الضغط الجوي – المفهوم والاكتشاف وكيفية قياسه

نفسر ما هو الضغط الجوي ، ولماذا يتغير وكيف تم اكتشافه. أيضا ، كيف يتم قياسها وما هي الوحدات المستخدمة. يعادل الضغط الجوي وزن عمود الهواء.

ما هو الضغط الجوي؟

الضغط الجوي أو الضغط الجوي هي القوة التي تمارسها مجموعة الغازات المختلطة التي يتكون منها الغلاف الجوي، على سطح الأرض والعناصر الموجودة عليها. تُعطى هذه القوة لكل وحدة مساحة ، أي أنها تعادل وزن عمود الهواء الذي يمتد من نقطة على سطح الأرض إلى الحدود العليا للغلاف الجوي. يشكل الضغط الجوي وتغيراته على مدى فترة زمنية بيانات شائعة في دراسة مناخ الغلاف الجوي. ومع ذلك ، تتنوع كثافة الهواء عندما يتحرك بعيدًا عن الأرض ويتأثر أيضًا بدرجة الحرارة ، لذلك ليس من السهل عادةً حساب الضغط الجوي لنقطة معينة بهامش عالٍ من اليقين. في العصور القديمة ، كانت الفكرة الوحيدة للضغط الجوي غير معروفة ، وكانت آثاره اليومية ، مثل التقييد العملي لصعود بعض المواد ، تُفهم على أنها دليل على فراغ الرعب ، أي “رعب الفراغ” تجلت تلك الطبيعة ، حيث كان يعتقد أن الهواء عديم الوزن ويرتفع من تلقاء نفسه. كان هذا حتى ، في عام 1643 ، اكتشف الفيزيائي الإيطالي إيفانجليستا توريسيلي وزن الهواء (1608-1647) ، من خلال التجارب الأولى التي أدت إلى إنشاء البارومتر. كانت تجربته الأكثر شهرة هي مقارنة سلوك الزئبق والماء عند إدخالهما في أنبوب منحني في النهاية ، يُعرف اليوم باسم أنبوب توريسيلي. خدمت تجاربه عالم بوليماث الفرنسي بليز باسكال (1623-1662) ، لقياس وزن الهواء الجوي في مواقع جغرافية مختلفة وارتفاعات مختلفة ، مثل قمة بركان بوي دو دوم في جنوب فرنسا. ولكن لم يتم إثبات وجود الضغط الجوي إلا في عام 1654 ، وذلك بفضل التجارب التي أُجريت على نصفي كرة ماجبورغ للفيزيائي الألماني أوتو فون جويريك (1602-1686). انظر أيضًا: الضغط

وحدات الضغط الجوي

الضغط الجوي هو في المقام الأول شكل من أشكال الضغط يقاس في النظام الدولي للوحدات (SI) بالباسكال (Pa)، وهي وحدة تشيد بالفيزيائي الفرنسي وتُفهم على أنها الضغط الذي تمارسه قوة مقدارها 1 نيوتن (N) على سطح 1 متر مربع (م 2) عادي لها ، أي: باسكال = كجم / م 2. ومع ذلك ، لقياس الضغط الجوي ، من الشائع استخدام أنواع أخرى من الوحدات، مثل الغلاف الجوي (atm) أو القضبان (b) أو المليبار (mb) أو المليمترات الزئبقية (mmHg). كل واحد يستحق شرحًا منفصلاً:

• 1 جو هو الضغط الذي يمارسه الهواء لموازنة 760 مم من الزئبق في الظروف العادية على سطح الأرض ، ويعادل 101300 باسكال.
• 1 بار (من الكلمة اليونانية التي تعني “الوزن”: báros) تعادل 0.986923 atm ، وبالتالي فهي 100000 Pa.
• 1 ملي بار يعادل 1000 بار ، وبالتالي 100 باسكال و 0.0010197 أجهزة الصراف الآلي.
• 1 مليمتر زئبق وهو يعادل الضغط اللازم لزيادة ارتفاع مليمتر واحد من الزئبق داخل أنبوب توريسيلي. وهي تعادل 133.3 باسكال وهي وحدة مستخدمة على نطاق واسع في الطب.

كيف يتم قياس الضغط الجوي؟

يقيس البارومتر الضغط الذي يمارسه الهواء على السائل الذي يحتوي عليه. لقياس الضغط الجوي لمكان معين ، نحتاج إلى جهاز يسمى بارومتر. يتكون مبدأها الأساسي ، الذي يعيد إنتاج تجارب توريسيللي في القرن السابع عشر ، من عمود من السائل (الزئبق عمومًا) يتم إدخاله في أنبوب يكون الجزء العلوي منه مغلقًا. في هذا الطريق، يمارس وزن الهواء في الغلاف الجوي قوة أكثر أو أقل على السائل، مما يجبره على البقاء داخل الأنبوب حتى نقطة معينة ، أي ما يعادل القوة نفسها المتلقاة.