Tartalom
A levegő gáz, de a légköri nyomás kiszámításához folyadéknak tekinthető, és a tengerszint feletti nyomást kiszámíthatja a folyadéknyomás kifejezés felhasználásával. Ez a kifejezés P = ∂gh, ahol ∂ a levegő sűrűsége, g a gravitáció gyorsulása és h a légkör magassága. Ez a megközelítés azonban nem működik, mivel sem ∂, sem h nem állandóak. A hagyományos megközelítés inkább a higanyoszlop magasságának mérése. Ha egy adott magasságban keres légköri nyomást, akkor használhatja a légköri képletet. Ez egy meglehetősen összetett kapcsolat, amely több változótól függ, így könnyebb megkeresni a táblázatban a szükséges értéket.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A tudósok kiszámítják a légköri nyomást a tengerszint felett, mérve egy higanyoszlop magasságát, és kiszámítva azt a nyomást, amelyet a légkörnek meg kell gyakorolnia, hogy az oszlopot e magasságba emelje.
A higany-barométer
Merítsen egy zárt végű üvegcsövet egy higanytálcába, és hagyja, hogy az összes levegő kiszivárogjon, majd fordítsa a csövet egyenesen, a nyílásba merítve. A csőben van egy higanyoszlop, és vákuum van az oszlop teteje és a cső vége között. A tálcában lévő higanyra gyakorolt nyomás, amelyet a légkör gyakorol, támogatja az oszlopot, tehát az oszlop magassága szolgál a légköri nyomás mérésére. Ha a csövet milliméterben mérjük, akkor az oszlop magassága körülbelül 760 mm lesz, a légköri viszonyoktól függően. Ez az 1 nyomás atmoszféra meghatározása.
A higany folyadék, tehát az P = ∂gh egyenlet segítségével kiszámíthatja az oszlop tartásához szükséges nyomást. Ebben az egyenletben ∂ a higany sűrűsége, h pedig az oszlop magassága. SI (metrikus) egységekben az egyik légkör 101,325 Pa (Pascals), a brit egységekben pedig 14,696 psi (font / négyzet hüvelyk). A torr a légköri nyomás egysége, amelyet eredetileg 1 mm Hg-nek határoztak meg. Jelenlegi meghatározása: 1 torr = 133,32 Pa. Egy légkör = 760 torr.
A légköri képlet
Noha nem tudja kiszámítani a légköri nyomást a tengerszint felett a légkör teljes magasságából, kiszámíthatja a légnyomás egyik magasságból a másikba történő változásait. Ez a tény, más megfontolásokkal együtt, ideértve az ideális gáztörvényt, exponenciális kapcsolathoz vezet a tengerszint nyomása (P0) és nyomás h magasságban (Ph). Ez a kapcsolat, az úgynevezett barometrikus képlet:
Ph = P0e-mgh / kT
Bár ez az egyenlet különféle magasságokon jósol nyomást, előrejelzései különböznek a megfigyeléstől. Például előrejelzi 25 torr nyomást 30 km (19 mérföld) magasságon, de a megfigyelt nyomás ezen a magasságon csak 9,5 torr. Az eltérés elsősorban annak a ténynek köszönhető, hogy a magasabb hőmérsékleteknél hidegebbek.