Давление равно: Недопустимое название — Викиверситет

Содержание

Формула давления

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Давление столба жидкости (гидростатическое давление) равно плотности этой жидкости, умноженной на высоту столба жидкости и ускорение свободного падения.

   

Здесь – давление, – плотность жидкости, – ускорение свободного падения ( м/с), – высота столба жидкости (глубина, на которой находится сдавливаемое тело).

Единица измерения давления – Па (паскаль).

Это векторная величина. В каждой точке жидкости давление одинаково во всех направлениях. Чаще всего в задачах требуется найти давление столба воды. Её плотность – 1000 кг/м. Формула верна не только для жидкости, но и для идеального газа. Есть ещё одна формула давления:

   

Где – сила тяжести, действующая на жидкость (её вес), – площадь поверхности, на которую оказывается давление.

Примеры решения задач по теме «Давление»

ПРИМЕР 1
Задание Высота воды в аквариуме 1 м. Найти давление на дно аквариума.
Решение Напоминаем, плотность воды кг/м, а м/с. Таким образом:

(Па)

Ответ Давление воды составляет 9800 Паскаль.
ПРИМЕР 2
Задание Закрытый сосуд устроен так, что его крышка подвижна (см. рисунок). Сосуд наполнен жидкостью, плотность которой известна. На крышку сосуда действует сила . Найти давление на дно сосуда, если известны площадь дна и крышки и объём жидкости в сосуде.
Решение Пусть:

– площадь крышки

– площадь дна

– объём жидкости

– плотность жидкости

Крышка подвижна, значит она давит на жидкость с той силой, с которой внешние силы давят на неё сверху.

Очевидно:

Попробуем найти давление жидкости:

Соберём всё вместе:

Ответ
Читайте также:

Все формулы по физике

Формула силы выталкивания

Формула напряжённости магнитного поля

Формула силы Ампера

Формула силы Лоренца

Формула ЭДС

Формула длины волны

просто и понятно о том, как определяется давление

Определение
  • Общая формула

  • Единицы измерения

  • Формула гидростатического давления

  • Парциальное давление и его формула

  • Формула давления идеального газа

  • Приборы для измерения давления

  • Рекомендованная литература и полезные ссылки

  • Видео
  • Давление – очень важная физическая величина, играющая огромную роль, как в окружающей природе, так и жизни человека. Внешне незаметное человеческому глазу давление может очень хорошо ощущаться каждым из нас. Особенно хорошо это усвоили люди в возрасте, часто страдающие от повышенного давления (или наоборот от пониженного). Но в нашей статье мы больше поговорим именно о давлении в физике, о том, как оно измеряется и рассчитывается, какие есть формулы для расчетов давления разных субстанций: воздуха, жидкости или твердого тела.

    Определение

    Под давлением в физике понимается термодинамическая величина, выраженная соотношением перпендикулярной силы давления на площадь поверхности, на которую она воздействует. При этом согласно закону Паскаля если система находится в состоянии равновесия, то давление на нее будет одинаковым для всех точек системы.

    В физике, как впрочем и химии, давление обозначают большой буквой Р, идущей от латинского слова «pressura» – давление. (В английском языке давление так и осталось почти без изменения – pressure).

    Общая формула

    Из классического определения того, что такое давление можно вывести общую формулу для его расчета. Выглядеть она будет таким образом:

    P = F/S

    Где F – это сила давления, а S – площадь поверхности на которую она действует. То есть иными словами формула нахождения давления – это сила, воздействующая на определенную поверхность, разделенная на площадь этой самой поверхности.

    Как видно из формулы, при расчете давления всегда действует следующий принцип: чем меньше пространство, на которое влияет сила, тем большее количество давящей силы на него приходится и наоборот.

    Это можно проиллюстрировать простым жизненным примером: хлеб легче всего порезать острым ножом, потому что у острого ножа заточенное лезвие, то есть площадь поверхности S из формулы у него минимальна, а значит, давление ножа на хлеб будет максимально равно приложенной силе F того кто держит нож. А вот тупым ножом порезать хлеб уже сложнее, так как у его лезвия большая площадь поверхности S, и давление ножа на хлеб будет меньшим, и значит, чтобы отрезать себе кусок хлеба нужно приложить большее количество силы F.

    Общая формула давления, по сути, отлично описывает формулу давления твердого тела.

    Единицы измерения

    Согласно стандартам Международной метрической системы давление измеряется в паскалях. Один паскаль из классической формулы равен одному Ньютону (Как мы знаем, Ньютон у нас единица измерения силы) разделенному на один квадратный метр.

    Но увы на практике паскаль оказывается очень маленькой единицей и использовать его для измерения давления не всегда удобно, поэтому часто для измерения давления применяют другие единицы:

    • Бары – один бар равен 105 паскалей
    • Миллиметры водяного столпа
    • Метры водяного столпа
    • Технические и физические атмосферы

    Формула гидростатического давления

    Как мы знаем, разные агрегатные состояния вещества, имеют разные физические свойства. Жидкости своими свойствами отличаются от твердых тел, а газы в свою очередь отличаются от них всех. Поэтому вполне логично, что способы определения давления для жидкостей, твердых тел и газов также будут разными. Так, например, формула давления воды (или гидростатического давления) будет иметь следующий вид:

    P = p*g*h

    Где маленькая p – плотность вещества, g – ускорение свободного падения, h – высота.

    В частности эта формула объясняет, почему при погружении водолазов (или батискафа или подводной лодки) на глубину все больше возрастает давление окружающей воды. Также из этой формулы понятно, почему на предмет, погруженный в какой-нибудь кисель, будет воздействовать большее давление, чем на предмет, погруженный просто в воду, так как плотность киселя (p) выше, чем у воды, а чем выше плотность жидкости, тем выше ее гидростатическое давление.

    Приведенная нами формула гидростатического давления справедлива не только для жидкостей, но и для газов. Поэтому поднимаясь высоко в горы (где воздух более разрежен, а значит меньшее давление), как и спускаясь в подводные глубины, человек, водолаз или альпинист должен пройти специальную адаптацию, привыкнуть к тому, что на него будет воздействовать другое давление.

    Резкая смена давления может привести к кессоной болезни (в случае с водолазами) или к «горной» болезни (в случае с альпинистами). И «кесонка» и «горняшка», как их сленгово называют водолазы и альпинисты, вызвана резкой сменной давления окружающей среды. То есть, если не подготовленный человек начнет вдруг подниматься на Эверест, то он быстро словит «горняшку», а если этот же человек начнет опускаться на дно Мариинской впадины, то гарантировано получит «кесонку». В первом случае причиной будет не адаптация организма к пониженному давлению, а во втором – к повышенному.

    Американские водолазы в декомпрессионой камере, призванной подготовить их к глубоководным погружениям и адаптировать организм к высокому давлению океанских глубин.

    Парциальное давление и его формула

    Хотя формула гидростатического давления применима для газов, но давления для них удобнее вычислять по другой формуле, формуле парциального давления.

    Дело в том, что в природе редко встречаются абсолютно чистые вещества, причем это касается как жидкостей, так и газов. Обычно на практике в окружающем мире преобладают различные смеси, и логично, что каждый из компонентов такой смеси может оказывать разное давление, такое разное давление и называют парциальным. Определить парциальное давление просто – оно равно суме давлений каждого компонента рассматриваемой смеси. Отсюда формула парциального давления будет иметь следующий вид:

    P = P1+P2+P3

    Где P1, P2 и P3 – давления каждого из компонентов газовой смеси, так званный «идеальный газ».

    К примеру, чтобы определить давления воздуха обычной формулы гидростатического давления проделанной только с кислородом недостаточно, так как воздух в реальности представляет собой смесь разных газов, где помимо основного компонента кислорода, которым мы все дышим, есть и другие: азот, аргон и т. д.

    Такие расчеты нужно проделывать при помощи формулы парциального давления.

    Формула давления идеального газа

    Также стоит заметить, что давление идеального газа, то есть каждого отдельного из компонентов газовой смеси удобно посчитать по формуле молекулярно-кинетической теории.

    P = n*k*T

    Где n – концентрация молекул газа, T – абсолютная температура газа, k – постоянная Больцмана (указывает на взаимосвязь между кинетической энергией частицы газа и ее абсолютной температурой), она равна 1,38*10-23 Дж/К.

    Приборы для измерения давления

    Разумеется, человечество изобрело многие приборы, позволяющие быстро и удобно измерять уровень давления. Для измерения давления окружающей среды, оно же атмосферное давление используют такой прибор как манометр или барометр.

    Так выглядит классический барометр для измерения атмосферного давления.

    Чтобы узнать артериальное давление у человека, часто служащее причиной недомоганий используется прибор известный большинству под названием неинвазивный тонометр. Таких приборов существует множество разновидностей.

    Также биологи в своих исследованиях занимаются расчетами осмотического давления – это давление внутри и снаружи клетки. А метеорологи, в частности по перепадам давления в окружающей среде предсказывают нам погоду.

    Рекомендованная литература и полезные ссылки

    • Кузнецов В. Н. Давление. Большая Российская Энциклопедия. Дата обращения 27 августа 2016.
    • E.R. Cohen et al, «Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry», IUPAC Green Book, 3rd Edition, 2nd Printing, IUPAC & RSC Publishing, Cambridge (2008). — p. 14.

    Видео


    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.


    Вопросы и ответы. Чему равно атмосферное давление?


    света: Чему равно атмосферное давление?

    Admin:

    Давлением называют физическую величину, характеризующую интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил F, с которыми одно тело действует на поверхность S другого. Например, фундамент на грунт, жидкость на стенки сосуда и т.п. Если силы распределены по поверхности равномерно, то P = F / S. Давление измеряется в паскалях (Па), атмосферах (атм), барах, а также в мм ртутного столба и др.

    Паскаль (gfcrfkm) — еденица измерения давления, названная в честь французского математика и физика Блеза Паскаля. Один поскаль равен давлению, вызванному силой в 1 ньютон, распределённой по поверхности равной 1 квадратному метру. Стоит сказать, что нормальное атмосферное давление принято считать равным 101 325 Па или 760 мм ртутного столба.

    Бар — единица измерения, название которой произошло от греческого слова «тяжесть», внесистемная. Один бар равен 100000 ньютону на квадратный метр. (в соответствии с ГОСТ 7664-61) Один бар также равен 750.06 мм ртутного столба.

    Миллиметр ртутного столба — еденица измерения атмосферного давления, примерно равная 133 Па. Эта еденица измерения давления появилась в связи с изобретением барометра (fhjvtnh) для измерения атмосферного давления. В барометре используется именно ртуть, т.к. именно ртуть имеет очень высокую плотность (более 13 тонн на кубический метр) и низкое давление насыщенного пара при комнатной температуре.

    Атмосферой (атмасфера, fnvjcathf) как единицей измерения называют внесистемную единицу измерения давления, которая равна 101 325 Па и 760 мм ртутного столба, т.е. нормальному атмасферному давлению. Существуют стандартная атмосфера (физическая атмасфера) и техническая атмосфера. Они примерно равны, но используются в разных случаях.

    Подробную информацию Вы найдете на страницах нашего сайта, в разделе Гигиена труда:

    Атмосферное давление.

    1. Влияние пониженного атмосферного давления на организм.
    2. Профилактика высотной болезни.
    3. Влияние повышенного атмосферного давления на организм.
    4. Профилактика кессоной болезни. | 1 |

    Полезная информация:

    Давление в жидкостях и газах. Закон Паскаля. ⋆ СПАДИЛО

    Определение

    Закон Паскаля: давление, производимое на жидкость или газ, передается жидкостью или газом во все стороны одинаково.

    Такая особенность передача давления жидкостями и газами связана с подвижностью молекул в жидком и газообразном состояниях.

    Давление столба жидкости определяется формулой:

    p = ρжgh

    p — давление столба жидкости (Па), ρж— плотность жидкости (кг/м3), g — ускорение свободного падения (≈10 м/с2), h — высота столба жидкости, или ее глубина (м).

    Важно! Высоту h нужно определять от поверхности жидкости.

    Сила давления жидкости

    Сила давления жидкости на дно сосуда — это произведение давления, оказываемого жидкостью на дно сосуда, на площадь этого дна:

    F = pS = ρжghab

    Сила давления жидкости на боковую грань сосуда — это произведение половины давления, оказываемого жидкостью на дно сосуда, на площадь грани:

    F=ρжgh3..hb

    Подсказки к задачам:

    • Плотность пресной воды равна 1000 кг/м3.
    • Плотность соленой воды равна 1030 кг/м3.

    Пример №1. Чему равно давление, созданное водой, на глубине 2 м?

    Давление в жидкостях определяется формулой:

    p = ρжgh.

    Давление, созданное пресной водой, равно:

    p = 1000∙10∙2 = 20000 (Па) = 20 (кПа)

    Давление, созданное соленой водой, равно:

    p = 1030∙10∙2 = 20600 (Па) = 20,6 (кПа)

    Гидростатический парадокс

    Из закона Паскаля следует, что давление на дно сосуда определяется только плотностью жидкости и высотой ее столба. Поэтому, если в разные сосуды налить одинаковую жидкость одинаковой высоты, давление, оказываемое ею на дно каждого из сосудов, будет одинаковым.

    p1 = p2 = p3

    Сила давления при этом будет разная, так как она прямо пропорционально зависит от площади дна. Так как площадь дна первого сосуда минимальна, а третьего максимальна, силы давления, оказываемые жидкостью на дно сосудов, будут такими:

    F1 < F2 < F3

    Пример №2. На рисунке изображены три сосуда с разными жидкостями. Площади дна сосудов равны. В первом сосуде находится вода (ρ1 = 1 г/см3), во втором — керосин (ρ2 = 0,8 г/см3), в третьем — спирт (ρ3 = 0,8 г/см3). В каком сосуде оказывается максимальное давление на дно?

