Atmosferski tlak ili tlak zraka je tlak na bilo kojem dijelu Zemljine atmosfere . U ve?ini slu?ajeva atmosferski tlak se uzima jednak hidrostatskom tlaku koji uzrokuje Zemljina atmosfera koja se nalazi u stupcu iznad to?ke mjerenja. Podru?ja ni?eg tlaka imaju manju masu atmosfere iznad sebe, a podru?ja s ve?im tlakom imaju ve?u. Sukladno tomu porastom nadmorske visine , smanjuje se stupac atmosfere povi?e, i atmosferski tlak sukladno tome opada. Na morskoj razini atmosferski tlak nije najve?i, nego je u razli?itim depresijama ili udolinama koje su smje?tene od razine mora, a poglavito u rudnicima. Na morskoj razini definirana je jedinica tlaka od jedne atmosfere . Tlak zraka nije u svako doba isti na jednom mjestu Zemlje . Tlak se mijenja i s promjenom koli?ine vlage u zraku. Voda je naime lak?a od zraka, pa ?to je ima vi?e u zraku, to ?e stupac zraka biti lak?i. ^[1]

Zrak vr?i na svaku plohu neki atmosferski tlak. Taj je tlak to manji ?to se vi?e di?emo uvis, jer se time smanjuje sloj zraka koji vr?i pritisak . Koliki je tlak na 1 cm ² povr?ine, to jest atmosferski tlak, pokazao je talijanski fizi?ar Torricelli po?etkom 17. stolje?a svojim pokusom koji je izveo sa ?ivom . On je uzeo cijev , dugu 1 metar i napunio je ?ivom do ruba. Zatim ju je za?epio prstom, okrenuo i stavio okomito u posudu sa ?ivom. ?iva nije ostala do vrha u cijevi, ali nije ni sva iscurila. Prostor iznad ?ive je prazan prostor, a zove se Torricellijev vakuum . U stvari to nije potpuno prazan prostor jer se u njemu nalaze ?ivine pare . ?iva nije posve iscurila jer je u cijevi dr?i vanjski tlak. Ako je visina stupca ?ive 750 mm , onda isto toliki atmosferski tlak mora dr?ati ravnote?u te?ini toga stupca. Kako je gusto?a ?ive 13 534 kg/m ³ , to stupac ?ive od 0,75 m presjeka 1 cm ² (0,000 1 m ² ) ima te?inu , odnosno stvara tlak:

${\displaystyle p=\rho \cdot g\cdot h=0,75\,{\textrm {m}}\cdot 9,81\,{\textrm {m}}{/}{\textrm {s}}^{2}\cdot 13\,534\,{\textrm {kg}}{/}{\textrm {m}}^{3}=99\,576\,{\textrm {N}}{/}{\textrm {m}}^{2}\approx 1\,{\textrm {bar}}}$

Kako zrak tla?i pribli?no od 1 bar , to na primjer na povr?inu stola od 1 m ² vr?i pritisak od oko 10 000 kg ili 10 tona . Da se stol ne smrvi, uzrok je u tome ?to postoji tlak i odozdo na plo?u stola jer se tlak u plinovima ?iri na sve strane ( aerostatski tlak u zraku djeluje jednako kao i hidrostatski tlak u vodi). Povr?ina ?ovje?jeg tijela iznosi oko 1,5 m ² , pa je atmosferski pritisak na tu povr?inu oko 15 000 kg ili 15 tona. Taj pritisak ne mo?e zdrobiti ?ovjeka jer je unutarnji tlak jednako toliki koliki i vanjski atmosferski tlak.

Statika atmosfere [ uredi | uredi kod ]

Statika atmosfere bavi se zakonitostima procesa u atmosferi koja se nalazi u mirovanju prema povr?ini Zemlje. Iako se atmosfera redovito neprekidno giba, zakoni razdiobe tlaka i gusto?e po visini, koji su izvedeni uz pretpostavku da atmosfera miruje, vrijede s velikom to?no??u i kad se zrak giba.

