Čím vyšší hory, tím nižší tlak. co je tlak? Co určuje vysoký atmosférický tlak? Příčiny vývoje a rizikové faktory
Čím výš člověk stoupá do hor nebo čím výš ho jeho letadlo vynese, tím je vzduch řidší. Ve výšce 5,5 km nad mořem klesá atmosférický tlak téměř na polovinu; ve stejné míře klesá obsah kyslíku. Již ve výšce 4 km může netrénovaný člověk dostat tzv. horskou nemoc. Tréninkem však můžete své tělo navyknout na pobyt ve vyšších nadmořských výškách. Ani při dobývání Everestu hrdinní horolezci nepoužívali kyslíkové přístroje. Jak se tělo adaptuje na vzduch chudý na kyslík?
Hlavní roli zde hraje zvýšení počtu, a tedy i zvýšení množství hemoglobinu v krvi. U obyvatel horských oblastí dosahuje počet červených krvinek 6 nebo více milionů na 1 mm 3 (místo 4 milionů za normálních podmínek). Je jasné, že v tomto případě dostává krev možnost zachytit více kyslíku ze vzduchu.
Mimochodem, někdy lidé, kteří navštívili Kislovodsk, připisují zvýšení množství hemoglobinu v krvi skutečnosti, že si dobře odpočinuli a zotavili se. Nejde samozřejmě jen o to, ale také jednoduše o vliv hornaté oblasti.
Potápěči a ti, kteří pracují v kesonech – speciálních komorách používaných při stavbě mostů a jiných vodních staveb, jsou naopak nuceni pracovat při zvýšeném tlaku vzduchu. V hloubce 50 m pod vodou zažívá potápěč tlak téměř 5x vyšší než atmosférický, a přesto se někdy musí ponořit 100 m a více pod vodu.
Tlak vzduchu má velmi unikátní účinek. Člověk pracuje za těchto podmínek celé hodiny, aniž by měl problémy s vysokým krevním tlakem. S rychlým vzestupem na vrchol se však objevuje akutní bolest v kloubech, svědění kůže; V těžkých případech došlo k úmrtí. Proč se to děje?
V běžném životě ne vždy přemýšlíme o síle, jakou na nás atmosférický vzduch tlačí. Mezitím je jeho tlak velmi vysoký a činí asi 1 kg na čtvereční centimetr povrchu těla. Ten pro osobu průměrné výšky a hmotnosti je 1,7 m2. V důsledku toho na nás atmosféra tlačí silou 17 tun! Tento enormní kompresní efekt nepociťujeme, protože je vyvážen tlakem tělesných tekutin a plynů v nich rozpuštěných. Kolísání atmosférického tlaku způsobuje v organismu řadu změn, které pociťují zejména pacienti s hypertenzí a onemocněními kloubů. Když se atmosférický tlak změní o 25 mm Hg. Umění. síla atmosférického tlaku na těleso se změní o více než půl tuny! Tělo musí tento posun tlaku vyrovnat.
Jak však již bylo zmíněno, být pod tlakem i při 10 atmosférách potápěč snáší poměrně dobře. Proč může být rychlý výstup fatální? Faktem je, že v krvi, stejně jako v jakékoli jiné kapalině, se při zvýšeném tlaku plynů (vzduchu) v kontaktu s ní tyto plyny výrazněji rozpouštějí. Dusík, který tvoří 4/5 vzduchu, je tělu zcela lhostejný (pokud je ve formě volného plynu), rozpouští se ve velkém množství v krvi potápěče. Pokud tlak vzduchu rychle klesá, plyn začne z roztoku vycházet a krev se „vaří“ a uvolňuje bubliny dusíku. Tyto bubliny se tvoří v cévách a mohou ucpat životně důležitou tepnu - v mozku atd. Proto se potápěči a pracovní kesony vytahují k hladině velmi pomalu, aby se plyn uvolnil pouze z plicních kapilár.
Bez ohledu na to, jak rozdílné jsou účinky vysoko nad hladinou moře a hluboko pod vodou, existuje jedno spojení, které je spojuje. Pokud člověk vystoupí velmi rychle v letadle do řídkých vrstev atmosféry, pak nad 19 km nad mořem je potřeba úplné utěsnění. V této nadmořské výšce se tlak sníží natolik, že voda (a tedy i krev) již nevře při 100 °C, ale při . Mohou se objevit jevy dekompresní nemoci, která má podobný původ jako dekompresní nemoc.