    Давление зависит только от плотности жидкости и от ее столба: площадь сосудов никакой роли не играет. Так как столбы жидкостей во всех сосудах одинаково, остается сравнивать плотности. Плотность воды больше плотности керосина и плотности спирта. Поэтому в сосуде 1 давление на дно сосуда будет максимальным.

    Задание EF18645

    В сосуд высотой 20 см налита вода, уровень которой ниже края сосуда на 2 см. Чему равна сила давления воды на дно сосуда, если площадь дна 0,01м2? Атмосферное давление не учитывать.


    Алгоритм решения

    1. Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.
    2. Записать формулу для вычисления силы давления.
    3. Выполнить решение задачи в общем виде.
    4. Вычислить искомую величину, подставив известные данные.

    Решение

    Запишем исходные данные:

    • Высота сосуда H = 20 см.
    • Разница между высотой сосуда и уровнем налитой в него воды: b = 2 см.
    • Площадь дна сосуда: S = 0,01 м2.

    20 см = 0,2 м

    2 см = 0,02 м

    Сила давления равна произведению давления на площадь, на которую это давление оказывается:

    F = pS

    Давление равно произведению высоты столба жидкости на ускорение свободного падения и на плотность самой жидкости. А высота столба воды в данном случае равна разности высоту стакана и разнице между высотой сосуда и уровнем воды. Поэтому:

    F = pS = ρжghS = ρжg(H – b)S = 1000∙10∙(0,2 – 0,02)∙0,01 = 18 (Н)

    Ответ: 18

    pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

    Задание EF22709 Какова сила давления керосина, заполняющего цистерну, на заплату в её стене, находящуюся на глубине 2 м? Площадь заплаты 10 см2. Атмосферное давление не учитывать.

    Алгоритм решения

    1. Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.
    2. Записать формулу для вычисления силы давления.
    3. Выполнить решение задачи в общем виде.
    4. Вычислить искомую величину, подставив известные данные.

    Решение

    Запишем исходные данные:

    • Глубина заплаты в цистерне h = 2 м.
    • Площадь заплаты: S = 10 см2.

    10 см2 = 0,001 м2

    Сила давления равна произведению давления на площадь, на которую это давление оказывается:

    F = pS

    Давление равно произведению высоты столба жидкости на ускорение свободного падения и на плотность самой жидкости. Поэтому:

    F = pS = ρкghS = 800∙10∙2∙0,001 = 16 (Н)

    Ответ: 16

    pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

    Задание EF18804

    На рисунке представлены графики зависимости давления p от глубины погружения h для двух покоящихся жидкостей: воды и тяжёлой жидкости дийодметана, при постоянной температуре.

    Выберите два верных утверждения, согласующихся с приведёнными графиками.

    Ответ:

    а) В воде на глубине 25 м давление p в 2,5 раза больше атмосферного.

    б) С ростом глубины погружения давление в дийодметане возрастает быстрее, чем в воде.

    в) Плотность керосина 0,82 г/см3, аналогичный график зависимости давления от глубины для керосина окажется между графиками для воды и дийодметана.

    г) Если внутри пустотелого шарика давление равно атмосферному, то в воде на глубине 10 м давления на его поверхность извне и изнутри будут равны друг другу.

    д) Плотность оливкового масла 0,92 г/см3, аналогичный график зависимости давления от глубины для масла окажется между графиком для воды и осью абсцисс (горизонтальной осью).


    Алгоритм решения

    1.Проверить все утверждения на истинность.

    2.Записать буквы, соответствующие верным утверждениям, последовательно без пробелов.

    Решение

    Проверим истинность первого утверждения (а). Для этого определим по графику давление воды на глубине 25 м. Если пустить перпендикуляр к графику зависимости давления воды от глубины погружения через h = 25 м, то он пересечет график в точке, которой соответствует давление p = 350 кН. Атмосферное давление равно 100 кН. Следовательно, давление воды на этой глубине в 3,5 раза превышает атмосферное давление. Утверждение неверно.

    Проверим второе утверждение (б). Согласно ему, с ростом глубины погружения давление в дийодметане возрастает быстрее, чем в воде. Это действительно так, потому что угол наклона графика зависимости давления дийодметана от глубины погружения к оси абсцисс больше того же графика для воды. Это можно подтвердить и математически: давление в более плотной жидкости с глубиной растет быстрее, так как давление имеет прямо пропорциональную зависимость с глубиной. Утверждение верно.

    Проверим третье утверждение (в). Согласно ему, если на этом же рисунке построить график зависимости давления керосина от глубины погружения, то он окажется между двумя уже существующими графиками. Но этого не может быть, потому что давление в воде растет медленнее, чем давление в дийодметане, так как вода менее плотная. По этой же причине давление в керосине будет расти медленнее, чем в воде, так как керосин менее плотный по сравнению с водой. Третий график в этом случае займет положение между графиком зависимости давления воды от глубины погружения и осью абсцисс. Утверждение неверно.

    Проверим четвертое утверждение (г). Согласно графику, давление воды на глубине 10 м равно 200 кПа. Поэтому давление на поверхность шарика снаружи, погруженного на такую глубину, будет вдвое больше, чем давление, оказываемое на его стенки изнутри (при условии, что давление внутри равно 1 атм.). Утверждение неверно.

    Проверим последнее утверждение (д). Согласно ему, если на этом же рисунке построить график зависимости давления оливкового масла от глубины погружения, то он окажется между графиком для воды и осью абсцисс. Это действительно так, потому что плотность оливкового масла меньше плотности воды. Утверждение верно.

    Верный ответ: бд.

    Ответ: бд

    pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

    Физика 7 класс. Атмосферное давление. Конспект

    Физика 7 класс. Конспект. Атмосферное давление

    Атмосферное давление



    Опытами установлено, что при температуре 0 º С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объемом 1м3 равна 1,29 кг. Вес этого воздуха определяется по формуле

    Опыты подтверждают, что внутри жидкости существует давление и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

    и равен примерно 13 Н.

    Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой.

    Атмосфера простирается на высоту нескольких тысяч километров. Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как говорят, испытывают атмосферное давление.

    Примеры существования атмосферного давления наглядно видны в действии

    шприца, пипетки, мыльницы на присоске.

    Беспорядочное движение молекул и действие на них силы тяжести приводят в результате к тому, что молекулы газов «парят» в пространстве около Земли, образуя воздушную оболочку, или атмосферу.

    Измерения показывают, что плотность воздуха быстро уменьшается с увеличением высоты. Чем выше над поверхностью Земли. Тем воздух разрежённее. В самых верхних слоях атмосфера постепенно переходит в безвоздушное пространство. Четкой границы воздушная оболочка, окружающая Землю, не имеет.

    Измерение атмосферного давления было осуществлено с помощью опыта Торричелли при помощи высоты ртутного столба. За единицу атмосферного давления принимают 1 миллиметр ртутного столба (1 мм. рт.ст.)

    1 мм рт. ст. = 133,3 Па.

    В настоящее время атмосферное давление измеряют также в гектопаскалях.

    760 мм рт. ст. = 1013 гПа.

    Барометры — приборы для измерения атмосферного давления

    Атмосферное давление непостоянно, его изменения связаны с изменениями погоды.
    Для измерения атмосферного давления используют ртутные барометры, а также безжидкостные металлические барометры, не содержащие ртути, которые называются анероиды.
    Знание атмосферного давления важно для предсказания погоды на ближайшие дни.

    Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре
    0 º С, называется нормальным атмосферным давлением.

    Нормальное атмосферное давление равно
    760 мм рт. ст. = 101300 Па = 1013 гПа.

    Наблюдения показывают, что нормальное атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря. Чем больше высота над уровнем моря, тем давление в атмосфере меньше.


    Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно отсчитать высоту, называют высотомерами. Их применяют в авиации и при подъемах на горы.

    Действие поршневых жидкостных насосов основано на том, что вода под действием атмосферного давления, поднимается за поршнем по трубке.

    Для измерения давлений, больших или меньших атмосферного, используют манометры. Манометры бывают жидкостные и металлические.

    Закон Паскаля объясняет действие гидравлических машин, действие которых основано на законах движения и равновесия жидкостей. С помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу.

    Гидравлическую машину, служащую для прессования (сдавливания) называют гидравлическим прессом. Гидравлические прессы применяют там, где требуется большая сила, например, для выжимания масла на маслобойных заводах, для прессования фанеры, картона, сена.


    Конспект составлен на основании теоретического материала учебника «Физика 7 класс» А.В. Перышкин



    Скачать конспект:

    Похожие записи:

    Симптомы и причины высокого кровяного давления

    Если у вас диагностировано высокое кровяное давление, обсудите с лечащим врачом ваши уровни артериального давления и то, как эти уровни влияют на ваш план лечения.

    Каковы признаки и симптомы высокого кровяного давления?

    Высокое кровяное давление обычно не имеет настораживающих признаков или симптомов, и многие люди не знают, что оно у них есть. Измерение кровяного давления — единственный способ узнать, есть ли у вас высокое кровяное давление.

    Что вызывает высокое кровяное давление?

    Высокое кровяное давление обычно развивается со временем.Это может произойти из-за нездорового образа жизни, например, из-за недостаточной регулярной физической активности. Некоторые состояния здоровья, такие как диабет и ожирение, также могут увеличить риск развития высокого кровяного давления. Повышенное артериальное давление также может возникать во время беременности.

    Вы можете контролировать свое кровяное давление, чтобы снизить риск серьезных проблем со здоровьем, которые могут повлиять на ваше сердце, мозг, почки и глаза.

    Закрыть

    Вы можете контролировать свое кровяное давление, чтобы снизить риск серьезных проблем со здоровьем, которые могут повлиять на ваше сердце, мозг, почки и глаза.

    Какие проблемы вызывает высокое кровяное давление?

    Высокое кровяное давление может повредить вашему здоровью во многих отношениях. Это может серьезно повредить важные органы, такие как сердце, мозг, почки и глаза.

    Хорошей новостью является то, что в большинстве случаев вы можете контролировать свое кровяное давление, чтобы снизить риск серьезных проблем со здоровьем.

    Сердечный приступ и болезнь сердца

    Высокое кровяное давление может повредить артерии, сделав их менее эластичными, что снижает приток крови и кислорода к сердцу и приводит к сердечным заболеваниям.Кроме того, снижение притока крови к сердцу может вызвать:

    • Боль в груди, также называемая стенокардией.
    • Сердечный приступ, который происходит, когда приток крови к сердцу блокируется и сердечная мышца начинает умирать без достаточного количества кислорода. Чем дольше блокируется кровоток, тем больше повреждение сердца.
    • Сердечная недостаточность, состояние, при котором ваше сердце не может перекачивать достаточное количество крови и кислорода к другим органам.

    Инсульт и проблемы с мозгом

    Высокое кровяное давление может привести к разрыву или закупорке артерий, которые снабжают мозг кровью и кислородом, что может привести к инсульту.Клетки головного мозга погибают во время инсульта, потому что они не получают достаточного количества кислорода. Инсульт может вызвать серьезные нарушения речи, движения и других основных видов деятельности. Инсульт также может убить вас.

    Высокое кровяное давление, особенно в среднем возрасте, связано с ухудшением когнитивных функций и деменцией в более позднем возрасте. Узнайте больше о связи между высоким кровяным давлением и деменцией из кампании National Institutes of Health Mind Your Risks ® external icon.

    Заболевание почек

    Взрослые с диабетом, высоким кровяным давлением или тем и другим имеют более высокий риск развития хронического заболевания почек , чем те, у кого нет этих состояний.

    Как узнать, есть ли у меня высокое кровяное давление?

    Есть только один способ узнать, есть ли у вас высокое кровяное давление: попросить врача или другого медицинского работника измерить его. Измерение артериального давления выполняется быстро и безболезненно.

    Поговорите со своим лечащим врачом о регулярном измерении артериального давления дома, что также называется самостоятельным измерением артериального давления (SMBP).

    Высокое кровяное давление называют «тихим убийцей», потому что оно обычно не имеет настораживающих признаков или симптомов, и многие люди не знают, что оно у них есть.

    Что я могу сделать, чтобы предотвратить или контролировать высокое кровяное давление?

    Многие люди с высоким кровяным давлением могут понизить свое кровяное давление до здорового диапазона или сохранить его цифры в здоровом диапазоне, внеся изменений в образ жизни . Поговорите со своей медицинской командой о

    • Минимум 150 минут физической активности в неделю (около 30 минут в день, 5 дней в неделю)
    • Не курить
    • Соблюдение здоровой диеты, включая ограничение натрия (соли) и алкоголя
    • Поддержание здорового веса
    • Управление стрессом

    Узнайте больше о способах контроля и профилактики высокого кровяного давления.

    В дополнение к положительным изменениям в образе жизни, некоторым людям с высоким кровяным давлением необходимо принимать лекарства для контроля артериального давления. Узнайте больше о лекарствах от высокого кровяного давления.

    Немедленно сообщите лечащему врачу, если вы считаете, что у вас высокое кровяное давление, или если вам сказали, что у вас высокое кровяное давление, но вы не можете его контролировать.

    Принимая меры по снижению артериального давления, вы можете защитить себя от сердечных заболеваний и инсульта, которые также иногда называют сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ).

