الضغط الجوي وأجهزة قياسه (Atmospher)

الضغط الجوي (Atmospher)  

الضغط الجوي وأجهزة قياسه  (Atmospher)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
يمكنكم تحميل كتاب خاص بالضغط الجوي والتيارات الهوائية من هنا
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

من الحقائق المعروفة ان الهواء ليس عديم الوزن كما يتخيل الينا بل انه كأي مادة اخرى ذو ثقل معين لذا يعرف الضغط الجوي بأنه :- 

وزن عمود الهواء الذي يمتد من مساحة ما على الأرض حتى نهاية الغلاف الغازي وغالباً ما تكون تلك المساحة سنتيمتر مربع واحد او بوصة مربعة ، ويقاس الضغط الجوي بوحدات هي (milli bar) ملي بار والذي يعادل من البار اما البار فانه يعادل (مليون داين /سم2 )ويبلغ متوسط الضغط الجوي على سطح البحر وفي الضروف الاعتيادية (1013 ) ملي بار وهي تعادل 760 مليمتر زئبق او (29.92) بوصة زئبق .

ويوصف الضغط الجوي في اي مكان بانه مرتفع او منخفض تبعا لذلك الضغط 

إثبات وجود الضغط الجوّي

عندما يغوص المرء في الماء يشعر بضغط في جسمه (وبخاصة على أذنيه) ويتزايد هذا الضغط مع ازدياد عمق الغوص. ونحن في الهواء الذي يلفّ أرضنا معرضون لضغطه الهائل الذي يعادل حوالي 1.033 كيلو غرام على السنتيمتر المربع. أي إنّ ضغط الهواء على جسم الإنسان العادي الحجم يقارب 12000 كيلو غرام.
- فلماذا لا يسحقنا هذا الضغط الذي يعادل وزن فِيلَيْنِ كامِلَيْ النموّ؟
* السبب هو أن الهواء بداخل الجسم يضغط بمثل ضغط الهواء الخارجي.

أما إذا صعد إنسان في المنطاد إلى أعالي الجوّ فإنه يتعرض للخطر لتعذر التنفس، كما يقلّ ضغط الهواء داخل الجسم فيطفر الدم عبر الأذنين أو ينزّ من خلايا الجسد. ولهذا فإنّ مقصورة الركاب في الطائرات التي تحلق عاليا تكون مكيّفة الضغط بحيث يتنفس فيها الركاب بصورة طبيعية ولا يتأثرون بانخفاض الضغط خارج الطائرة. 

ويستخدم لقياس الضغط الجوي أجهزة خاصة ومتنوعة يمكن ان نوجزها بما يلي :-

1 – الباروميتر الزئبقي :- Barometer
يتكون من انبوبة زجاجية طولها متر واحد ومساحة

قاعدتها واحد سنتيمتر مربع وتكون مغلقة انبوبة زجاجية

من طرف واحد وتملأ بالزئبق ، وينكس حوض زئبق

طرف الأنبوبة المفتوح داخل حوض صغير

فيه زئبق معرض للهواء فيلاحظ ان ارتفاع

الزئبق في الأنبوبة سوف يهبط لحد ارتفاع (76 سم ) Barometer""

اذا وضع الباروميتر عند مستوى سطح البحر يمكن معرفة مقدار الضغط الجوي في اي وقت بمجر ملاحظة مستوى سطح الزئبق في الأنبوبة كما يثبت مع الجهاز عادة محرار بسيط لقياس درجة الحرارة .

2 - الباروﮔراف :- Barograph

يسجل هذا النوع الضغط الجوي لفترة معينة من الزمن وبشكل مستمر حيث يرسم باستمرار خطاً بيانياً للتغير بالضغط الجوي بواسطة قلم محبر على ورقة بيانية مثبتة باسطوانة تدور حول نفسها بواسطة ساعة توقيت ، يتصل القلم المحبر بشكل خاص بعدة نوابض والتي تتصل بدورها بعدد من الصناديق او الأقراص المعدنية المفرغة من الهواء لحد ما وذات أوجه حساسة للضغط فاذا ارتفع الضغط عليها انضغطت وهبطت وجوهها نحو الداخل مما يسبب ارتفاع رأس القلم المحبر بنفس الوقت نحو الأعلى واذا قل الضغط حدث العكس .


3 – الباروميتر المفرغ :- Arenoid Barometer

يتكون من صندوق معدني مستدير مفرغ من الهواء لحد ما مغطى بغطاء معدني رقيق سطحه محدب بعض الشئ ، يتصل به عدة نوابض تنتهي بمؤشر يتحرك امام لوحة دائرية يثبت عليها قيم الضغط الجوي فاذا ارتفع الضغط الجوي انضغط الغطاء نحو داخل الصندوق ويحدث العكس بانخفاض الضغط ويتحرك المؤشر تبعاً لذلك مشيراً الى الضغط الجوي مباشرةً وهذا الجهاز يعطي قراءة الضغط الجوي (بالمليبار) أو (السنتمترات الزئبقية) .

