وحدة قياس الضغط الجوي
وحدة قياس الضغط الجوي هي وحدات قياسية للضغط الجوي، ولكن قبل معرفة وحدة قياس الضغط الجوي نحتاج إلى معرفة ما هو الضغط الجوي؟ يطلق عليه ضغط الهواء، ويقصد به القوة الضاغطة التي تؤثر على سطح وذلك نتيجة لكتلة جزئيات الهواء المؤثرة عليها، يقلّ الضغط الجوي كلّما زاد الارتفاع عن سطح البحر، ويزداد كلّما اقتربنا من سطح البحر، والضغط الجوي عند سطح البحر يقدر ب ١ جوي، وفيما يلي سوف نناقش وحدة قياس الضغط الجوي.
وحدة قياس الضغط الجوي
هناك العديد من وحدة قياس الضغط الجوي ومنها :
باسكال:
- الرمز المعبر عن تلك الوحدة Pa.
- هي وحدة قياس القوة العمودي على المساحة.
- تقدر ب ١ نيوتن لكل متر مربع.
- تعد وحدة الباسكال من الوحدات الصغيرة جدا لقياس الضغط الجوي، حيث ١٠٠٠٠٠باسكال يساوي ١ ضغط جوي.
- تعتبر وحدة الباسكال من الوحدات المشتقة من نظام الوحدات الدولي للضغط والإجهاد.
الملليمتر الزئبقي:
- الرمز المعبر عن تلك الوحدة mm Hg أو ملم زئبق.
- وهو الوحدة المانومترية المستخدمة في قياس الضغط.
- عرف قديماً بأنه ضغط إضافي ينتج من عمود الزئبق ارتفاعه واحد ملليمتر.
- حديثاً فقد تم تعيين قيمته بدقة وهي تساوي ١٣.٥٩٥١×٩.٨٠٦٦٥=١٣٣.٣٢٢٣٨٧٤١٥ باسكال
بار:
- تعد وحدة البار غير تابعة لنظام الوحدات الدولي.
- تقدر بما يعادل ١ ضغط جوي في مستوى سطح البحر، كما تعادل ١٠٠ كيلو باسكال.
- يمكن أن يتم تجزئة ١ بار إلى ١٠٠٠ مللي بار.
ضغط جوي تقني:
- اختصارها جو تقني، الرمز المعبر عن تلك الوحدة at.
- تعد وحدة الجو تقني غير تابعة للنظام الدولي للوحدات.
- تعد وحدة الجو تقني معادلة لكيلَو جرام ثقلي في سم مربع.
- تعادل وحدة الجو تقني ٩٨.٠٦٦٥ كيلو باسكال، وما يعادل ٠.٩٦٧٨٤ ضغط جوي نظامي.
ضغط جوي:
- الرمز المعبر عن تلك الوحدة atm.
- وهو الوحدة العالمية المستخدمة في قياس الضغط الجوي، وقد أصبحت معتمدة عالميا عام ١٩٤٥م.
- تعادل ١.٠١٣.٢٥٠ داين لكل سم مربع، كما تساوي ١٠١.٣٢٥ باسكال.
باوند ثقلي في البوصة المربعة:
- وهو يساوي ٦٨٩٤.٧٦ باسكال، و يعادل ٥١.٧١٥ بار.
ومن هنا يمكنكم قراءة موضوع جهاز قياس الضغط الجوي وما هي وحدات القياس المستخدمة ؟: جهاز قياس الضغط الجوي وما هي وحدات القياس المستخدمة ؟
طرق قياس الضغط الجويّ
هناك العديد من الطرق لقياس الضغط الجوي ومنها:
البارومتر الزئبقي:
- وهو عبارة عن أنبوبة مترية أي أن طول الأنبوبة متر، تدريجها بالسنتيمتر، ممتلئة زئبق.
- كلما زاد الضغط ارتفع العمود الزئبقي، وفي حالة انخفاض الضغط ينخفض العمود الزئبقي.
- يساوي ٧٦ سم، وهو ما يعادل ١٠١.٣ باسكال.
- يستخدم الباروميتر الزئبقي لحساب الضغط الجوي بالارتفاع عن طريق هذا القانون: الضغط الجوي= كثافة الزئبق×ارتفاع عمود الزئبق×الجاذبية الأرضية.
البارومتر المعدني:
- يتكون من علبة من معدن النيكل يتم تفريغها من الهواء، وفي حالة زيادة الضغط المؤثر على العلبة يؤدي ذلك إلى انضغاط العلبة إلى الأسفل مما يتسبب في ارتفاع المؤشر المتصل بها يتحرك على اللوحة التي تحتوي على التدريجي وتظهر القراءة، ويحدث العكس في حالة انخفاض الضغط.
بارومتر فورتین:
- وهو عبارة عن خزان زئبقي مصنوع من مواد لينة مثل الجلد، موضوع على السطح الخاص بالخزان بالداخل سن عاج أبيض والذي له خاصية عدم التفاعل مع الزئبق، يكون طرف سن العاج الابيض ملامساً سطح الزئبق، وعندما يحدث تغيير في الارتفاع للسطح الزئبقي يُعدل إلى أن يلمس طرف السن وذلك بالضغط على الجلد من الأسفل، وذلك باستخدام المسمار المحوري المركب في غلاف خارجي بأسفل الخزان.