    Узнать больше

    Высокое кровяное давление и пожилые люди

    Высокое кровяное давление, или гипертония, представляет собой серьезную проблему со здоровьем, часто встречающуюся у пожилых людей. Сеть кровеносных сосудов вашего тела, известная как сосудистая система, меняется с возрастом. Артерии становятся более жесткими, что приводит к повышению артериального давления. Это может быть верно даже для людей, которые имеют полезные для сердца привычки и чувствуют себя прекрасно. Высокое кровяное давление, иногда называемое «тихим убийцей», часто не вызывает признаков болезни, которые можно увидеть или почувствовать.Хотя им страдают почти половина всех взрослых, многие могут даже не подозревать, что они у него есть.

    Если высокое кровяное давление не контролировать с помощью изменений образа жизни и лекарств, это может привести к серьезным проблемам со здоровьем, включая сердечно-сосудистые заболевания, такие как болезни сердца и инсульт, сосудистая деменция, проблемы со зрением и болезни почек. Хорошая новость заключается в том, что у большинства людей артериальное давление можно контролировать.

    Что такое кровяное давление?

    Артериальное давление — это сила, с которой кровь давит на стенки артерий, когда сердце перекачивает кровь.Когда медицинский работник измеряет ваше артериальное давление, он надевает на руку манжету для измерения артериального давления, которая постепенно затягивается. Результаты представлены двумя цифрами. Первое число, называемое систолическим артериальным давлением, представляет собой давление, вызванное сокращением сердца и выталкиванием крови. Второе число, называемое диастолическим артериальным давлением, представляет собой давление, когда ваше сердце расслабляется и наполняется кровью.

    Показания артериального давления представляют собой отношение систолического артериального давления к диастолическому артериальному давлению.Уровни артериального давления классифицируются на основе этих двух чисел.

    • Низкое кровяное давление , или гипотензия, это систолическое артериальное давление ниже 90 или диастолическое артериальное давление ниже 60. Если у вас низкое кровяное давление, вы можете чувствовать головокружение, слабость, головокружение или даже обморок. Это может быть вызвано недостаточным потреблением жидкости, кровопотерей, некоторыми заболеваниями или приемом лекарств, в том числе прописанных при высоком кровяном давлении.
    • Нормальное кровяное давление для большинства взрослых определяется как систолическое давление менее 120 и диастолическое давление менее 80.
    • Повышенное артериальное давление определяется как систолическое давление от 120 до 129 с диастолическим давлением менее 80.
    • Высокое кровяное давление определяется как 130 или выше для первого числа или 80 или выше для второго числа.

    У пожилых людей часто первое число (систолическое) равно 130 или выше, а второе число (диастолическое) меньше 80. Эта проблема называется изолированной систолической гипертензией и возникает из-за возрастной ригидности больших артерии.Это наиболее распространенная форма высокого кровяного давления у пожилых людей, которая может привести к серьезным проблемам со здоровьем в дополнение к одышке при легкой физической нагрузке, головокружению при слишком быстром стоянии и падениях.

    Одной из причин регулярного посещения врача является проверка артериального давления и, при необходимости, планирование мер по контролю артериального давления.

    У меня высокое кровяное давление?

    Любой человек может иметь высокое кровяное давление. Некоторые медицинские состояния, такие как метаболический синдром, заболевания почек и проблемы со щитовидной железой, могут вызывать высокое кровяное давление.У некоторых людей больше шансов получить это из-за вещей, которые они не могут изменить. Это:

    • Возраст . Вероятность высокого кровяного давления увеличивается с возрастом, особенно при изолированной систолической гипертензии.
    • Пол . До 55 лет у мужчин больше шансов иметь высокое кровяное давление. Женщины чаще имеют высокое кровяное давление после менопаузы.
    • История семьи . Высокое кровяное давление, как правило, встречается в некоторых семьях.
    • Гонка . Афроамериканцы подвержены повышенному риску высокого кровяного давления.

    Высокое кровяное давление часто не имеет признаков или симптомов, но регулярные проверки вашего кровяного давления помогут обнаружить его повышение. Если при двух или более осмотрах ваше артериальное давление высокое, врач может также попросить вас измерить артериальное давление дома.

    Существуют важные соображения для пожилых людей при принятии решения о начале лечения высокого кровяного давления, если оно выше 130/80, включая другие состояния здоровья и общую физическую форму.Ваш врач может работать с вами, чтобы найти целевое значение артериального давления, которое лучше всего подходит для вашего самочувствия, и может предложить физические упражнения, изменения в вашем рационе и лекарства.

    Пожилые люди с сердечными заболеваниями, такими как сердечная недостаточность, ишемическая болезнь сердца, кардиомиопатии (заболевания сердечной мышцы) и, возможно, высокое кровяное давление, могут с большей вероятностью серьезно заболеть COVID-19. Чтобы узнать больше о высоком кровяном давлении и COVID-19, посетите веб-сайт CDC.

    Как я могу контролировать свое кровяное давление?

    Во многих случаях артериальное давление можно снизить, изменив свои повседневные привычки и при необходимости приняв лекарства.Лечение, особенно если у вас есть другие заболевания, такие как диабет, требует постоянной оценки и обсуждения с врачом.

    Изменения образа жизни, которые вы можете внести, чтобы предотвратить и снизить высокое кровяное давление:

    • Стремитесь к здоровому весу. Избыточный вес увеличивает риск высокого кровяного давления. Спросите своего врача, нужно ли вам похудеть. В общем, чтобы поддерживать здоровый вес, вам нужно сжигать столько же калорий, сколько вы едите и пьете.
    • Упражнение. Умеренная активность, такая как быстрая ходьба или плавание, может снизить высокое кровяное давление. Ставьте перед собой цели, чтобы тренироваться безопасно, и доведите их до 150 минут (2,5 часов) в неделю. Проконсультируйтесь с врачом, прежде чем начинать план упражнений, если у вас есть какие-либо проблемы со здоровьем, которые вы не лечите.
    • Придерживайтесь здоровой для сердца диеты. Сбалансированная диета, состоящая из овощей, фруктов, злаков, белков, молочных продуктов и масел, такая как диетический подход к остановке гипертонии (DASH), может снизить кровяное давление.
    • Сократите потребление соли. По мере взросления организм и кровяное давление становятся более чувствительными к соли (натрию), которую добавляют во многие продукты во время обработки или приготовления. Ограничение количества соли каждый день может помочь. DASH — это диета с низким содержанием соли.
    • Пей меньше алкоголя. Употребление алкоголя может повлиять на ваше кровяное давление. Для тех, кто пьет, мужчинам не следует употреблять более двух напитков в день, а женщинам — не более одного раза в день, чтобы снизить риск высокого кровяного давления.
    • Не кури. Курение увеличивает риск высокого кровяного давления, сердечных заболеваний, инсульта и других проблем со здоровьем. Если вы курите, бросьте. Пользу для здоровья от отказа от курения можно увидеть в любом возрасте — вы никогда не будете слишком стары, чтобы бросить курить.
    • Выспитесь. Сообщите своему врачу, если вам сказали, что вы храпите или издаете звук, похожий на остановку дыхания на несколько мгновений во сне. Это может быть признаком проблемы, называемой апноэ во сне. Лечение апноэ во сне и хороший ночной сон могут помочь снизить кровяное давление.
    • Управление стрессом. Преодоление проблем и уменьшение стресса могут помочь снизить высокое кровяное давление.

    Помимо рекомендаций по изменению образа жизни, ваш врач, скорее всего, назначит лекарства для снижения артериального давления до безопасного уровня. Изолированная систолическая гипертензия, наиболее распространенная форма высокого кровяного давления у пожилых людей, лечится так же, как и обычное высокое кровяное давление, но может потребоваться более одного типа лекарств от артериального давления. Вы можете попробовать несколько видов или комбинаций лекарств, прежде чем найти план, который лучше всего подходит для вас.Лекарства могут контролировать ваше кровяное давление, но не могут его вылечить. Если ваш врач назначает вам лекарства от высокого кровяного давления, возможно, вам придется принимать их в течение длительного времени.

    Профилактика и контроль высокого кровяного давления важны для здоровья вашего сердца и могут также принести пользу вашему когнитивному здоровью. Исследование, финансируемое Национальным институтом здравоохранения США, под названием «Испытание вмешательства по систолическому артериальному давлению» (SPRINT), показало, что снижение систолического артериального давления до менее 120 у взрослых в возрасте 50 лет и старше значительно снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и смерти.Результаты родственного исследования показали, что снижение систолического артериального давления до уровня менее 120 снижает риск легких когнитивных нарушений, а анализ нескольких крупных долгосрочных исследований с участием взрослых старше 55 лет показал, что лечение высокого артериального давления связано со снижением при риске развития болезни Альцгеймера.

    Советы по приему лекарств от артериального давления

    Невылеченное высокое кровяное давление может увеличить риск серьезных проблем со здоровьем. Если ваш врач прописывает лекарства для снижения артериального давления, помните:

    • Если вы принимаете лекарства от кровяного давления, и ваше кровяное давление падает, это означает, что лекарства и изменения образа жизни работают.Если другой врач спросит, есть ли у вас высокое кровяное давление, он ответит: «Да, но оно лечится».
    • Изменения в здоровом образе жизни могут помочь снизить необходимую дозировку.
    • Медленно встаньте из сидячего или лежачего положения и немного постойте, прежде чем идти. Это позволяет вашему кровяному давлению регулироваться перед ходьбой, чтобы предотвратить головокружение и падения.
    • Расскажите своему врачу обо всех лекарствах, которые вы принимаете. Не забудьте упомянуть лекарства, отпускаемые без рецепта, включая витамины и добавки.Они могут повлиять на ваше кровяное давление. Они также могут изменить эффективность ваших лекарств от артериального давления.
    • Лекарства от кровяного давления следует принимать в одно и то же время каждый день в рамках вашего распорядка дня. Например, принимать утром во время завтрака или вечером перед чисткой зубов. Если вы пропустите дозу, не удваивайте дозу на следующий день.
    • Не забудьте пополнить запас лекарств до того, как они закончатся, и возьмите их с собой в путешествие. Важно продолжать принимать лекарства, если ваш врач не скажет вам остановиться.
    • Перед операцией спросите своего врача, следует ли вам принимать лекарства от артериального давления в день операции.

    Прочтите эту тему на испанском языке. Lea sobre Эсте тема на испанском языке.

    Для получения дополнительной информации о высоком кровяном давлении

    Этот контент предоставлен Национальным институтом старения NIH (NIA). Ученые NIA и другие эксперты проверяют этот контент, чтобы убедиться, что он точен и актуален.

    Содержание проверено: 27 октября 2021 г.

    NWS JetStream — Давление воздуха

    Количество молекул в
    атмосфера уменьшается с высотой.

    Атомы и молекулы, составляющие различные слои атмосферы, постоянно движутся в случайных направлениях. Несмотря на свой крошечный размер, когда они ударяются о поверхность, они оказывают на эту поверхность силу, которую мы наблюдаем как давление.

    Каждая молекула слишком мала, чтобы ее можно было ощутить, и оказывает незначительное усилие. Однако, если мы суммируем полные силы от большого числа молекул, ударяющихся о поверхность каждый момент, то общее наблюдаемое давление может быть значительным.

    Давление воздуха можно увеличить (или уменьшить) одним из двух способов.Во-первых, простое добавление молекул в любой конкретный контейнер повысит давление. Большее количество молекул в любом конкретном контейнере увеличит количество столкновений с границей контейнера, что наблюдается как увеличение давления.

    Хорошим примером этого является добавление (или удаление) воздуха в автомобильной шине. При добавлении воздуха количество молекул увеличивается, а также увеличивается общее количество столкновений с внутренней границей шины. Увеличение количества столкновений заставляет давление в шине увеличиваться в размерах.

    Второй способ увеличения (или уменьшения) заключается в добавлении (или вычитании) тепла. Добавление тепла к любому конкретному контейнеру может передавать энергию молекулам воздуха. Поэтому молекулы движутся с повышенной скоростью, ударяясь о границу сосуда с большей силой, что наблюдается как увеличение давления.

    Обучающий урок: воздух: увесистый предмет

    Поскольку молекулы движутся во всех направлениях, они могут даже создавать давление воздуха вверх, когда врезаются в объект снизу.В атмосфере давление воздуха может действовать во всех направлениях.

    На Международной космической станции поддерживается такая плотность воздуха, что она аналогична плотности на поверхности земли. Следовательно, давление воздуха на космической станции такое же, как и на поверхности Земли (14,7 фунта на квадратный дюйм).

    Учебный урок: неотложная помолвка

    Учебный урок: плыть по течению

    Вернувшись на Землю, по мере увеличения высоты количество молекул уменьшается, и поэтому плотность воздуха меньше, что означает снижение атмосферного давления.Фактически, в то время как атмосфера простирается более чем на 15 миль (24 км), половина молекул воздуха в атмосфере содержится в пределах первых 18 000 футов (5,6 км).

    Из-за этого снижения давления с высотой очень трудно сравнивать давление воздуха на уровне земли в разных местах, особенно когда высота каждого места различается. Поэтому, чтобы придать смысл значениям давления, наблюдаемым на каждой станции, мы преобразуем показания давления воздуха на станции в значение с общим знаменателем.

    Общий знаменатель, который мы используем, это высота над уровнем моря. На наблюдательных станциях по всему миру показания атмосферного давления, независимо от высоты наблюдательной станции, преобразуются в значение, которое наблюдалось бы, если бы этот прибор находился на уровне моря.

    Двумя наиболее распространенными единицами измерения давления в Соединенных Штатах являются «дюймы ртутного столба» и «миллибары». Дюймы ртутного столба относятся к высоте столбика ртути, измеренной в сотых долях дюйма.Это то, что вы обычно слышите из радиостанции NOAA Weather Radio или из вашего любимого источника информации о погоде или новостях. На уровне моря стандартное атмосферное давление составляет 29,92 дюйма ртутного столба.