Mnoho lidí dnes dává přednost odpočinku na horách. Horská dovolená znamená úžasné výhledy, čerstvý vzduch a aktivní zábavu. Při dovolené na horách je však nutné přijmout opatření, aby se takzvaná horská nemoc vyhnula.
Turisté dnes často vyrážejí na dovolenou do hor bez přípravy a v konečném důsledku riskují vlastní zdraví. Proč lidé v horách onemocní? Důvodem je řídký horský vzduch, silný vítr, nízký atmosférický tlak - všechny tyto faktory vyvolávají rozvoj výškové nemoci. Do hor proto raději vyrazte plně vyzbrojeni, abyste se vyhnuli zdravotním problémům.
Pro člověka zvyklého na hory je prahová nadmořská výška 2000-2500 m n. m., ale nepřipravený člověk na dovolené v horách může pociťovat příznaky horské nemoci již ve výšce 1300-1500 m jsou to příznaky?
Lidé, kteří vyšplhali do neobvyklé výšky, často zažívají:
- letargie, apatie, snížená koncentrace;
- potíže s dýcháním, bolest na hrudi, kašel;
- závratě a bolesti hlavy, poruchy spánku;
- rychlý srdeční tep;
- svalová slabost, špatná koordinace a zhoršení orientace;
- otoky nohou;
- nevolnost, dysfunkce gastrointestinálního traktu, ztráta chuti k jídlu.
Jak se rychle adaptovat, vyhnout se výškové nemoci a užít si dovolenou na horách? Kardiologové doporučují následující: abyste se vyhnuli výše uvedeným příznakům, užívejte 1-2 tablety Pananginu 2krát denně, 0,5 tablety Diacarb a 0,5 tablety Dibazol (10 mg). Diacarb je mírné diuretikum, které sníží intrakraniální tlak, zatímco panangin usnadní snášení zátěže a dibazol rozšíří krevní cévy.
Američtí vědci tvrdí, že dovolená na horách bude lepší, když si uděláte zásoby... viagry. Viagra v tomto případě nebude použita k zamýšlenému účelu, ale jako prostředek napomáhající dobrému prokrvení plic a končetin. Hned je třeba poznamenat, že na horách mohou užívat Viagru pouze lidé s normálním kardiovaskulárním systémem. V tomto případě je Viagra kontraindikována pro osoby se srdečním onemocněním a osoby s vysokým krevním tlakem.
Jaké další prostředky vám pomohou zlepšit vaši dovolenou na horách a vyhnout se výškové nemoci?
- Vitamin C je vynikajícím lékem na hladovění kyslíkem. Jakmile jste v horách, užívejte až 500 mg dvakrát denně.
- Vezměte vitamín E 200 mg a kyselinu lipoovou 300 mg dvakrát denně, tyto prostředky pomáhají normalizovat dýchání a jsou také antioxidanty.
- Riboxin by měl být užíván 1-2 tablety denně, normalizuje činnost srdce a jater.
- Užívejte pantothenát vápenatý (vitamín B3) 1 tabletu (100 mg) denně, zlepšuje metabolismus.
Co se stane s člověkem v horách
Každých 150 metrů stoupání klesá teplota vzduchu o 1°C. Proto se nedoporučuje vyrážet na dovolenou do hor bez tlusté bundy. Navíc ultrafialové záření prudce stoupá ve výšce, takže se zvyšuje riziko popálení sítnice. Na túru si s sebou určitě vezměte sluneční brýle a čepici.
V horách je vzduch řídký, což vede člověka k hladovění kyslíkem, zvýšenému intrakraniálnímu tlaku a často způsobuje arytmii.
Potraviny, které podporují produkci serotoninu (banány, čokoláda), pomáhají bojovat s hladověním kyslíkem. Na horách se doporučuje jíst müsli, cereálie a ořechy. Nutno říci, že maso se na horskou turistiku příliš nehodí, je lepší ho nahradit rybami. Preferovaným nápojem je slabý čaj s citronovou a pomerančovou šťávou. Je lepší se vyhnout silnému čaji a kávě - takové nápoje způsobují zahušťování krve. V nadmořské výšce se také nedoporučuje pít alkoholické nápoje – zvyšují hladovění kyslíkem.