وهذا الجهاز اقل دقة من الجهازين السابقين ولهذا فانه يستخدم عادة في الأغراض التي لاتلزم لها قياسات دقيقة ولكنه مع ذلك يستخدم بكثرة في الطائرات وعند التنقل نظراً لبساطته وصغر حجمه لدرجة تجعل من السهل حمله . 

العوامل المؤثرة في الضغط الجوي :-

1 – درجة الحرارة :-

حيث ينخفض مقدار الضغط الجوي بارتفاع درجة الحرارة لأن الهواء عندما يسخن يتمدد الامر الذي يضطر قسم منه بان ينتقل الى جهه اخرى ويؤدي ذلك الى نقص وزن عمود الهواء وقلة ضغطه في حين عندما تهبط درجة الحرارة فان الهواء سوف يتقلص وينكمش ويصغر حجمه فيضاف هواء جديد اليه مما يزيد وزنه ويزداد ضغطه الجوي .

2 – مقدار بخار الماء :-

يتناسب الضغط الجوي عكسياً مع كمية بخار الماء الموجودة في الهواء فعندما تزداد كمية بخار الماء في هواء منطقة ما ، يقوم بازاحة جزء من هواء تلك المنطقة ليحل مكانه فتنخفض قيمة الضغط الجوي .

3 – الارتفاع والانخفاض عن مستوى البحر :-

حيث ترتفع قيمة الضغط الجوي كلما انخفضنا عن مستوى سطح البحر بسبب زيادة طول عمود الهواء وبالتالي زيادة وزنه وضغطه الجوي ، ويحدث العكس تماماً عندما ترتفع فوق مستوى سطح البحر .

"علاقة الضغط الجوي بالارتفاع عن سطح البحر"

لما كان الضغط الجوي يقل تدريجياً كلما زاد الارتفاع فقد أمكن استخدام اجهزة قياس في بعض الأحيان لتقدير ارتفاع أي مكان عن سطح البحر لكننا يجب أن نلاحظ ان انخفاض الضغط الجوي بالارتفاع ليس له معدل ثابت لأنه يختلف من مكان لآخر حسب درجة الحرارة واتجاه الرياح كما انه يختلف في الطبقات السفلى من الجو عنه في الطبقات العليا تبعاً لاختلاف كثافة الهواء ودرجة تخلخله الا انه مع ذلك لوحظ من التجارب الكثيرة التي قام بها العلماء ان الضغط الجوي ينخفض على وجه العموم بمعدل (10) ملليبار كلما زاد

الارتفاع بمقدار (100) متر حتى نصل الى ارتفاع 3000 متر فوق سطح البحر ثم يبطئ معدل الانخفاض بعد ذلك كما نلاحظ من الجدول التالي :-

الارتفاع بــ( م )	معدل تناقص الضغط الجوي ملليبار كل 100م	معدل التغير في الضغط الجوي
1500 – 0	11 ملليبار	165
3000 – 1500	10 ملليبار	150
4500 – 3000	8  ملليبار	120
6000 – 4500	7 ملليبار	105
7500 – 6000	6 ملليبار	90
15000 – 7500	2.3 ملليبار	27.2
30000 – 15000	0.7 ملليبار

وانخفاض الضغط الجوي بالارتفاع يهم الطيارين بصفة خاصة ولا يهمنا كثيراًفي دراسة المناخ لأن المهم توزيع الضغط فوق سطح الأرض واختلافه من مكان لآخر فهذا التوزيع هو الذي يحدد نظام الرياح وما يترتب عليه من مظاهر مناخية .

مثال / ماهو مقدار الضغط الجوي على ارتفاع 8700 م بالمليمتر زئبق ؟ عندما يكون 1مليمتر زئبق = 1.36 ملليبار

الحل :

معدل التغير في الضغط الجوي =657.2 = 27.2 + 90 + 105 + 120 + 150 + 165

الضغط الجوي عند 8700 = الضغط الجوي عند سطح البحر – معل التغير في الضغط الجوي

= 657.2 – 1013.2

= 356 ملليبار

عند التحويل الى ملليمتر زئبق نقوم باجراء نسبة وتناسب

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

جزء من الموضوع عبارة عن محاضرة في جامعة كربلاء – كلية الزراعة

ملاحظة : يحتوي هذا الموقع على أكثر من 600 كتاب فيزياء يمكن الوصول إليها من صفحة : كتب الفيزياء

صفحتنا على تويتر ـ الفريد في الفيزياء

شارك الموضوع مع زملاءك واكتب تعليق بالأسفل وسجل إعجابك بصفحة الفريد في الفيزياء على الفيس بوك ، لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى 

تعديل المقال