    миллибар происходит от первоначального термина для обозначения давления «бар». Бар происходит от греческого «барос», что означает вес. Миллибар составляет 1/1000 бара и примерно равен 1000 дин (одна дина — это сила, необходимая для ускорения объекта массой в один грамм со скоростью один сантиметр в секунду в квадрате).Значения миллибар, используемые в метеорологии, колеблются от 100 до 1050. На уровне моря стандартное давление воздуха в миллибарах составляет 1013,2. Карты погоды, показывающие давление на поверхности, строятся в миллибарах.

    Как температура влияет на высоту давления.

    Хотя изменения обычно происходят слишком медленно, чтобы их можно было наблюдать напрямую, атмосферное давление меняется почти всегда. Это изменение давления вызвано изменениями плотности воздуха, а плотность воздуха связана с температурой.

    Теплый воздух менее плотный, чем более холодный воздух, потому что молекулы газа в теплом воздухе имеют большую скорость и находятся дальше друг от друга, чем в более холодном воздухе.Таким образом, хотя средняя высота уровня 500 миллибар составляет около 18 000 футов (5600 метров), фактическая высота будет выше в теплом воздухе, чем в холодном.

    Учебный урок: решающий момент

    Буквы H обозначают расположение области самого высокого давления.
    Буквы L обозначают положение самого низкого давления. Буквы H обозначают расположение области самого высокого давления.
    Буквы L обозначают положение самого низкого давления.

    Самым основным изменением давления является повышение и понижение давления два раза в день из-за солнечного нагрева.Каждый день, около 4 утра / вечера. давление находится на самом низком уровне и близко к своему пику около 10 часов утра / вечера. Величина суточного цикла максимальна вблизи экватора, уменьшаясь к полюсам.

    Вдобавок к суточным колебаниям следуют большие изменения давления в результате миграции погодных систем. Эти погодные системы обозначаются синими буквами H и красными буквами L на картах погоды.

    Учебный урок: Измерение давления: «мокрый» барометр

    Снижение атмосферного давления с увеличением высоты.

    Как изменения погоды связаны с изменениями давления?
    Со своей выгодной позиции в Англии в 1848 году преподобный доктор Брюэр написал в своем Руководстве по научному познанию знакомых вещей следующее о связи давления с погодой:

    ПАДЕНЬ Барометр (понижающий давление)

    • В очень жаркую погоду падение барометра означает гром. В противном случае внезапное падение барометра указывает на сильный ветер.
    • В морозную погоду падение барометра означает оттепель.
    • Если вскоре после падения барометра наступит дождливая погода, ждите ее немного.
    • В сырую погоду, если барометр падает, ждите сильного дождя.
    • В ясную погоду, если барометр сильно падает и остается низким, ожидайте сильного дождя через несколько дней и, возможно, ветра.
    • Барометр меньше всего тонет при ветре и дожде вместе; рядом с этим ветром (кроме восточного или северо-восточного ветра).

    ПОДЪЕМ Барометр (повышение давления)

    • Зимой повышение барометра предвещает заморозки.
    • В морозную погоду повышение барометра предвещает снег.
    • Если хорошая погода наступит вскоре после подъема барометра, ждите от нее немногого.
    • В сырую погоду, если столбик ртути поднимается высоко и остается таким, ожидайте сохранения хорошей погоды через день или два.
    • В дождливую погоду, если столбик ртути внезапно поднимется очень высоко, хорошая погода продлится недолго.
    • Барометр поднимается выше всего для северных и восточных ветров; для всех других ветров он тонет.

    Барометр НЕУСТОЙЧИВЫЙ (нестационарное давление)

    • Если движение ртути неустойчиво, ждите неустойчивой погоды.
    • Если стоит «СИЛЬНЫЙ ДОЖДЬ» и поднимается до «ИЗМЕНЯЕМЫЙ», ожидайте краткосрочной хорошей погоды.
    • Если он стоит на уровне «УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО» и падает на «ИЗМЕНЯЕМЫЙ», ждите плохой погоды.
    • Его движение вверх указывает на приближение хорошей погоды; его движение вниз указывает на приближение ненастья.

    Эти наблюдения за давлением справедливы и для многих других мест, но не для всех. Штормы, которые случаются в Англии, расположенной в конце Гольфстрима, вызывают большие изменения давления. В Соединенных Штатах самые большие изменения давления, связанные со штормами, обычно происходят на Аляске и в северной половине континентальной части США. В тропиках, за исключением тропических циклонов, ежедневные изменения давления очень незначительны, и ни одно из правил не применяется. .

    Учебный урок: Измерение давления II: «Сухой» барометр

    Быстрые факты

    Научная единица давления – Паскаль (Па), названная в честь Блеза Паскаля (1623–1662).Один паскаль равен 0,01 миллибар или 0,00001 бар. Метеорология использует миллибар для атмосферного давления с 1929 года.

    Когда в 1960-х годах произошло изменение научной единицы измерения, многие метеорологи предпочли продолжать использовать ту величину, к которой они привыкли, и использовать приставку «гекто» (h), означающую 100.

    Следовательно, 1 гектопаскаль (гПа) равен 100 Па, что соответствует 1 миллибару. 100 000 Па равняется 1000 гПа, что равно 1000 миллибар.

    Конечным результатом является то, что, хотя единицы, на которые мы ссылаемся в метеорологии, могут быть разными, их числовое значение остается прежним.Например, стандартное давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар и 1013,25 гПа.

    9.1 Давление газа – Химия

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Определить свойство давления
    • Определение и преобразование единиц измерения давления
    • Описать работу обычных приборов для измерения давления газа
    • Расчет давления по данным манометра

    Земная атмосфера оказывает давление, как и любой другой газ.Хотя обычно мы не замечаем атмосферного давления, мы чувствительны к изменениям давления — например, когда ваши уши «хлопают» во время взлета и посадки во время полета или когда вы ныряете под воду. Давление газа обусловлено силой, действующей на молекулы газа, сталкивающиеся с поверхностями предметов (рис. 1). Хотя сила каждого столкновения очень мала, любая поверхность значительной площади испытывает большое количество столкновений за короткое время, что может привести к высокому давлению. Фактически, нормальное давление воздуха достаточно велико, чтобы раздавить металлический контейнер, если его не уравновешивает равное давление внутри контейнера.

    Рисунок 1. Атмосфера над нами оказывает большое давление на объекты на поверхности земли, примерно равное весу шара для боулинга, дающего площадь размером с ноготь большого пальца человека.

    Яркая иллюстрация атмосферного давления представлена ​​в этом коротком видеоролике, на котором показано, как железнодорожная цистерна взрывается при снижении внутреннего давления.

    Кратко объясняется демонстрация этого явления в меньшем масштабе.

    Атмосферное давление обусловлено весом столба молекул воздуха в атмосфере над объектом, например, автоцистерной.На уровне моря это давление примерно такое же, как у взрослого африканского слона, стоящего на коврике у двери, или у типичного шара для боулинга на ногте большого пальца. Это может показаться огромным количеством, и это так, но жизнь на Земле развивалась под таким атмосферным давлением. Если вы на самом деле посадите шар для боулинга на ноготь большого пальца, испытанное давление будет в 90 364 раза больше обычного давления, и ощущение будет неприятным.

    В общем, давление определяется как сила, действующая на заданную площадь: [латекс]P = \frac{F}{A}[/latex].Обратите внимание, что давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади. Таким образом, давление можно увеличить либо за счет увеличения силы, либо за счет уменьшения площади, на которую она воздействует; давление можно уменьшить, уменьшив силу или увеличив площадь.2[/латекс]

    Рис. 2. Хотя (а) вес слона велик, создавая очень большую силу на землю, (б) фигуристка оказывает гораздо большее давление на лед из-за малой площади поверхности ее коньков. (кредит a: модификация работы Гвидо да Роззе; кредит b: модификация работы Рёске Яги)

    Единицей давления в системе СИ является паскалей (Па) , где 1 Па = 1 Н/м 2 , где N — ньютон, единица силы, определяемая как 1 кг м/с 2 . Один паскаль — это небольшое давление; во многих случаях удобнее использовать единицы килопаскаль (1 кПа = 1000 Па) или бар (1 бар = 100000 Па).В Соединенных Штатах давление часто измеряется в фунтах силы на площади в один квадратный дюйм — фунтов на квадратный дюйм (psi) — например, в автомобильных шинах. Давление также можно измерить с помощью единицы атмосферы (атм) , которая первоначально представляла собой среднее атмосферное давление на уровне моря приблизительно на широте Парижа (45°). В таблице 1 представлена ​​некоторая информация об этих и некоторых других распространенных единицах измерения давления

    .
    Наименование и сокращение блока Определение или отношение к другой единице
    паскаль (Па) 1 Па = 1 Н/м 2

    рекомендованный блок IUPAC

    килопаскаль (кПа) 1 кПа = 1000 Па
    фунтов на квадратный дюйм (psi) атмосферное давление на уровне моря ~14.7 фунтов на квадратный дюйм
    атмосфера (атм) 1 атм = 101 325 Па

    атмосферное давление на уровне моря ~1 атм

    бар (бар или б) 1 бар = 100 000 Па (точно)

    обычно используется в метеорологии

    миллибар (мбар или мб) 1000 мбар = 1 бар
    дюймов ртутного столба (дюймы ртутного столба) 1 дюйм ртутного столба = 3386 Па

    используется авиационной промышленностью, а также некоторые сводки погоды

    торр [латекс]1 \;\text{торр} = \frac{1}{760} \;\text{атм}[/latex]

    имени Евангелиста Торричелли, изобретателя барометра

    миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.) 1 мм рт.ст. ~1 торр
    Таблица 1.  Единицы измерения давления

    Пример 1

    Преобразование единиц измерения давления
    Национальная метеорологическая служба США сообщает о давлении как в дюймах ртутного столба, так и в миллибарах. Преобразовать давление 29,2 дюйма ртутного столба в:

    (а) торр

    (б) атм

    (в) кПа

    (г) мбар

    Решение
    Это проблема преобразования единиц измерения. Соотношения между различными единицами давления приведены в таблице 1.

    (a) [латекс] 29,2 \;\rule[0,5ex]{2,2em}{0,1ex}\hspace{-2,2em}\text{in Hg} \times \frac{25,4 \;\rule[0,25ex ]{1.2em}{0.1ex}\hspace{-1.2em}\text{мм}}{1 \;\rule[0.25ex]{0.6em}{0.1ex}\hspace{-0.6em}\text{ in}} \times \frac{1 \;\text{торр}}{1 \;\rule[0.25ex]{2em}{0.1ex}\hspace{-2em}\text{мм рт.ст.}} = 742 \ ;\текст{торр}[/латекс]

    (b) [латекс]742 \;\rule[0.5ex]{1.8em}{0.1ex}\hspace{-1.8em}\text{torr} \times \frac{1 \;\text{atm}} {760 \;\rule[0.25ex]{1.2em}{0.1ex}\hspace{-1.2em}\text{torr}} = 0.976 \;\текст{атм}[/латекс]

    (c) [латекс]742 \;\rule[0.5ex]{1.8em}{0.1ex}\hspace{-1.8em}\text{торр} \times \frac{101.325 \;\text{кПа}} {760 \;\rule[0.25ex]{1.0em}{0.1ex}\hspace{-1.0em}\text{торр}} = 98,9 \;\text{кПа}[/latex]

    (d) [латекс]98,9 \;\rule[0.5ex]{1.9em}{0.1ex}\hspace{-1.9em}\text{кПа} \times \frac{1000 \;\rule[0.25ex] {0,9em}{0,1ex}\hspace{-0,9em}\text{Па}}{1 \;\rule[0,25ex]{1,1em}{0,1ex}\hspace{-1,1em}\text{кПа }} \times \frac{1 \;\rule[0.25ex]{0.9em}{0.1ex}\hspace{-0.9em}\text{bar}}{100 000 \;\rule[0.25ex]{1.0em}{0.1ex}\hspace{-1.0em}\text{Pa}} \times \frac{1000 \;\text{ мбар}}{1 \;\rule[0.25ex]{1.0em}{0.1ex}\hspace{-1.0em}\text{bar}} = 989 \;\text{mbar}[/latex]

    Проверьте свои знания
    Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Чему равно это давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба, килопаскалях и барах?

    Ответ:

    0,974 атм; 740 мм рт.ст.; 98,7 кПа; 0,987 бар

    Мы можем измерить атмосферное давление, силу, оказываемую атмосферой на поверхность земли, с помощью барометра (рис. 3).Барометр представляет собой стеклянную трубку, которая закрыта с одного конца и заполнена нелетучей жидкостью, такой как ртуть, а затем перевернута и погружена в сосуд с этой жидкостью. Атмосфера давит на жидкость снаружи трубки, столб жидкости давит внутри трубки, а давление на поверхности жидкости внутри и снаружи трубки одинаково. Таким образом, высота жидкости в трубке пропорциональна давлению атмосферы.

    Рис. 3. В барометре высота столба жидкости ч используется для измерения давления воздуха.Использование очень плотной жидкой ртути (слева) позволяет создавать барометры разумного размера, тогда как использование воды (справа) потребует барометра высотой более 30 футов.

    Если жидкость представляет собой воду, нормальное атмосферное давление будет поддерживать столб воды высотой более 10 метров, что довольно неудобно для изготовления (и считывания) барометра. Поскольку ртуть (Hg) примерно в 13,6 раза плотнее воды, ртутный барометр должен быть только в [латекс]\frac{1}{13,6}[/латекс] высотой с водяной барометр — более подходящего размера.Стандартное атмосферное давление 1 атм на уровне моря (101 325 Па) соответствует ртутному столбу высотой около 760 мм (29,92 дюйма). Первоначально предполагалось, что торр будет единицей, равной одному миллиметру ртутного столба, но это больше не соответствует точно. Давление, создаваемое жидкостью под действием силы тяжести, известно как гидростатическое давление , p :

    .