Na závěr se sluší říci, že horská dovolená může být spojena se zdravotními riziky, pokud máte onemocnění kardiovaskulárního systému, neurologická onemocnění, těžké bronchiální astma nebo poruchy prokrvení mozku.
Pokud v textu najdete chybu, vyberte část textu s chybou a stiskněte Ctrl+Enter pro informování administrace webu.
Atmosférický tlak je dokonce zmíněn v předpovědích počasí, ale jaký je jeho charakter? Co určuje nízký a vysoký atmosférický tlak? Jak jeho změna ovlivňuje lidské zdraví?
Co je to?
Ještě v roce 1638 lidé jen málo tušili, že takový fenomén vůbec existuje, dokud se vévoda z Toskánska nerozhodl vyzdobit Florencii fontánami ve velkých výškách. Jeho pokus selhal na plné čáře, voda totiž nestoupla nad deset metrů. Pak přišel čas na první experimenty v této oblasti.
S rozvojem vědy se ukázalo, že tlak je fyzikální veličina, která udává velikost síly kolmé na jednotku plochy povrchu. Výjimkou není ani atmosféra. Na naši planetu tlačí pomocí vzduchu, který je přítomen všude.
Hmotnost vzduchu kolem nás je milionkrát menší než hmotnost Země, ale to stačí na to, aby všechny předměty a tvory zakusily její vliv. Denně na nás tlačí asi patnáct tun vzduchu, ale nemůžeme to cítit, protože vnitřní tlak lidského těla je stejný jako tlak atmosférický.
Nízký a vysoký atmosférický tlak
Jako každou fyzikální veličinu lze měřit i tlak. V mezinárodní soustavě jednotek se k tomu v Rusku používá pascal (Pa), dále bary a milimetry rtuti.
Průměrná hodnota se bere při teplotě nula stupňů na hladině moře v zeměpisné šířce 45 stupňů. Je označen jako normální atmosférický tlak a je 760 milimetrů rtuti nebo 101 325 pascalů.
Na čem závisí atmosférický tlak? Především záleží na množství vzduchu na jednotku plochy: čím méně, tím nižší tlak a naopak. To přímo závisí na výšce. Ve vysokých nadmořských výškách je vzduch řidší, takže jeho hodnota se stoupáním klesá. Ve výšce 5 km je jeho síla jen poloviční, ve výšce 20 km je přibližně 18krát menší.
Tlak má tendenci se měnit v různých denních dobách a ročních obdobích. Důležitým faktorem je teplota. V noci, když teplota klesá, je tlak o něco nižší než ve dne. Na kontinentech je v zimě pozorován vysoký atmosférický tlak, v létě nízký.
Tlakové zónování
Oblasti zeměkoule se ohřívají nerovnoměrně, což má za následek zonální rozložení tlaku. Na některých místech se vzduch ohřívá a snižuje svůj tlak. Stoupá nahoru a postupně se ochlazuje, přesouvá se do sousedních oblastí a zvyšuje tam tlak.
Takové přerozdělení vzduchových hmot je dobře patrné v rovníkovém pásu, kde je kvůli vysokým teplotám tlak vždy nízký a v sousedních tropických zónách je obvykle zvýšený. V Antarktidě a na severním pólu je konstantní vysoký tlak důsledkem přílivu vzduchu z mírných zeměpisných šířek.
Jak bylo uvedeno výše, tlak je charakterizován sezónními výkyvy, ale tyto změny nejsou příliš výrazné. Obecně jsou indikátory tlaku stabilní: na planetě jsou vždy zóny vysokého a nízkého tlaku.
Vliv vysokého atmosférického tlaku
Sílu tohoto fenoménu na sobě člověk pocítí při lezení po horách. Mnoho lidí zná praskající uši při zdolávání někdy menších sklonů. Můžete to cítit potápěním hluboko pod vodou, mimochodem, maximální hloubka takového ponoru bez speciálního vybavení není větší než 170 metrů (i když je to také docela riskantní).