- من الضروري الحفاظ على ملامسة سن العاج الأبيض سطح الزئبق في الحوض الزجاجي في حالة التشغيل.
الباروجراف:
- هو صندوق يلتصق به من الناحية اليمني ذراع من المعدن يرتكز على بعض الطبقات المطاطية، والتي ترتفع أو تنخفض تبعاً للضغط.
- يبدأ الذراع المثبت بالصندوق والذي ينتهي باسطوانة موجود عليها أوراق رسم بياني تقوم بتسجيل الارتفاع والانخفاض في الضغط، ثم يتم الربط بين النقاط المتساوية للضغط وذلك باستخدام خطوط “الايزوبار” أو الخطوط المتساوية للضغط بنسب تتراوح بين 2-5 ملي بار.
العوامل المؤثّرة في الضغط الجوي
درجة الحرارة:
- يتأثر الضغط الجوي بشكل كبير بدرجات الحرارة.
- عند انخفاض درجة الحرارة يرتفع الضغط الجوي، فيتسبب ذلك في البطء في حركة جزيئات الهواء، و الاقتراب فيما بينها.
- وعندما تزداد درجة الحرارة فإن الضغط الجوي ينخفض، ويتسبب ذلك في زيادة سرعة الحركة بين جزيئات الهواء وتتباعد فيما بينهما.
- لذا تعتبر العلاقة بين الضغط الجوي ودرجات الحرارة علاقة عكسية.
نسبة بخار الماء في الجو:
- ترتفع نسبة بخار الماء نتيجة الزيادة في درجة الحرارة، فيتسبب ذلك في انخفاض قيمة الضغط الجوي، والعكس صحيح.
الارتفاع أو الانخفاض عن سطح البحر:
- يقل الضغط الجوي عند الارتفاع عن سطح البحر، وعند البعد عن سطح الأرض، والعكس صحيح.
تجربة قياس الضغط الجوي
ترجع التجربة المعروفة لقياس الضغط الجوي سنة ١٦٤٠ إلى العالم تورشلي:
- فقد قام العالم بملأ أنبوبة بالزئبق طولها متر مصنوعة من الزجاج أحد أطرافها مفتوح، وبعد ذلك وضع الأنبوبة كلها في حوض ممتلئ بالزئبق، ثم سمح لجزء من الزئبق في الأنبوبة بالنزول إلى أن وصل الزئبق لمستوى معين وقد ترك مكانه في أعلى الأنبوبة فراغاً.
- بعد تلك العملية اكتشف العالم تورشلي أن مستوى الزئبق في الأنبوبة يعادل ما يقارب ٧٦سم عن سطح البحر.
- قام العالم بتكرار التجربة لقياس الضغط الجوي على المساحات المختلفة.
- وضع العالم تورشلي قانوناً لتسهيل عملية الحساب لتلك الفرضية وهو: الضغط = الوزن ٪ المساحة.
- و لتحديد وزن الهواء يمكن استخدام قانون نيوتن وهو وزن عمود الهواء= كتلة عمود الزئبق × تسارع السقوط الحر.
- باستخدام وزن عمود الزئبق الناتج من تجربة تورشلي وهو ٧٦سم، واستخدام معدل الضغط الجوي المساحة ١ متر مربع، فإن التعويض في القانون يكون: ٧٦,.× ١٣٦٠٠× ٩،٨= ١٠١٢٩٢,٨ نيوتن.
- وفي حالة التعويض في قانون حساب الضغط الجوي يكون: ١٠١٢٩٢،٨٪ ١ = ١٠١٢٩٢،٨ نيوتن/ متر مربع.
- وتحويل الناتج من الوحدة المستخدمة نيوتن إلى الوحدة باسكال تكون النتيجة = ١٠١٣٠٠باسكال، وهو المقياس للضغط الجوي في هذه المساحة.
- ونظراً لان الوحدة المستخدمة باسكال تعتبر من الوحدات الصغيرة مقارنةً مع القيم المسجلة للضغط الجوي، تم أستخدام وحدة جديدة لقياس الضغط الجوي يطلق عليها هكتوباسكال،(وذلك لأن هكتو معناها ١٠٠)، وبالتالي فإن القيمة المتوسطة للضغط الجوي عند سطح البحر تساوي ١٠١٣هكتوباسكال،
- وقد كانت تلك القيم تسمى البار، وبذلك يكون الضغط الجوي عند سطح البحر يساوي ١٠١٣ ملي بار أي أن ( ١هكتوباسكال = ١٠٠ باسكال = ١ ملي بار)، وتلك القيم تعتبر ثوابت.
وللتعرف علي موضوع ما هي وحدة قياس درجة الحرارة المستعملة في البلدان العربية ؟: ما هي وحدة قياس درجة الحرارة المستعملة في البلدان العربية ؟
وفي ختام مقالنا نرجو ان نكون قد قدمنا لكم ما يفيدكم بخصوص وحدة قياس الضغط الجوي، طرق قياس الضغط الجويّ، العوامل المؤثّرة في الضغط الجوي، تجربة قياس الضغط الجوي، وفي إنتظار تعليقاتكم.