    [латекс]p = h\rhog[/латекс]

    , где h — высота жидкости, ρ — плотность жидкости, а g — ускорение свободного падения.

    Пример 2

    Расчет барометрического давления
    Покажите расчет, подтверждающий утверждение о том, что атмосферное давление на уровне моря соответствует давлению столба ртути высотой около 760 мм. Плотность ртути = 13,6 г/см 3 .

    Раствор
    Гидростатическое давление определяется формулой p = hρg , где h = 760 мм, ρ = 13,6 г/см 3 5 6 , , 5 \;\text{Pa} \end{массив}[/latex]

    Проверьте свои знания
    Рассчитайте высоту водяного столба при температуре 25 °C, которая соответствует нормальному атмосферному давлению. Плотность воды при этой температуре составляет 1,0 г/см 3 .

    Манометр — это устройство, похожее на барометр, которое можно использовать для измерения давления газа, находящегося в контейнере. Манометр с закрытым концом представляет собой U-образную трубку с одним закрытым плечом, другое плечо, которое соединяется с измеряемым газом, и нелетучей жидкостью (обычно ртутью) между ними.Как и в барометре, расстояние между уровнями жидкости в двух ответвлениях трубки ( ч на диаграмме) пропорционально давлению газа в сосуде. Манометр с открытым концом (рис. 4) аналогичен манометру с закрытым концом, но одно его плечо открыто в атмосферу. В этом случае расстояние между уровнями жидкости соответствует разнице давлений между газом в сосуде и атмосферой.

    Рисунок 4. Манометр можно использовать для измерения давления газа.Высота (разница) между уровнями жидкости ( ч ) является мерой давления. Ртуть обычно используется из-за ее большой плотности.

    Пример 3

    Расчет давления с помощью манометра с закрытым концом
    Давление пробы газа измеряется с помощью манометра с закрытым концом, как показано справа. Жидкость в манометре – ртуть. Определить давление газа в:

    (а) торр

    (б) Па

    (в) бар

    Раствор
    Давление газа равно ртутному столбу высотой 26.4 см. (Давление на нижней горизонтальной линии одинаково по обеим сторонам трубки. Давление слева обусловлено газом, а давление справа — давлением 26,4 см ртутного столба, или ртутью.) Мы могли бы использовать уравнение . p = hρg , как в примере 2, но проще просто преобразовать единицы измерения, используя таблицу 1.

    (a) [латекс]26,4 \;\rule[0,5ex]{2,8em}{0,1ex}\hspace{-2,8em}\text{см рт.ст.} \times \frac{10 \;\rule[0,25ex ]{2.5em}{0.1ex}\hspace{-2.5em}\text{мм рт.ст.}}{1 \;\rule[0.25ex]{2.5em}{0.1ex}\hspace{-2.5em}\text{мм рт.ст.}} \times \frac{1 \;\text{torr}}{1 \;\rule[0.25ex]{2.5 em}{0.1ex}\hspace{-2.5em}\text{мм рт.ст.}} = 264 \;\text{торр}[/latex]

    (b) [латекс]264 \;\rule[0.5ex]{1.7em}{0.1ex}\hspace{-1.7em}\text{torr} \times \frac{1 \;\rule[0.25ex] {1.3em}{0.1ex}\hspace{-1.3em}\text{atm}}{760 \;\rule[0.25ex]{1.3em}{0.1ex}\hspace{-1.3em}\text{torr }} \times \frac{101,325 \;\text{Pa}}{1 \;\rule[0.25ex]{1.3em}{0.1ex}\hspace{-1,3em}\text{атм}} = 35 200 \;\text{Па}[/латекс]

    (c) [латекс]35 200 \;\rule[0.5ex]{1.2em}{0.1ex}\hspace{-1.2em}\text{Pa} \times \frac{1 \;\text{bar}}{100,000 \;\rule[0.25ex]{1em}{ 0,1ex}\hspace{-1em}\text{Pa}} = 0,352 \;\text{bar}[/latex]

    Проверьте свои знания
    Давление образца газа измеряется манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре – ртуть. Определить давление газа в:

    (а) торр

    (б) Па

    (в) бар

    Ответ:

    (а) ~150 торр; (б) ~20 000 Па; (в) ~0.20 бар

    Пример 4

    Расчет давления с помощью манометра с открытым концом
    Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано справа. Определить давление газа в:

    (а) мм рт.ст.

    (б) атм

    (в) кПа

    Раствор
    Давление газа равно гидростатическому давлению из-за столба ртути высотой 13.7 см плюс давление атмосферы на уровне моря. (Давление на нижней горизонтальной линии одинаково по обеим сторонам трубы. Давление слева обусловлено газом, а давление справа обусловлено 13,7 см рт. ст. плюс атмосферное давление.)

    (a) В мм рт. ст. это: 137 мм рт. ст. + 760 мм рт. ст. = 897 мм рт. ст.

    (b) [латекс]897 \;\rule[0.5ex]{3em}{0.1ex}\hspace{-3em}\text{мм рт.ст.} \times \frac{1 \;\text{атм}}{ 760 \;\rule[0.25ex]{2.5em}{0.1ex}\hspace{-2.5em}\text{мм рт.ст.}} = 1.2 \;\text{кПа}[/латекс]

    Проверьте свои знания
    Давление образца газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано справа. Определить давление газа в:

    (а) мм рт.ст.

    (б) атм

    (в) кПа

    Ответ:

    (а) 642 мм рт.ст.; (б) 0,845 атм; (в) 85,6 кПа

    Измерение артериального давления

    Артериальное давление измеряется с помощью устройства, называемого сфигмоманометром (греч. sphygmos = «пульс»).Он состоит из надувной манжеты для ограничения кровотока, манометра для измерения давления и метода определения момента начала кровотока и момента, когда он становится затрудненным (рис. 5). С момента своего изобретения в 1881 году он был незаменимым медицинским устройством. Существует много типов сфигмоманометров: ручные, для которых требуется стетоскоп и которые используются медицинскими работниками; ртутные, используемые, когда требуется наибольшая точность; менее точные механические; и цифровые, которые можно использовать с небольшой подготовкой, но которые имеют ограничения.При использовании сфигмоманометра манжету надевают на плечо и надувают до полной блокировки кровотока, затем медленно отпускают. Когда сердце бьется, кровь, проталкиваемая по артериям, вызывает повышение давления. Это повышение давления, при котором начинается кровоток, составляет систолического давления — пикового давления в сердечном цикле. Когда давление в манжете равно артериальному систолическому давлению, кровь течет мимо манжеты, создавая слышимые звуки, которые можно услышать с помощью стетоскопа.За этим следует снижение давления, поскольку желудочки сердца готовятся к следующему сокращению. По мере того как давление в манжете продолжает снижаться, в конце концов звук перестает быть слышимым; это диастолическое давление — самое низкое давление (фаза покоя) в сердечном цикле. Единицы измерения артериального давления сфигмоманометра выражены в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

    Рисунок 5. (a) Медицинский техник готовится измерить артериальное давление пациента с помощью сфигмоманометра. (b) В типичном сфигмоманометре используется резиновая груша с клапаном для надувания манжеты и манометр с диафрагмой для измерения давления.(кредит а: модификация работы старшего сержанта Джеффри Аллена)

    Метеорология, климатология и атмосферные науки

    На протяжении веков люди наблюдали за облаками, ветрами и осадками, пытаясь уловить закономерности и предсказать: когда лучше сажать и собирать урожай; безопасно ли отправляться в морское путешествие; и многое другое. Сейчас мы сталкиваемся со сложными проблемами, связанными с погодой и атмосферой, которые окажут серьезное влияние на нашу цивилизацию и экосистему. Несколько различных научных дисциплин используют химические принципы, чтобы помочь нам лучше понять погоду, атмосферу и климат.Это метеорология, климатология и наука об атмосфере. Метеорология изучает атмосферу, атмосферные явления и влияние атмосферы на погоду на Земле. Метеорологи стремятся понять и предсказать погоду в краткосрочной перспективе, что может спасти жизни и принести пользу экономике. Прогнозы погоды (рис. 6) являются результатом тысяч измерений атмосферного давления, температуры и т. п., которые компилируются, моделируются и анализируются в метеорологических центрах по всему миру.

    Рис. 6. Метеорологи используют карты погоды для описания и предсказания погоды. Области высокого (H) и низкого (L) давления оказывают большое влияние на погодные условия. Серые линии представляют места постоянного давления, известные как изобары. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

    С точки зрения погоды, системы низкого давления возникают, когда атмосферное давление на поверхности земли ниже, чем в окружающей среде: влажный воздух поднимается и конденсируется, образуя облака.Движение влаги и воздуха в пределах различных погодных фронтов провоцирует большинство погодных явлений.

    Атмосфера — это газовый слой, окружающий планету. Атмосфера Земли, толщина которой составляет примерно 100–125 км, состоит примерно из 78,1% азота и 21,0% кислорода, и ее можно разделить на области, показанные на рисунке 7: экзосфера (наиболее удаленная от Земли,> 700 км над уровнем моря) , термосфера (80–700 км), мезосфера (50–80 км), стратосфера (второй нижний уровень нашей атмосферы, 12–50 км над уровнем моря) и тропосфера (до 12 км над уровнем моря, примерно 80% земной атмосферы по массе и слой, в котором происходит большинство погодных явлений).По мере того, как вы поднимаетесь выше в тропосфере, плотность воздуха и температура уменьшаются.

    Рис. 7. Атмосфера Земли состоит из пяти слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.

    Климатология — это изучение климата, усредненных погодных условий за длительные периоды времени с использованием атмосферных данных. Однако климатологи изучают закономерности и эффекты, происходящие в течение десятилетий, столетий и тысячелетий, а не более короткие временные рамки часов, дней и недель, как метеорологи.Наука об атмосфере — еще более широкая область, объединяющая метеорологию, климатологию и другие научные дисциплины, изучающие атмосферу.

    Газы оказывают давление, которое равно силе на единицу площади. Давление газа может быть выражено в единицах СИ паскаль или килопаскаль, а также во многих других единицах, включая торр, атмосферу и бар. Атмосферное давление измеряется с помощью барометра; другие давления газа могут быть измерены с использованием одного из нескольких типов манометров.

    • [латекс]P = \frac{F}{A}[/латекс]
    • [латекс]p = h\rho g[/латекс]

    Химия Упражнения в конце главы

    1. Почему острые ножи более эффективны, чем тупые (Подсказка: подумайте об определении давления)?
    2. Почему для некоторых небольших мостов установлены ограничения по весу, которые зависят от количества колес или осей транспортного средства, пересекающего их?
    3. Почему лучше кататься или ползти на животе, чем идти по тонко замерзшему пруду?
    4. Типичное атмосферное давление в Реддинге, штат Калифорния, составляет около 750 мм рт.Вычислите это давление в атм и кПа.
    5. Типичное атмосферное давление в Денвере, штат Колорадо, составляет 615 мм рт. Чему равно это давление в атмосферах и килопаскалях?
    6. Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Чему равно это давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба и килопаскалях?
    7. Канадские манометры
    8. имеют маркировку в килопаскалях. Какое показание на таком манометре соответствует 32 фунтам на квадратный дюйм?
    9. Во время высадки викингов на Марс атмосферное давление было определено в среднем около 6.50 миллибар (1 бар = 0,987 атм). Каково это давление в торр и кПа?
    10. Давление атмосферы на поверхность планеты Венера составляет около 88,8 атм. Сравните это давление в фунтах на квадратный дюйм с нормальным давлением на земле на уровне моря в фунтах на квадратный дюйм.
    11. В каталоге медицинской лаборатории давление в баллоне с газом указано как 14,82 МПа. Каково давление этого газа в атмосферах и торр?
    12. Рассмотрите этот сценарий и ответьте на следующие вопросы: В середине августа на северо-востоке США в местной газете появилась следующая информация: атмосферное давление на уровне моря 29.97 дюймов, 1013,9 мбар.

      (а) Каким было давление в кПа?

      (b) Давление у побережья на северо-востоке США обычно составляет около 30,0 дюймов ртутного столба. Во время урагана давление может упасть примерно до 28,0 дюймов ртутного столба. Рассчитайте падение давления в торр.

    13. Почему необходимо использовать нелетучую жидкость в барометре или манометре?
    14. Давление пробы газа измеряется на уровне моря манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре – ртуть.Определить давление газа в:

      (а) торр

      (б) Па

      (в) бар

    15. Давление пробы газа измеряется открытым манометром, частично показанным справа. Жидкость в манометре – ртуть. Приняв атмосферное давление равным 29,92 дюйма ртутного столба, определите давление газа в:

      (а) торр

      (б) Па

      (в) бар

    16. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом.Приняв атмосферное давление равным 760,0 мм рт. ст., определить давление газа в:

      (а) мм рт.ст.

      (б) атм

      (в) кПа

    17. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом. Приняв атмосферное давление равным 760 мм рт. ст., определить давление газа в:

      (а) мм рт.ст.

      (б) атм

      (в) кПа

    18. Как использование летучей жидкости повлияет на измерение газа с помощью манометров с открытым концом по сравнению с обычными манометрами?закрытые манометры?