Tlak zraka [ uredi | uredi kod ]

U atmosferi vrijedi osnovna jednad?ba statike fluida u gravitacijskom polju , prema kojoj je gradijent tlaka s pove?anjem visine negativan:

${\displaystyle {\frac {dp}{dz}}=-\rho \cdot z}$

gdje je: p - tlak , a ρ - gusto?a . Tlak zraka na nekom mjestu:

${\displaystyle \int \limits _{p}^{0}dp=\int \limits _{z}^{\infty }\rho (z)\cdot g(z)\cdot dz}$

Bari?ki stupanj visine jest promjena visine za koju se promijeni tlak za jedinicu, dakle za ${\displaystyle \Delta p=\int \limits _{0}^{\Delta p}dp=1}$ i uz ρ = konst. i g = konst.:

${\displaystyle \Delta h=\int \limits _{0}^{\Delta h}dz={\frac {1}{\rho \cdot g}}}$

Za 1 mbar i u normalnim uvjetima (1 000 mbar, 0 °C) bari?ki stupanj visine iznosi 8 metara . ^[2]

Standardni atmosferski tlak [ uredi | uredi kod ]

Standardni atmosferski tlak se određuje kao srednji tlak na morskoj razini i on iznosi jednu standardnu atmosferu (simbol:atm). Standardna atmosfera je jednaka 101 325 Paskala , ili 760 mm Hg . U Anglosaksonskim mjerama jedna atmosfera je jednaka 29,92 in Hg ili 14,7 psi .

Jedna atmosfera odgovara stupcu vode od 10,3 m, ?to je ujedno najve?a teoretska usisna visina sisaljki .

Od 1999. dogovoreno je da se standardna atmosfera definira na to?no 100 000 Pa ili 750,01 mm Hg.

Srednji tlak na razini mora [ uredi | uredi kod ]

Srednji tlak na razini mora je tlak na razini mora ili, ako je mjeren na nekoj nadmorskoj visini , pretvoren u tlak na morskoj razini podrazumjevaju?i da se radi o izotermi?nom sloju na podru?ju mjerenja.

To je tlak koji se uobi?ajeno daje u prognozi vremena na radiju , televiziji i drugim medijima . Ku?ni barometri su pode?eni da mjere tlak pretvoren u tlak na nivou mora, a ne stvarni lokalni atmosferski tlak.

Usklađivanje tlaka na morsku razinu zna?i da je podru?je izra?avanja vrijednosti jednako posvuda, te da vrijednosti ne?e varirati ovisno o podru?ju mjerenja. To omogu?uje jednostavniju usporedbu izmjerenih vrijednosti.

Usklađivanje tlaka pomo?u visinomjera u zrakoplovstvu je jo? jedan primjer. Pode?enja visinomjera mo?e biti izvedeno na dva na?ina:

• pode?enje tako da visinomjer o?itava vrijednost apsolutne nadmorske visine piste (engleska kratica QNH)
• pode?enje tako da visinomjer o?itava vrijednost nadmorske vrijednosti piste kao po?etnu ili nultu (engleska kratica QFE)

Najve?i atmosferski tlak, pretvoren u tlak na morskoj razini je izmjeren u Sibiru , te iznosi 1032,0 mbar . Najni?i tlakovi se mjere u sredi?tima tropskih oluja (hurrican-a, taifun-a).

Promjene tlaka po visini [ uredi | uredi kod ]

Atmosferski tlak se mjenja po?ev?i od razine mora pa sve do mezosfere . Iako se atmosferski tlak mijenja ovisno o vremenu, NASA je izra?unala srednje vrijednosti atmosferskog tlaka na Zemlji , za cijelu godinu . Sljede?a tablica prikazuje na kojim visinama se mo?e na?i pojedini atmosferski tlak.

dio 1 atm	prosje?na visina
	(m)	(stopa)
1	0	0
1/2	5 486	18 000
1/3	8 376	27 480
1/10	16 132	52 926
1/100	30 901	101 381
1/1000	48 467	159 013
1/10000	69 464	227 899
1/100000	96 282	283 076

Izra?un promjene atmosferskog tlaka s promjenom nadmorske visine [ uredi | uredi kod ]

Postoje dva na?ina izra?unavanja atmosferskoga tlaka na razli?itim visinama ispod 86 km . Prva jednad?ba se upotrebljava kada standardni pad temperature nije jednak nuli, a druga jednad?ba kada je jednak nuli.

Prva jednad?ba:

${\displaystyle {p}=p_{b}\cdot \left[{\frac {T_{b}}{T_{b}+L_{b}\cdot (h-h_{b})}}\right]^{\frac {g_{0}\cdot M}{R^{*}\cdot L_{b}}}}$

Druga jednad?ba:

${\displaystyle {p}=p_{b}\cdot \exp \left[{\frac {-g_{0}\cdot M\cdot (h-h_{b})}{R^{*}\cdot T_{b}}}\right]}$

gdje su:

${\displaystyle p}$ = stati?ki tlak ( paskala )

${\displaystyle T}$ = termodinami?ka temperatura ( kelvina )

${\displaystyle L}$ = stopa opadanja termodinami?ke temperature (kelvina po metru)

${\displaystyle h}$ = nadmorska visina ( metara )

${\displaystyle R^{*}}$ = op?a plinska konstanta : 8,31432×10³ N·m / (k mol ·K)

${\displaystyle g_{0}}$ = ubrzanje zemljine sile te?e (9,80665 m/s²)

${\displaystyle M}$ = molarna masa zraka na Zemlji (28,9644 g/mol)

Vrijednost indeksa b je od 0 do 6, prema sedam nivoa atmosfere, kao ?to je prikazano na donjoj tablici. Kod tih izraza g ₀ , M i R ^* su jednozna?ne, a P, L, T, i h promjenjive veli?ine.