V běžném životě člověk pociťuje i změny tlaku, zvláště pokud dojde k náhlým změnám. Vysoký atmosférický tlak je doprovázen jasným počasím a ostřeji se projevuje suchost škodlivých látek ve vzduchu. V důsledku toho se zhoršují alergie a dýchací potíže.
Zvýšení krevního tlaku jednoznačně ovlivňuje pohodu pacientů s hypertenzí. Tím, že pomáhá snižovat počet bílých krvinek v krvi, může oslabit imunitní systém. V období vysokého krevního tlaku je proto pro člověka obtížnější bojovat s infekcemi a dalšími nemocemi.
Pro začátek si připomeňme středoškolský kurz fyziky, který vysvětluje, proč a jak se mění atmosférický tlak v závislosti na nadmořské výšce. Čím výše je oblast nad hladinou moře, tím je zde nižší tlak. Je to velmi jednoduché na vysvětlení: atmosférický tlak udává sílu, kterou sloupec vzduchu tlačí na vše, co je na povrchu Země. Přirozeně, čím výše stoupáte, tím nižší bude výška vzduchového sloupce, jeho hmotnost a vyvíjený tlak.
Navíc ve výšce je vzduch zředěný, obsahuje mnohem menší počet molekul plynu, což také bezprostředně ovlivňuje hmotu. A nesmíme zapomínat, že s rostoucí nadmořskou výškou se vzduch zbavuje toxických nečistot, výfukových plynů a dalších „lahůdek“, v důsledku čehož klesá jeho hustota a klesají ukazatele atmosférického tlaku.
Studie ukázaly, že závislost atmosférického tlaku na nadmořské výšce se liší následovně: zvýšení o deset metrů způsobí pokles parametru o jednotku. Dokud nadmořská výška oblasti nepřesáhne pět set metrů nad mořem, změny tlaku ve vzduchovém sloupci prakticky nejsou cítit, ale pokud stoupnete o pět kilometrů, budou hodnoty poloviční než optimální. . Síla tlaku vyvíjeného vzduchem závisí také na teplotě, která při stoupání do vyšší nadmořské výšky velmi klesá.
Pro výši krevního tlaku a celkový stav lidského organismu je velmi důležitá hodnota nejen atmosférického tlaku, ale i parciálního tlaku, který závisí na koncentraci kyslíku ve vzduchu. Úměrně s poklesem tlaku vzduchu klesá i parciální tlak kyslíku, což vede k nedostatečnému přísunu tohoto základního prvku do buněk a tkání těla a rozvoji hypoxie. To je vysvětleno skutečností, že k difúzi kyslíku do krve a jeho následnému transportu do vnitřních orgánů dochází v důsledku rozdílu v parciálním tlaku krve a plicních alveol a při stoupání do vysoké nadmořské výšky je rozdíl v těchto hodnoty se výrazně zmenší.
Jak nadmořská výška ovlivňuje pohodu člověka?
Hlavním negativním faktorem ovlivňujícím lidské tělo ve výšce je nedostatek kyslíku. V důsledku hypoxie se rozvíjejí akutní poruchy srdce a cév, zvýšený krevní tlak, poruchy trávení a řada dalších patologií.
Hypertonici a lidé náchylní k tlakovým rázům by neměli lézt vysoko do hor a je vhodné nepodnikat dlouhé lety. Zapomenout budou muset i na profesionální horolezectví a horskou turistiku.
Závažnost změn v těle umožnila rozlišit několik výškových zón:
- Až jeden a půl až dva kilometry nad mořem je relativně bezpečná zóna, ve které nejsou pozorovány žádné zvláštní změny ve fungování těla a stavu životně důležitých systémů. Zhoršení pohody, snížená aktivita a vytrvalost jsou pozorovány velmi zřídka.
- Od dvou do čtyř kilometrů – tělo se díky zvýšenému dýchání a hlubokým nádechům snaží vyrovnat s nedostatkem kyslíku samo. Těžká fyzická práce, která vyžaduje spotřebu velkého množství kyslíku, je obtížně proveditelná, ale mírné cvičení je dobře tolerováno několik hodin.