    Глоссарий

    атмосфера (атм)
    единица давления; 1 атм = 101 325 Па
    бар
    (бар или б) единица давления; 1 бар = 100 000 Па
    барометр
    прибор для измерения атмосферного давления
    гидростатическое давление
    давление, создаваемое жидкостью под действием силы тяжести
    манометр
    Устройство, используемое для измерения давления газа, находящегося в сосуде
    паскаль (Па)
    Единица давления в системе СИ; 1 Па = 1 Н/м 2
    фунта на квадратный дюйм (psi)
    единица давления, распространенная в США
    давление
    сила, приложенная к единице площади
    торр
    единица давления; [латекс]1 \;\text{торр} = \frac{1}{760} \;\text{атм}[/латекс]

    Решения

    Ответы на упражнения по химии в конце главы

    1.Режущая кромка заточенного ножа имеет меньшую площадь поверхности, чем тупой нож. Поскольку давление — это сила на единицу площади, острый нож будет оказывать более высокое давление с той же силой и более эффективно прорезать материал.

    3. В положении лежа ваш вес распределяется по большей площади поверхности, оказывая меньшее давление на лед по сравнению со стоянием. Если вы оказываете меньшее давление, у вас меньше шансов пробить тонкий лед.

    5. 0,809 атм; 82,0 кПа

    7.2,2 × 10 2 кПа

    9. Земля: 14,7 фунта в –2 ; Венера: 13,1 × 10 3 фунтов дюйма −2

    11. (а) 101,5 кПа; (б) Падение 51 торр

    13. (а) 264 торр; (б) 35 200 Па; (в) 0,352 бар

    15. (а) 623 мм рт.ст.; (б) 0,820 атм; (в) 83,1 кПа

    17. При использовании манометра с закрытым концом никаких изменений не наблюдалось бы, поскольку испаряемая жидкость создавала бы равные противоположные давления в обоих плечах трубки манометра. Однако с манометром с открытым концом было бы получено более высокое давление газа, чем ожидалось, поскольку P газ = P атм + P объем жидкости .

    Максимумы и минимумы атмосферного давления

    Воздух у поверхности течет вниз и прочь в системе высокого давления (слева), а воздух течет вверх и вместе в системе низкого давления (справа).
    НЕСТА

    Стоя на земле и глядя вверх, вы смотрите сквозь атмосферу. Может показаться, что там ничего нет, особенно если на небе нет облаков. Но чего вы не видите, так это воздуха, его много. Мы живем на дне атмосферы, и вес всего воздуха над нами называется атмосферным давлением.Над каждым квадратным дюймом на поверхности Земли находится 14,7 фунта воздуха. Это означает, что давление воздуха на поверхности Земли составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм (psi). Высоко в атмосфере атмосферное давление снижается. Чем меньше молекул воздуха наверху, тем меньше давление от веса воздуха наверху.

    Давление меняется изо дня в день у поверхности Земли — нижней части атмосферы. Отчасти это связано с тем, что Земля не одинаково нагревается Солнцем. Области, где воздух нагрет, часто имеют более низкое давление, потому что теплый воздух поднимается вверх.Эти области называются системами низкого давления. Места, где давление воздуха высокое, называются системами высокого давления.

    Система низкого давления имеет более низкое давление в центре, чем области вокруг нее. Ветры дуют в сторону низкого давления, и воздух поднимается в атмосферу, где они встречаются. Когда воздух поднимается, водяной пар внутри него конденсируется, образуя облака и часто осадки. Из-за вращения Земли и эффекта Кориолиса ветры системы низкого давления закручиваются против часовой стрелки к северу от экватора и по часовой стрелке к югу от экватора.Это называется циклоническим течением. На картах погоды система низкого давления обозначена красным L.

    .

    Система высокого давления имеет более высокое давление в центре, чем вокруг нее. Ветры дуют от высокого давления. Закручиваясь в противоположном направлении от системы низкого давления, ветры системы высокого давления вращаются по часовой стрелке к северу от экватора и против часовой стрелки к югу от экватора. Это называется антициклоническим течением. Воздух из более высоких слоев атмосферы опускается вниз, чтобы заполнить оставшееся пространство, когда воздух выдувается наружу.На карте погоды вы можете заметить синюю букву H, обозначающую расположение системы высокого давления.

    Откуда мы знаем, что такое давление? Откуда мы знаем, как она меняется со временем? Сегодня электронные датчики на метеостанциях измеряют атмосферное давление. Эти датчики способны производить непрерывные измерения давления с течением времени. В прошлом использовались барометры, которые измеряли, сколько воздуха давит на жидкость, например ртуть. Исторически измерения атмосферного давления описывались как «дюймы ртутного столба».Сегодня метеорологи используют миллибары (мб) для описания атмосферного давления.

    Давление воздуха зависит от температуры и плотности.

    Когда вы надуваете воздушный шар, молекулы воздуха внутри него сжимаются более плотно, чем молекулы воздуха снаружи. Это означает, что плотность воздуха внутри воздушного шара высока. Когда плотность воздуха высокая, атмосферное давление высокое. Давление воздуха давит на воздушный шар изнутри, заставляя его надуваться. Если вы нагреете воздушный шар, давление воздуха станет еще выше.

    Атмосферное давление зависит от температуры воздуха и плотности молекул воздуха.

    Ученые-атмосферники используют математические уравнения для описания того, как давление, температура, плотность и объем связаны друг с другом. Они называют эти уравнения законом идеального газа . В этих уравнениях температура измеряется в Кельвинах.

    Это уравнение помогает нам объяснить, как работает погода, например, что происходит в атмосфере, создавая теплые и холодные фронты и бури, такие как грозы.Например, если давление воздуха увеличивается, температура должна увеличиваться. Если давление воздуха уменьшается, температура уменьшается. Это также объясняет, почему воздух становится холоднее на больших высотах, где давление ниже.

    Кровяное давление — Канал лучшего здоровья

    Кровяное давление — это давление крови в артериях, когда она перекачивается по всему телу сердцем. Артериальное давление не остается постоянным все время. Он меняется в соответствии с потребностями вашего тела. На него влияют различные факторы, в том числе положение тела, дыхание, эмоциональное состояние, физические упражнения и сон.

    Если кровяное давление остается высоким, это может привести к серьезным проблемам, таким как сердечный приступ, инсульт, сердечная недостаточность или заболевание почек. Медицинское название постоянно высокого кровяного давления — гипертония, а медицинское название низкого кровяного давления — гипотония.

    Как измеряется артериальное давление

    Артериальное давление лучше всего измерять, когда вы расслаблены и сидите. Артериальное давление обычно измеряют, надев на плечо надувную манжету. (Эта манжета является частью устройства, называемого сфигмоманометром.) 

    Артериальное давление записывается в виде двух чисел, например 120/80. Большее число указывает на давление в артериях, когда сердце выкачивает кровь при каждом ударе. Это называется систолическим артериальным давлением.

    Меньшее число указывает давление, когда сердце расслабляется перед следующим ударом. Это называется диастолическим артериальным давлением. Оба измеряются в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

    Изменения артериального давления

    Ваше артериальное давление изменяется в соответствии с потребностями вашего организма.Если показания высокие, ваш врач может снова измерить ваше кровяное давление несколько раз, чтобы подтвердить уровень.

    Ваш врач может также порекомендовать вам измерять кровяное давление дома или вести 24-часовую запись с помощью устройства для мониторинга.

    Показатели артериального давления

    То, что считается нормальным артериальным давлением, варьируется от человека к человеку. Ваш врач посоветует вам идеальное кровяное давление, исходя из ваших обстоятельств, включая общее состояние здоровья.

    Следующие цифры следует использовать только в качестве руководства:

    90-84
    Значение верхний номер (систолический) MM HG НОМЕР ДНЕ (диастолический) MM HG
    Низкий Менее менее менее 60 менее 60 менее 120 менее 120 менее 80
    Нормальный от 120 до 129 от 120 до 129
    Высокий Нормальный 130 до 139 От 85 до 89
    Высокое Больше 140 Больше 90Вы можете иметь высокое кровяное давление и чувствовать себя прекрасно. Единственный способ узнать, повышено ли у вас кровяное давление, — это регулярно проверять его у врача.

    Низкое кровяное давление является относительным – то, что низкое для одного человека, может быть нормальным для другого – и считается проблемой только в том случае, если оно оказывает негативное влияние на ваше тело или влияет на ваше самочувствие.

    Регулярно проверяйте кровяное давление

    Если ваше кровяное давление находится в пределах нормы, и у вас нет других факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, а также нет личного или семейного анамнеза высокого кровяного давления, все равно важно проходить как минимум проверку каждые два года.Ваш врач также может проверять ваше кровяное давление во время плановых визитов.

    Если ваше кровяное давление «высокое-нормальное» (или выше, например 140/95), или если у вас есть другие факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, такие как личная или семейная история высокого кровяного давления, инсульта или сердечного приступа , лучше проверять его чаще, например, каждые 6–12 месяцев или по указанию врача. Обратитесь за советом к врачу.

    Лечение высокого кровяного давления

    Если ваше кровяное давление остается высоким, это может привести к серьезным проблемам со здоровьем.Вы будете более подвержены риску этих проблем, если вы:

    Изменение образа жизни очень важно для контроля высокого кровяного давления и снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний. Предложения включают: 

    • Наслаждайтесь разнообразной пищей 
    • Уменьшите потребление соли (натрия). (Соль — это минерал, состоящий из натрия и хлорида, но именно натрий в соли вреден для вашего здоровья. Хотя медицинские работники говорят о соли, именно натрий, указанный на этикетках пищевых продуктов в супермаркетах, важен. следить за.)
    • Добейтесь и поддерживайте здоровый вес.
    • Будьте умеренно физически активны от 30 до 45 минут в день, пять или более дней в неделю. В качестве альтернативы стремитесь к активной деятельности (активности, которая заставляет вас пыхтеть и пыхтеть) в течение 15–30 минут, пять или более дней в неделю.
    • Ограничьте употребление алкоголя до 10 стандартных порций в неделю.
    • Бросить курить.

    Некоторым людям также могут понадобиться лекарства для контроля высокого кровяного давления, но для них также важно изменить образ жизни.

    Высокое кровяное давление и ежедневная активность

    Проконсультируйтесь с врачом, прежде чем начинать новую деятельность или увеличивать ее уровень или интенсивность. Будьте активны безопасно. — Постепенно повышайте уровень активности.

    Старайтесь заниматься физической активностью умеренной интенсивности не менее 30–45 минут в большинство, если не во все дни недели. Это можно делать подходами по 10 минут или дольше, если это более удобно.

    Физическая активность — это любая форма телесных движений, выполняемая нашими крупными мышечными группами.Физическая активность умеренной интенсивности (энергичная активность, которая не вызывает у вас чрезмерной одышки), например, быстрая ходьба или езда на велосипеде, достаточны для пользы для здоровья.

    Ходьба — отличное занятие для всех возрастов. Вы можете присоединиться к одной из общественных пешеходных групп Heart Foundation.

    Некоторые виды упражнений, такие как жимы туловищем и поднятие тяжестей, могут повысить артериальное давление. Избегайте их, если у вас высокое кровяное давление.

    Высокое кровяное давление и диета

    Соблюдение диеты, в которой особое внимание уделяется потреблению овощей, фруктов и цельного зерна, включая молочные продукты с низким содержанием жира, например, в диете «Диетические подходы к остановке гипертензии» (DASH), может сочетаться с физическими упражнениями и снижение веса для максимального снижения артериального давления.

    Здоровое питание важно для контроля высокого кровяного давления и снижения риска сердечных заболеваний.

    Следуйте этим схемам здорового питания, рекомендованным Heart Foundation:

    • Ешьте много фруктов, овощей и цельнозерновых продуктов.
    • Включите различные источники здорового белка, особенно рыбу и морепродукты, бобовые (например, фасоль и чечевицу), орехи и семена. Меньшее количество яиц и нежирной птицы также можно включить в диету, полезную для сердца.Если вы выбираете красное мясо, убедитесь, что оно нежирное, и ограничьтесь 1-3 разами в неделю.
    • Употребляйте неароматизированное молоко, йогурт и сыр. Если у вас высокий уровень холестерина, выбирайте продукты с пониженным содержанием жира.
    • Сделайте выбор в пользу полезных жиров с орехами, семенами, авокадо, оливками и их маслами для приготовления пищи.
    • Добавляйте травы и специи для ароматизации пищи вместо соли.
    • Пейте в основном воду.

    Потребление соли и высокое кровяное давление

    Уменьшение количества соли (натрия), которую вы употребляете , также может помочь справиться с высоким кровяным давлением или даже избежать его.Чтобы уменьшить потребление соли: 

    • Убедитесь, что ваш рацион состоит из цельных продуктов, включая овощи, фрукты, цельнозерновые продукты, нежирное мясо и птицу, рыбу и морепродукты, бобовые, несоленые орехи и семена.
    • Избегайте упакованных и обработанных пищевых продуктов (таких как пицца, выпечка, печенье и еда на вынос), которые содержат много соли. Вы не видите соли в этих продуктах, поэтому не знаете, сколько соли у вас есть. Возьмите за привычку проверять этикетки на продуктах.
    • По возможности выбирайте продукты с низким содержанием соли (менее 120 мг натрия на 100 г).Если вы не можете найти продукты с низким содержанием соли, подойдут и продукты с умеренным содержанием соли (менее 400 мг натрия на 100 г). Еще одна простая альтернатива — искать этикетки с надписью «с низким содержанием соли», «с пониженным содержанием соли» или «без добавления соли».
    • Не добавляйте соль во время приготовления пищи или за столом – вместо этого приправляйте блюда травами и специями.

    Лекарства от высокого кровяного давления

    Существует большое разнообразие лекарств для снижения и лечения высокого кровяного давления. Ваш врач может назвать их «антигипертензивными» (что в основном означает «анти» — против и «гипертензивное» — высокое кровяное давление).

