinu  1 cm 2 ? N

     

    Postupak:

    F = p · A

    F = 101 325 Pa · 0,0001  

    F = 10,13 N

Idemo na sljedeću jedinicu

3.3 Hidrostatski tlak