- Od čtyř do pěti a půl kilometrů - zdravotní stav se znatelně zhoršuje, vykonávání fyzické práce je obtížné. Psycho-emocionální poruchy se objevují ve formě povznesené nálady, euforie a nevhodných akcí. Při dlouhodobém pobytu v takové výšce se objevují bolesti hlavy, pocit tíhy v hlavě, problémy s koncentrací, letargie.
- Od pěti a půl do osmi kilometrů - není možné vykonávat fyzickou práci, stav se prudce zhoršuje, procento ztráty vědomí je vysoké.
- Nad osm kilometrů - v této výšce je člověk schopen udržet vědomí maximálně několik minut, po kterých následuje hluboké mdloby a smrt.
Aby v těle probíhaly metabolické procesy, je nezbytný kyslík, jehož nedostatek ve výšce vede k rozvoji výškové nemoci. Hlavní příznaky poruchy jsou:
- Bolest hlavy.
- Zvýšené dýchání, dušnost, nedostatek vzduchu.
- Krvácení z nosu.
- Nevolnost, záchvaty zvracení.
- Bolesti kloubů a svalů.
- Poruchy spánku.
- Psycho-emocionální poruchy.
Ve vysokých nadmořských výškách začíná tělo pociťovat nedostatek kyslíku, v důsledku čehož je narušena činnost srdce a cév, zvyšuje se arteriální a intrakraniální tlak a selhávají životně důležité vnitřní orgány. Chcete-li hypoxii úspěšně překonat, musíte do svého jídelníčku zařadit ořechy, banány, čokoládu, cereálie a ovocné šťávy.
Vliv nadmořské výšky na hladiny krevního tlaku
Při stoupání do vysoké nadmořské výšky způsobuje řídký vzduch zvýšení srdeční frekvence a zvýšení krevního tlaku. S dalším zvyšováním nadmořské výšky však hladiny krevního tlaku začínají klesat. Pokles obsahu kyslíku ve vzduchu na kritické hodnoty způsobuje útlum srdeční činnosti a znatelný pokles tlaku v tepnách, zatímco v žilních cévách se hladiny zvyšují. V důsledku toho se u člověka rozvíjí arytmie a cyanóza.
Není to tak dávno, co se skupina italských vědců rozhodla poprvé podrobně prostudovat, jak nadmořská výška ovlivňuje hladinu krevního tlaku. K provedení výzkumu byla uspořádána expedice na Everest, během níž se každých dvacet minut zjišťoval tlak účastníků. Během túry se potvrdilo zvýšení krevního tlaku při výstupu: výsledky ukázaly, že systolická hodnota se zvýšila o patnáct a diastolická o deset jednotek. Bylo zjištěno, že maximální hodnoty krevního tlaku byly stanoveny v noci. Studoval se také účinek antihypertenziv v různých nadmořských výškách. Ukázalo se, že zkoumaný lék účinně pomáhal ve výšce do tří a půl kilometru a při stoupání nad pět a půl se stal naprosto zbytečným.
Při lezení po horách atmosférický tlak
V sekci Domácí úkoly je nejlepší odpovědí na otázku, co se stane s tlakem a vzduchem, autorka Lisa Zakharova Protože vzduch má hmotnost a váhu, vyvíjí tlak na povrch, který je s ním v kontaktu.
Je spočítáno, že sloupec vzduchu o výšce od hladiny moře k horní hranici atmosféry tlačí na plochu 1 cm stejnou silou jako váha 1 kg 33 g Člověk a všechny ostatní živé organismy to necítí tlak, protože je vyvážen jejich vnitřním tlakem vzduchu. Při lezení v horách již ve výšce 3000 m se člověku začíná dělat špatně: objevuje se dušnost a závratě. Ve výšce nad 4000 m může dojít ke krvácení z nosu, prasknutí cév a někdy i ke ztrátě vědomí. To vše se děje proto, že atmosférický tlak klesá s nadmořskou výškou, vzduch se stává řidším, množství kyslíku v něm klesá, ale vnitřní tlak člověka se nemění. V letadlech létajících ve velkých výškách jsou proto kabiny hermeticky uzavřeny a je v nich uměle udržován stejný tlak vzduchu jako na povrchu Země. Tlak se měří pomocí speciálního zařízení - barometru - v mm rtuti.