    Эти лекарства не лечат высокое кровяное давление, но помогают контролировать его. Как только вы начнете принимать лекарства для контроля артериального давления, вам, возможно, придется принимать их до конца жизни. Однако доза этих лекарств может меняться со временем.

    Если вам нужно принять лекарство, ваш врач посоветует вам правильный тип и дозу. Для контроля артериального давления часто необходимы два или более разных препарата.

    Регулярно принимайте лекарства.Вот некоторые вещи, которые могут помочь вам не забывать их принимать:

  • Храните их там, где они будут напоминать вам, например, рядом с будильником, с кофе или чаем.
  • Использование еженедельной таблетницы.
  • Отметьте время в календаре.
  • Попросите члена семьи или друга напомнить вам.
  • Всегда носите с собой список ваших лекарств и их доз.
  • Включите ежедневный будильник на своем мобильном телефоне или загрузите приложение (например, NPS Medicinewise), чтобы напомнить вам.
  • Принимайте любые лекарства от артериального давления строго по назначению. Не прекращайте прием и не меняйте лекарство, если только ваш врач не посоветует вам это сделать.

    Где получить помощь

    Давление | Encyclopedia.com

    ПОНЯТИЕ

    Давление — это отношение силы к площади поверхности, на которую она воздействует. Хотя твердые тела оказывают давление, самые интересные примеры давления связаны с жидкостями, то есть газами и жидкостями, и в частности с водой и воздухом.Давление играет ряд важных ролей в повседневной жизни, в том числе его роль в работе насосов и гидравлических прессов. Поддержание обычного атмосферного давления имеет важное значение для здоровья и благополучия человека: тело идеально приспособлено к обычному атмосферному давлению, и если это давление значительно изменится, у человека могут возникнуть вредные или даже фатальные побочные эффекты.

    КАК ЭТО РАБОТАЕТ

    Сила и площадь поверхности

    Когда сила приложена перпендикулярно площади поверхности, она оказывает давление на эту поверхность, равное отношению F к A, , где F — сила и A площадь поверхности.Следовательно, формула для давления ( p ) такова: p = F / A. Одним интересным следствием этого отношения является тот факт, что давление может увеличиваться или уменьшаться без какого-либо изменения силы, другими словами, если поверхность становится меньше, давление становится больше, и наоборот.

    Если бы одна чирлидерша держала на плечах другую чирлидершу, а девушка сверху стояла бы на лопатках девушки снизу, то ноги верхней девушки оказывали бы определенное давление на плечи нижней девушки.Это давление будет равно весу верхней девушки ( F, , что в данном случае является ее массой, умноженной на нисходящее ускорение под действием силы тяжести), деленному на площадь поверхности ее ступней. Предположим, что верхняя девушка выполняет сложное акробатическое движение, поднимая левую ногу и упираясь в правое колено, так что только ее правая нога оказывает всю силу своего веса. Теперь площадь поверхности, на которую действует сила, уменьшилась вдвое, и, таким образом, давление на нижнее плечо девушки увеличилось в два раза.

    По той же причине, а именно по той причине, что уменьшение площади поверхности увеличивает чистое давление, хорошо поставленный удар карате намного эффективнее, чем шлепок открытой ладонью. Если бы кто-то ударил ладонью прямо по доске, единственным вероятным результатом была бы сильная жалящая боль в руке. Но если вместо этого нанести удар по доске, держа руку перпендикулярно — при условии, конечно, что вы являетесь знатоком карате, — доска может расколоться надвое. В первом случае площадь приложения силы велика, а чистое давление на доску относительно невелико, тогда как в случае удара карате площадь поверхности намного меньше, а, следовательно, давление намного больше.

    Иногда предпочтительна большая площадь поверхности. Таким образом, снегоступы гораздо эффективнее для ходьбы по снегу, чем обычные туфли или ботинки. Обычная обувь ненамного больше поверхности стопы и идеально подходит для ходьбы по тротуару или траве. Но при глубоком снегу эта относительно небольшая площадь поверхности увеличивает давление на снег и заставляет ноги тонуть. Снегоступы, поскольку их площадь поверхности значительно больше, чем у обычной обуви, уменьшают отношение силы к площади поверхности и, следовательно, снижают чистое давление.

    Тот же принцип применим к зимним лыжам и водным лыжам. Как и снегоступы, лыжи позволяют лыжнику оставаться на поверхности. снегу, но, в отличие от снегоступов, лыжи длинные и тонкие, что позволяет лыжнику более эффективно скользить по заснеженному склону. Что касается катания на воде, то люди, имеющие опыт в этом виде спорта, могут кататься босиком, но это сложно. Большинству новичков требуются водные лыжи, которые еще раз уменьшают чистое давление, оказываемое весом лыжника на поверхность воды.

    Измерение давления

    Давление измеряется рядом единиц в английской и метрической, или, как это называется в научном сообществе, системе СИ. Поскольку p = F / A , все единицы давления представляют собой некоторое отношение силы к площади поверхности. Основная единица СИ называется паскаль (Па) или 1 Н/м 2 . Ньютон (Н), единица силы в СИ, равен силе, необходимой для ускорения 1 килограмма массы со скоростью 1 метр в секунду в квадрате.Таким образом, Паскаль равен давлению в 1 ньютон на поверхности площадью 1 квадратный метр.

    В английской или британской системе давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм, сокращенно lbs./in 2 . Это равно 6,89 · 10 3 Па, или 6890 Па. Ученые — даже в США, где преобладает британская система единиц, — предпочитают пользоваться единицами СИ. Тем не менее, британская единица давления является знакомой частью повседневной жизни американского водителя, потому что давление в шинах в Соединенных Штатах обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм.(Рекомендуемое давление в шинах для автомобилей среднего размера обычно составляет 30–35 фунтов/дюйм 2 .)

    Другой важной мерой давления является атмосфера (атм), представляющая собой среднее давление воздуха на уровне моря. В английских единицах это равно 14,7 фунта/дюйм 2 , а в единицах СИ 1,013 · 10 5 Па, т. е. 101 300 Па. В системе СИ есть еще две специализированные единицы измерения давления. : бар, равный 10 5 Па, и торр, равный 133 Па.Метеорологи, ученые, изучающие погодные условия, используют миллибар (мб), который, как следует из его названия, равен 0,001 бар. На уровне моря атмосферное давление составляет примерно 1013 мб.

    БАРОМЕТР.

    Торр, когда-то известный как «миллиметр ртутного столба», равен давлению, необходимому для поднятия столбика ртути (химический символ ртутного столба) на 1 мм. Он назван в честь итальянского физика Евангелиста Торричелли (1608-1647), который изобрел барометр, прибор для измерения атмосферного давления.

    Барометр, сконструированный Торричелли в 1643 году, состоял из длинной стеклянной трубки, наполненной ртутью. Трубка была открыта с одного конца и перевернута вверх дном в чашу, содержащую больше ртути: следовательно, открытый конец был погружен в ртуть, а закрытый конец наверху представлял собой вакуум, т. е. область, в которой давление значительно ниже 1 атм.

    Давление окружающего воздуха давило на поверхность ртути в чаше, а вакуум в верхней части трубки создавал область практически без давления, в которую могла подниматься ртуть.Таким образом, высота, на которую поднималась ртуть в стеклянной трубке, представляла собой нормальное давление воздуха (т. е. 1 атм.). Торричелли обнаружил, что при нормальном атмосферном давлении столбик ртути поднимается до 760 миллиметров.

    Таким образом, значение 1 атм было установлено равным давлению, оказываемому на столбик ртути высотой 760 мм при температуре 0°C (32°F). Более того, изобретение Торричелли со временем стало неотъемлемой частью обеих научных лабораторий. и домохозяйств. Поскольку изменения атмосферного давления влияют на погодные условия, сегодня многие домашние и наружные термометры также включают барометр.

    Давление и жидкости

    С точки зрения физики и газы, и жидкости называются жидкостями, то есть веществами, которые соответствуют форме своего сосуда. Таким образом, давление воздуха и давление воды являются особыми предметами под более широким заголовком «давление жидкости». Жидкость реагирует на давление совершенно иначе, чем твердое тело. Плотность твердого тела делает его устойчивым к небольшим приложениям давления, но если давление увеличивается, оно испытывает растяжение и, в конечном счете, деформацию.Однако в случае жидкости напряжение заставляет ее течь, а не деформироваться.

    Существуют три важные характеристики давления, оказываемого на жидкости контейнером. Во-первых, жидкость в сосуде, не испытывающая внешнего движения, прикладывает силу, перпендикулярную стенкам сосуда. Точно так же стенки контейнера воздействуют на жидкость, и в обоих случаях сила всегда перпендикулярна стенкам.

    В каждой из этих трех характеристик предполагается, что емкость конечна: другими словами, жидкости некуда больше деваться.Отсюда второе утверждение: внешнее давление, действующее на жидкость, передается равномерно. Обратите внимание, что предыдущее утверждение было квалифицировано термином «внешнее»: сама жидкость оказывает давление, составляющая силы которого равна ее весу. Следовательно, жидкость на дне имеет гораздо большее давление, чем жидкость наверху, из-за веса жидкости над ней.

    В-третьих, давление на любую маленькую поверхность жидкости одинаково, независимо от ориентации этой поверхности. Другими словами, область жидкости, перпендикулярная стенкам контейнера, испытывает такое же давление, как и область, параллельная или расположенная под углом к ​​стенкам.Может показаться, что это противоречит первому принципу, согласно которому сила перпендикулярна стенкам сосуда. На самом деле сила является векторной величиной, что означает, что она имеет как величину, так и направление, тогда как давление является скаляром, что означает, что оно имеет величину, но не имеет определенного направления.

    ПРИМЕНЕНИЕ В РЕАЛЬНОЙ ЖИЗНИ

    Принцип Паскаля и гидравлический пресс

    Три характеристики давления жидкости, описанные выше, имеют ряд следствий и приложений, среди которых так называемый принцип Паскаля.Как и единица давления в системе СИ, принцип Паскаля назван в честь французского математика и физика Блеза Паскаля (1623–1662), сформулировавшего второе из трех утверждений: внешнее давление, приложенное к жидкости, передается равномерно по всему объему тела. эта жидкость. Принцип Паскаля лег в основу одной из важнейших когда-либо разработанных машин — гидравлического пресса.

    Простой гидравлический пресс, используемый для подъема автомобиля в автомастерской, обычно состоит из двух больших цилиндров, расположенных рядом.Каждый цилиндр содержит поршень, и цилиндры соединены в нижней части каналом, содержащим жидкость. Клапаны регулируют поток между двумя цилиндрами. Когда кто-то прикладывает усилие, нажимая на поршень в одном цилиндре (входном цилиндре), это дает равномерное давление, которое вызывает выход в второй цилиндр, толкая вверх поршень, который поднимает автомобиль.

    В соответствии с принципом Паскаля давление во всем гидравлическом прессе одинаково и всегда будет равно отношению силы к давлению.Пока это соотношение одинаково, значения F и A могут различаться. В случае автомобильного домкрата входной цилиндр имеет относительно небольшую площадь поверхности, и, следовательно, сила, которая должна быть приложена, также относительно невелика. Выходной цилиндр имеет относительно большую площадь поверхности и, следовательно, прилагает относительно большую силу для подъема автомобиля. Это, в сочетании с разницей в высоте между двумя цилиндрами (обсуждаемой в контексте механических преимуществ в другом месте этой книги), позволяет поднимать тяжелый автомобиль с относительно небольшим усилием.

    ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТАРАНТ.

    Автомобильный домкрат представляет собой простую модель гидравлического пресса в действии, но на самом деле принцип Паскаля имеет гораздо больше применений. Среди них гидравлический цилиндр, используемый в различных машинах, от бульдозеров до гидравлических подъемников, используемых пожарными и коммунальными службами для подъема на высоту. Однако в гидроцилиндре характеристики входного и выходного цилиндров противоположны характеристикам автомобильного домкрата.

    Входной цилиндр, называемый главным цилиндром, имеет большую площадь поверхности, тогда как выходной цилиндр (называемый рабочим цилиндром) имеет небольшую площадь поверхности.Кроме того, хотя опять же, это фактор, связанный с механическим преимуществом, а не с давлением как таковым, главный цилиндр короткий, а рабочий цилиндр высокий. Из-за большей площади поверхности главного цилиндра по сравнению с рабочим цилиндром гидроцилиндр не считается эффективным с точки зрения механического преимущества: другими словами, входная сила намного больше, чем выходная сила.

    Тем не менее, гидроцилиндр так же хорошо подходит для своей цели, как автомобильный домкрат.В то время как домкрат предназначен для подъема тяжелого автомобиля на короткое расстояние по вертикали, гидравлический цилиндр перемещает гораздо более легкий груз (обычно всего одного человека) на гораздо большее расстояние по вертикали — например, на вершину дерева или здания.

    Использование разницы давлений

    НАСОСЫ.

    В насосе используется принцип Паскаля, но вместо того, чтобы удерживать жидкость в одном контейнере, насос позволяет жидкости вытекать. В частности, насос использует разницу давлений, заставляя жидкость перемещаться из области более высокого давления в область более низкого давления.Очень простым примером этого является сифонный шланг, используемый для забора бензина из бензобака автомобиля. Всасывание на одном конце шланга создает область низкого давления по сравнению с областью относительно высокого давления бензобака. В конце концов, бензин выйдет из конца шланга низкого давления. (И если повезет, человек, перекачивающий воду, сможет это предвидеть, чтобы не получить полный рот бензина!)