Indeks b	Nadmorska visina h 2		Stati?ki tlak p 2		Standardna temperatura T 2 (K)	Standardna temperatura T 2 (°C)	Stopa opadanja standardne temperature
	(m)	(stopa)	(paskala)	(inHg)			( L b /m)	(K/ft)
0	0	0	101325	29,92126	288,15	15	-0,0065	-0,0019812
1	11 000	36 089	22632,1	6,683245	216,65	-56,5	0,0	0,0
2	20 000	65 617	5474,89	1,616734	216,65	-56,5	0,001	0,0003048
3	32 000	104 987	868,019	0,2563258	228,65	-44,5	0,0028	0,00085344
4	47 000	154 199	110,906	0,0327506	270,65	-2,5	0,0	0,0
5	51 000	167 323	66,9389	0,01976704	270,65	-2,5	-0,0028	-0,00085344
6	71 000	232 940	3,95642	0,00116833	214,65	-58,5	-0,002	-0,0006096

Primjer izra?una [ uredi | uredi kod ]

Treba odrediti atmosferski tlak p na visini h =30 000 m.

Prvo uzimamo u obzir da je po gornjoj tablici 30 000 u dijelu između h ₂ =20000 m i h ₂ =32 000 m, te stoga indeks b poprima vrijednost 2. Također, stopa opadanja standardne temperature nije jednaka nuli, te treba primijeniti prvu jednad?bu.

${\displaystyle {p}=p_{2}\cdot \left[{\frac {T_{2}}{T_{2}+L_{b}\cdot (h-h_{2})}}\right]^{\frac {g_{0}\cdot M}{R^{*}\cdot L_{2}}}}$

ili

${\displaystyle {p}=5474,89\cdot \left[{\frac {216,65}{216,65+0,001\cdot (30000-20000)}}\right]^{\frac {9,80665\cdot 28,9644}{8314,32\cdot 0,001}}}$

${\displaystyle {p}=5474,89\cdot \left[{\frac {216,65}{226,65}}\right]^{34,163195}}$

${\displaystyle {p}=5474,89\cdot 0,214044}$

${\displaystyle {p}\ =1171,867}$ paskala na 30 000 metara

Lokalne promjene atmosferskog tlaka [ uredi | uredi kod ]

Atmosferski tlak se znatno mijenja na Zemlji, a te promjene su vrlo bitne u prou?avanju vremena i klime .

Najve?i zabilje?eni atmosferski tlak na Zemlji od 108,6 kPa (1086 mbar ili 32,06 palaca ?ive), dogodio se u Mongoliji , u mjestu Tosontsengel , Khovsgol 19. prosinca 2001.

Najni?i zabilje?eni tlak (koji nije vezan uz pojavu tornada), od 87,0 kPa (870 mbar ili 25,69 palaca ?ive), dogodio se u zapadnom dijelu Tihog oceana tijekom uragana Tipa 12. listopada 1979. Za Atlantski ocean ta je vrijednost 88,2 kPa (882 mbar ili 26,04 palaca ?ive) izmjerena tijekom uragana Wilme 19. listopada 2005.

Atmosferski tlak pokazuje dva put dnevnu promjenu uzrokovanu globalnim atmosferskim promjenama. Ovaj u?inak je najprimjetniji u tropskom pojasu, s promjenama od nekoliko hPa, dok je u polarnim podru?jima skoro 0. Grafikon na po?etku stranice prikazuje ove promjene u sjevernoj Europi.

Izvori [ uredi | uredi kod ]

Poveznice [ uredi | uredi kod ]

• Atmosfera
• Barometar
• Nadmorska visina
• Visinomjer

Vanjske poveznice [ uredi | uredi kod ]

Zajedni?ki poslu?itelj ima stranicu o temi Atmosferski tlak

• ( engl. ) NASA page on the 1976 Standard Atmosphere
• ( engl. ) Source code and equations for the 1976 Standard Atmosphere   Arhivirana ina?ica izvorne stranice od 25. studenoga 2005. ( Wayback Machine )
• ( engl. ) A mathematical model of the 1976 U.S. Standard Atmosphere
• ( engl. ) Calculator using multiple units and properties for the 1976 Standard Atmosphere