Atmosférický tlak
Atmosférický tlak je tlak atmosféry na všechny objekty v ní a na zemský povrch. Atmosférický tlak vzniká gravitační přitažlivostí vzduchu k Zemi. Atmosférický tlak se měří barometrem. Normální atmosférický tlak je tlak na hladině moře při teplotě 15 °C. Je roven 760 mm Hg. Umění. (International Standard Atmosphere - ISA, Pa).
Již v dávných dobách si lidé všimli, že vzduch vyvíjí tlak na pozemní objekty, zejména při bouřích a hurikánech. Využil tohoto tlaku, přinutil vítr k pohybu plachetnic a otáčení křídel větrných mlýnů. Dlouho se však nedařilo prokázat, že vzduch má váhu. Teprve v 17. století byl proveden experiment, který prokázal váhu vzduchu. Důvodem byla náhodná okolnost.
V Itálii se v roce 1640 rozhodl toskánský vévoda postavit na terase svého paláce fontánu. Voda pro tuto fontánu musela být čerpána z nedalekého jezera, ale voda netekla výše než 32 stop (10,3 m). Vévoda se obrátil na Galilea, tehdy již velmi starého muže, aby mu to vysvětlil. Velký vědec byl zmaten a okamžitě nenašel, jak tento jev vysvětlit. A pouze Galileův žák, Torricelli, po dlouhých experimentech dokázal, že vzduch má váhu a atmosférický tlak je vyvážen sloupcem vody o výšce 32 stop neboli 10,3 m.
Pátrání po příčinách a pokusy s těžší látkou – rtutí, které podnikl Evangelista Torricelli, vedly k tomu, že v roce 1643 dokázal, že vzduch má váhu. Spolu s V. Viviani provedl Torricelli první experiment měření atmosférického tlaku, vynalezl Torricelliho trubici (první rtuťový barometr), skleněnou trubici, ve které není žádný vzduch. V takové trubici stoupá rtuť do výšky asi 760 mm.
Protože vzduch má hmotnost a hmotnost, vyvíjí tlak na povrch, který je s ním v kontaktu. Je spočítáno, že sloupec vzduchu o výšce od hladiny moře k horní hranici atmosféry tlačí na plochu 1 cm stejnou silou jako váha 1 kg 33 g Člověk a všechny ostatní živé organismy to necítí tlak, protože je vyvážen jejich vnitřním tlakem vzduchu. Při lezení v horách, již ve výšce 3000 m, se člověku začíná dělat špatně: objevuje se dušnost a závratě. Ve výšce nad 4000 m může dojít ke krvácení z nosu, prasknutí cév a někdy i ke ztrátě vědomí. To vše se děje proto, že atmosférický tlak klesá s nadmořskou výškou, vzduch se stává řidším, množství kyslíku v něm klesá, ale vnitřní tlak člověka se nemění. V letadlech létajících ve velkých výškách jsou proto kabiny hermeticky uzavřeny a je v nich uměle udržován stejný tlak vzduchu jako na povrchu Země.
Bylo zjištěno, že na hladině moře v rovnoběžce 45° s teplotou vzduchu 0°C je atmosférický tlak blízký tlaku vytvářenému sloupcem rtuti o výšce 760 mm. Tlak vzduchu za takových podmínek se nazývá normální atmosférický tlak. Pokud je indikátor tlaku větší, pak se považuje za zvýšený, pokud je menší, považuje se za snížený. Při lezení na hory na každých 10,5 m klesá tlak přibližně o 1 mmHg. Když víte, jak se tlak mění, můžete použít barometr k výpočtu nadmořské výšky místa.
Atmosférický tlak
Protože vzduch má hmotnost a hmotnost, vyvíjí tlak na povrch, který je s ním v kontaktu. Je spočítáno, že sloupec vzduchu o výšce od hladiny moře k horní hranici atmosféry tlačí na plochu 1 cm stejnou silou jako váha 1 kg 33 g Člověk a všechny ostatní živé organismy to necítí tlak, protože je vyvážen jejich vnitřním tlakem vzduchu. Při lezení v horách, již ve výšce 3000 m, se člověku začíná dělat špatně: objevuje se dušnost a závratě. Ve výšce nad 4000 m může dojít ke krvácení z nosu, prasknutí cév a někdy i ke ztrátě vědomí. To vše se děje proto, že atmosférický tlak klesá s nadmořskou výškou, vzduch se stává řidším, množství kyslíku v něm klesá, ale vnitřní tlak člověka se nemění. V letadlech létajících ve velkých výškách jsou proto kabiny hermeticky uzavřeny a je v nich uměle udržován stejný tlak vzduchu jako na povrchu Země. Tlak se měří pomocí speciálního zařízení - barometru - v mm rtuti.