    Поршневой насос, более сложный, но все же довольно простой, состоит из вертикального цилиндра, вдоль которого расположен поршень. поднимается и опускается.Рядом с дном цилиндра расположены два клапана: впускной клапан, через который жидкость поступает в цилиндр, и выпускной клапан, через который жидкость вытекает из него. На такте всасывания, когда поршень движется вверх, впускной клапан открывается и позволяет жидкости поступать в цилиндр. При ходе вниз впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается, и давление, создаваемое поршнем на жидкость, выталкивает ее через выпускной клапан.

    Одним из наиболее очевидных применений поршневого насоса является двигатель автомобиля.В этом случае, конечно, перекачиваемой жидкостью является бензин, который толкает поршни, обеспечивая серию контролируемых взрывов, создаваемых воспламенением газа от свечи зажигания. В другой разновидности поршневых насосов, используемых для накачивания баскетбольных мячей или велосипедных шин, перекачиваемой жидкостью является воздух. Затем есть насос для воды, который качает питьевую воду из-под земли. Его также можно использовать для удаления желаемой воды из места, где она является помехой, например, со дна лодки.

    ПРИНЦИП БЕРНУЛЛИ.

    Хотя Паскаль дал ценные сведения об использовании давления для выполнения работы, мыслителем, первым сформулировавшим общие принципы взаимосвязи между жидкостями и давлением, был швейцарский математик и физик Даниэль Бернулли (1700–1782). Бернулли считается отцом гидромеханики, изучения поведения газов и жидкостей в состоянии покоя и в движении.

    Проводя эксперименты с жидкостями, Бернулли заметил, что при уменьшении диаметра трубы вода течет быстрее.Это навело его на мысль, что какая-то сила должна действовать на воду сила, как он рассуждал, должна возникать из-за разности давлений. В частности, более медленно движущаяся жидкость в более широкой части трубы имеет большее давление, чем часть жидкости, движущейся через более узкую часть трубы. В результате он пришел к выводу, что давление и скорость обратно пропорциональны, другими словами, при увеличении одного уменьшается другое.

    Отсюда он сформулировал принцип Бернулли, который гласит, что при всех изменениях движения сумма статического и динамического давления в жидкости остается неизменной.Жидкость в состоянии покоя оказывает статическое давление, которое обычно подразумевается под «давлением», как и под «давлением воды». Однако, когда жидкость начинает двигаться, часть статического давления, пропорциональная скорости жидкости, преобразуется в так называемое динамическое давление или давление движения. В цилиндрической трубе статическое давление действует перпендикулярно поверхности сосуда, а динамическое давление параллельно ей.

    Согласно принципу Бернулли, чем больше скорость потока в жидкости, тем больше динамическое давление и меньше статическое давление: другими словами, более медленно движущаяся жидкость оказывает большее давление, чем более быстро движущаяся.Открытие этого принципа в конечном итоге сделало возможным создание самолета.

    При движении жидкости из более широкой трубы в более узкую объем этой жидкости, перемещающейся на заданное расстояние за заданный период времени, не изменяется. Но поскольку ширина более узкой трубы меньше, жидкость должна двигаться быстрее (то есть с большим динамическим давлением), чтобы переместить то же количество жидкости на то же расстояние за то же время. Один из способов проиллюстрировать это — понаблюдать за поведением реки: в широкой, свободной области она течет медленно, но если ее поток сужается стенами каньона, то она резко ускоряется.

    Принцип Бернулли в конечном итоге стал основой аэродинамического профиля, конструкции крыла самолета, если смотреть с торца. Аэродинамический профиль имеет форму асимметричной капли, лежащей на боку, «толстым» концом к воздушному потоку. Когда воздух попадает на переднюю часть аэродинамического профиля, воздушный поток разделяется, часть его проходит над крылом, а часть проходит под ним. Однако верхняя поверхность аэродинамического профиля изогнута, тогда как нижняя поверхность намного прямее.

    В результате воздух, идущий сверху, преодолевает большее расстояние, чем воздух, идущий под крылом.Поскольку жидкости имеют тенденцию компенсировать все объекты, с которыми они вступают в контакт, воздух вверху будет течь быстрее, чтобы встретиться с воздухом внизу в задней части крыла. Более быстрый поток воздуха, как продемонстрировал Бернулли, указывает на более низкое давление, а это означает, что давление на нижнюю часть крыла удерживает самолет в воздухе.

    Плавучесть и давление

    За сто двадцать лет до первого успешного полета на самолете братьев Райт в 1903 году другая пара братьев — французские гольфисты — разработали еще одно средство полета.Это был воздушный шар, который опирался на совершенно другой принцип отрыва от земли: плавучесть или стремление объекта, погруженного в жидкость, всплывать. Однако, как и в случае с принципом Бернулли, понятие плавучести связано с давлением.

    В третьем веке до нашей эры греческий математик, физик и изобретатель Архимед (ок. 287–212 до н. э.) открыл так называемый принцип Архимеда, согласно которому выталкивающая сила тела, погруженного в жидкость, равна вес жидкости, вытесненной телом.Вот почему корабли плавают: потому что их выталкивающая, или подъемная, сила меньше, чем равна весу вытесняемой ими воды.

    Корпус корабля предназначен для вытеснения или перемещения количества воды, вес которого превышает вес самого судна. Вес вытесненной воды, то есть ее масса, умноженная на нисходящее ускорение, вызванное силой тяжести, равна выталкивающей силе, действующей на корабль со стороны океана. Если корабль весит меньше, чем вытесняемая им вода, он будет плавать; но если он будет весить больше, он утонет.

    Факторы, связанные с принципом Архимеда, зависят от плотности, гравитации и глубины, а не от давления. Однако чем больше глубина внутри жидкости, тем больше давление, которое давит на объект, погруженный в жидкость. Более того, общее давление жидкости на заданной глубине частично связано как с плотностью, так и с гравитацией, составляющими выталкивающей силы.

    ДАВЛЕНИЕ И ГЛУБИНА.

    Давление, которое жидкость оказывает на дно сосуда, равно dgh, , где d — плотность, g — ускорение свободного падения и h — глубина сосуда.Для любой порции жидкости 90 245 ч 90 246 равно ее глубине внутри контейнера, а это означает, что чем глубже человек идет, тем больше давление. Кроме того, полное давление внутри жидкости равно dgh + p внешнее, , где p внешнее — давление, оказываемое на поверхность жидкости. В поршне-цилиндровом узле это давление исходит от поршня, а в воде — из атмосферы.

    В этом контексте океан можно рассматривать как своего рода «контейнер».«На ее поверхность воздух оказывает направленное вниз давление, равное 1 атм. Плотность самой воды однородна, как и ускорение вниз под действием силы тяжести; тогда единственной переменной является ч, или расстояние под поверхностью … В самых глубоких частях океана давление невероятно велико — намного больше, чем может выдержать любой человек. Это огромное давление толкает вверх, сопротивляясь нисходящему давлению объектов на его поверхности. В то же время, если лодка вес правильно распределяется вдоль его корпуса, корабль увеличивает площадь и минимизирует силу, тем самым оказывая нисходящее давление на поверхность воды, которое меньше, чем восходящее давление самой воды.Следовательно, он плавает.

    Давление и тело человека

    ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА.

    Монгольфы использовали принцип плавучести не для того, чтобы плыть по воде, а для того, чтобы парить в небе на корабле легче воздуха. Подробности этого достижения обсуждаются в другом месте в контексте плавучести; но тема полета легче воздуха предполагает еще одну концепцию, которая несколько раз упоминалась в этом эссе: атмосферное давление.

    Точно так же, как давление воды самое большое на дне океана, давление воздуха самое большое на поверхности Земли, которая фактически находится на дне «океана» воздуха.И давление воздуха, и давление воды являются примерами гидростатического давления — давления, которое существует в любом месте тела жидкости из-за веса жидкости над ним. В случае давления воздуха воздух тянется вниз силой земного притяжения, а воздух вдоль поверхности имеет большее давление из-за веса (функции силы тяжести) воздуха над ним. Однако на больших высотах над поверхностью Земли сила гравитации уменьшается, и, следовательно, атмосферное давление намного меньше.

    При обычном опыте тело человека подвергается внушительному давлению.Учитывая значение атмосферного давления, обсуждавшееся ранее, если вытянуть руку — при условии, что поверхность составляет около 20 дюймов 2 (0,129 м 2 ) — сила воздуха, действующая на нее, составляет почти 300 фунтов (136 кг). )! Как же это руку не раздавит весь этот вес? Причина в том, что само человеческое тело находится под давлением, и что внутренняя часть тела оказывает давление, равное давлению воздуха.

    РЕАКЦИЯ НА ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА.

    Человеческое тело приспособлено к нормальному атмосферному давлению в 1 атм, и если это внешнее давление изменить, в организме происходят изменения, которые могут быть вредными или даже фатальными.Незначительным примером этого является «хлопанье» в ушах, которое происходит, когда кто-то едет через горы или едет в самолете. С изменением высоты меняется давление, и, следовательно, давление в ушах также меняется.

    Как отмечалось ранее, на больших высотах атмосферное давление снижается, что затрудняет дыхание. Поскольку воздух — это газ, его молекулы имеют тенденцию не притягиваться: другими словами, когда давление низкое, они стремятся удалиться друг от друга, и в результате человеку, находящемуся на большой высоте, трудно достичь цели. достаточное количество воздуха в его легкие.Бегуны, участвовавшие в Олимпийских играх 1968 года в Мехико, городе в горах, должны были тренироваться в высокогорных условиях, чтобы они могли дышать во время соревнований. Для бейсбольных команд, соревнующихся в Денвере, штат Колорадо (известном как «Город на высоте мили»), этот недостаток дыхания компенсируется тем фактом, что пониженное давление и сопротивление позволяют бейсбольному мячу легче двигаться по воздуху.

    Если человек вырос в такой высокогорной среде, он, конечно, привыкает дышать в условиях низкого атмосферного давления.В перуанских Андах, например, люди всю жизнь проводят на высоте, более чем в два раза превышающей денверскую, но человеку из низкогорной местности следует посещать такие места только после принятия мер предосторожности. На очень больших высотах, конечно, человек не может дышать: поэтому кабины самолетов герметизированы. Большинство самолетов оснащены кислородными масками, которые падают с потолка, если внутри салона происходит перепад давления. Без этих масок все в салоне погибли бы.

    КРОВЯНОЕ ДАВЛЕНИЕ.

    Другим аспектом давления и человеческого организма является кровяное давление. Точно так же, как идеальное зрение 20/20, врачи рекомендуют целевое кровяное давление «120 на 80» — но что это значит? Когда у человека измеряют артериальное давление, на плечо на уровне сердца наматывают надувную манжету. В то же время стетоскоп помещают вдоль артерии в нижней части руки для контроля звука кровотока. Манжета надувается, чтобы остановить кровоток, затем давление высвобождается до тех пор, пока кровь снова не начнет течь, производя булькающий звук в стетоскопе.

    Давление, необходимое для остановки кровотока, известно как систолическое давление, которое равно максимальному давлению, создаваемому сердцем. После того, как давление на манжету уменьшается до тех пор, пока кровь не начнет нормально течь, что отражается в прекращении булькающего звука в стетоскопе, снова измеряется давление в артерии. Это диастолическое давление, или давление, существующее в артерии между ударами сердца. Для здорового человека систолическое давление должно быть 120 торр, а диастолическое давление 80 торр.

    ГДЕ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

    «Атмосферное давление: сила, действующая под действием веса воздуха» (веб-сайт). (7 апреля 2001 г.).

    Бейсер, Артур. Физика, 5-е изд. Чтение, Массачусетс: Addison-Wesley, 1991.

    «Кровяное давление» (веб-сайт). (7 апреля 2001 г.).

    Кларк, Джон Оуэн Эдвард. Атмосфера. Нью-Йорк: Gloucester Press, 1992.

    Кобб, Аллан Б. Супернаучные проекты об океанах. New York: Rosen, 2000.

    «Физика подводного плавания: урок давления» (веб-сайт). (7 апреля 2001 г.).

    Провензо, Юджин Ф. и Астери Бейкер Провензо. 47 простых классических экспериментов. Иллюстрации Питера А. Зорна-младшего. Нью-Йорк: Dover Publications, 1989.

    «Понимание атмосферного давления» USA Today (веб-сайт). (7 апреля 2001 г.).

    Зубровски, Берни. Воздушные шары: сборка и эксперименты с надувными игрушками. Иллюстрировано Роем Доти. New York: Morrow Junior Books, 1990.

    КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

    АТМОСФЕРА:

    Мера давления, сокращенно обозначаемая как «атм», равная среднему давлению воздуха на уровне моря. В английских единицах это равно 14,7 фунтов на квадратный дюйм, а в единицах СИ — 101 300 паскалей.

    БАРОМЕТР:

    Прибор для измерения атмосферного давления.

    ПЛАВУЧОСТЬ:

    Склонность объекта, погруженного в жидкость, плавать.

    ЖИДКОСТЬ:

    Любое вещество, будь то газ или жидкость, которое соответствует форме своего сосуда.

    МЕХАНИКА ГИДРОИЗОЛЯЦИИ:

    Изучение поведения газов и жидкостей в состоянии покоя и в движении.

    ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ:

    давление, существующее в любом месте тела жидкости из-за веса жидкости над ним.

    ПАСКАЛЬ:

    Основная СИ или метрическая единица давления, сокращенно «Па» и равная 1 Н/м 2 .

    ПРИНЦИП ПАСКАЛЯ:

    Утверждение, сформулированное французским математиком и физиком Блезом Паскалем (1623-1662), согласно которому внешнее давление, приложенное к жидкости, передается равномерно по всему телу этой жидкости.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.