Bylo zjištěno, že na hladině moře v rovnoběžce 45° s teplotou vzduchu 0°C je atmosférický tlak blízký tlaku vytvářenému sloupcem rtuti o výšce 760 mm. Tlak vzduchu za takových podmínek se nazývá normální atmosférický tlak. Pokud je indikátor tlaku větší, pak se považuje za zvýšený, pokud je menší, považuje se za snížený. Při lezení na hory na každých 10,5 m klesá tlak přibližně o 1 mmHg. Když víte, jak se tlak mění, můžete použít barometr k výpočtu nadmořské výšky místa.
Tlak se mění nejen s nadmořskou výškou. Závisí na teplotě vzduchu a vlivu vzduchových hmot. Cyklony snižují atmosférický tlak a anticyklóny jej zvyšují.
Sciencelandia
Články o vědě a matematice
Jak se mění atmosférický tlak s výškou?
Atmosférický tlak klesá s nadmořskou výškou. To je způsobeno dvěma důvody. Za prvé, čím výše jsme, tím nižší je výška vzduchového sloupce nad námi, a tudíž na nás tlačí menší váha. Za druhé, s výškou hustota vzduchu klesá, vzduch se stává řidším, to znamená, že obsahuje méně molekul plynu, a proto má menší hmotnost a hmotnost.
Proč hustota vzduchu klesá s výškou? Země přitahuje tělesa ve svém gravitačním poli. Totéž platí pro molekuly vzduchu. Všichni by spadli na povrch Země, ale jejich chaotický rychlý pohyb, nedostatek vzájemné interakce a vzájemná vzdálenost způsobí, že se rozptýlí a zaberou veškerý možný prostor. Fenomén gravitace směrem k Zemi však stále způsobuje, že ve spodních vrstvách atmosféry zůstává více molekul vzduchu.
Pokles hustoty vzduchu s výškou je však významný, vezmeme-li v úvahu celou atmosféru, která je asi kilometr vysoká. Ve skutečnosti spodní vrstva atmosféry – troposféra – obsahuje 80 % hmoty vzduchu a je pouze 8-18 km vysoká (výška se liší v závislosti na zeměpisné šířce a ročním období). Zde můžeme zanedbat změnu hustoty vzduchu s výškou, protože ji považujeme za konstantní.
V tomto případě je změna atmosférického tlaku ovlivněna pouze změnou nadmořské výšky. Pak můžete snadno spočítat, jak přesně se mění atmosférický tlak s nadmořskou výškou.
Hustota vzduchu na hladině moře je 1,29 kg/m3. Předpokládejme, že několik kilometrů výše zůstane téměř beze změny. Tlak lze vypočítat pomocí vzorce p = ρgh. Zde je třeba chápat, že h je výška vzduchového sloupce nad místem, kde se měří tlak. Největší hodnota h bude na povrchu Země. S výškou se bude snižovat.
Experimenty ukazují, že normální atmosférický tlak na hladině moře je přibližně 101,3 kPa nebo Pa. Zjistíme přibližnou výšku vzdušného sloupce nad hladinou moře. Je jasné, že to nebude skutečná výška, protože vzduch nahoře je řídký, ale spíše výška vzduchu „stlačená“ na stejnou hustotu, jakou má zemský povrch. Ale blízko povrchu Země nám to nevadí.
h = p / (ρg) = Pa / (1,29 kg/m3 * 9,8 N/kg) ≈ 8013 m
Nyní spočítejme atmosférický tlak při stoupání o 1 km (1000 m). Zde pak bude výška vzduchového sloupce 7013 m
p = (1,29 * 9,8 * 7013) Pa ≈Pa ≈ 89 kPa
To znamená, že v blízkosti povrchu Země se na každý kilometr směrem nahoru tlak sníží přibližně o 12 kPa (101 kPa - 89 kPa).
2 komentáře
Atmosférický tlak.
Zanechal Yuri St, 05/04/:24
Všichni by spadli na povrch Země, ale jejich chaotický rychlý pohyb, nedostatek vzájemné interakce a vzájemná vzdálenost způsobí, že se rozletí a zaberou veškerý možný prostor.
Ahoj. Mělo by být přidáno do vaší prezentace - Ale neváhají zatlouct člověka, který vytváří tlak.
Atmosféra
Zanechal Aaexander Čt, 04/27/:04
Je nutné objasnit přijatou výšku atmosféry 100 km -110 km nebo 0000 metrů. Upřímně!
Atmosférický tlak
Vzduch obklopující naši Zemi má značnou hmotnost, a proto vyvíjí tlak na zemský povrch. Normální atmosférický tlak je tlak rtuťového sloupce vysokého 760 mm o průřezu 1 cm2 při teplotě 0 °C na hladině moře v zeměpisné šířce 45 °. Atmosférický tlak byl dříve měřen v milimetrech rtuti (mmHg) v souladu se stupnicí prvního rtuťového barometru, vynalezeného na úsvitu historie meteorologie v 17. století. Poté se začal měřit atmosférický tlak v milibarech (mb), 760 mmHg. Umění. = 1013,25 MB.
Atmosférický tlak se plynule mění vertikálně i horizontálně. S rostoucí nadmořskou výškou místa klesá tlak, klesá sloupec vzduchu a jeho hustota.
Hlavním přístrojem pro měření atmosférického tlaku je rtuťový barometr. V něm je atmosférický tlak vyrovnáván tlakem rtuťového sloupce. Změny výšky sloupce rtuti lze použít k posouzení změn atmosférického tlaku (Toricelliho experiment). Další přístroje (aneroidní barograf) jsou založeny na zjišťování deformace pružné kovové skříně, ze které byl při zvýšení tlaku odčerpán vzduch, dno schránky se stlačí a při poklesu tlaku se prohne. Tyto změny se přenášejí na ukazatel, který se pohybuje po kruhové stupnici rozdělené na milimetry nebo milibary. Barometry s vlastním záznamem se používají k záznamu změn tlaku v průběhu času. Vzhledem k tomu, že vzduch v uzavřené (beztlakové) místnosti vyrovnává svůj tlak s venkovním vzduchem přes póry a trhliny, je rozdíl mezi atmosférickým tlakem uvnitř a vně místnosti nepatrný, barometry na meteostanicích jsou umístěny uvnitř.
Atmosférický tlak se neustále mění. V konstantní nadmořské výšce, jak teplota stoupá, tlak klesá, a když klesá, zvyšuje se. Při výstupu do hor však tlak klesá, protože množství vzduchu vyvíjejícího tlak na povrch je výrazně sníženo.
Změny tlaku na hladině moře jsou na mapách znázorněny pomocí izobar – čar na mapě spojujících body se stejným atmosférickým tlakem.
Tip 1: Jak se mění teplota a atmosférický tlak v horách
- Učebnice fyziky pro 7. ročník, učebnice molekulární fyziky, barometr.
Atmosférický tlak se může během dne měnit. Jeho výkon závisí také na sezóně. Ale zpravidla k takovým tlakovým rázům dochází v rozmezí nejvýše dvaceti až třiceti milimetrů rtuti.
Takové výkyvy nejsou pro tělo zdravého člověka patrné. Ale u lidí trpících hypertenzí, revmatismem a jinými nemocemi mohou tyto změny způsobit poruchy fungování těla a zhoršení celkové pohody.
Člověk může cítit nízký atmosférický tlak, když je na hoře a vzlétá v letadle. Hlavním fyziologickým faktorem nadmořské výšky je snížený atmosférický tlak a v důsledku toho snížený parciální tlak kyslíku.
Tělo na nízký atmosférický tlak reaguje především zrychleným dýcháním. Kyslík ve výšce je vypouštěn. To způsobuje excitaci chemoreceptorů karotických tepen a přenáší se do prodloužené míchy do centra, které je zodpovědné za zvýšení dýchání. Díky tomuto procesu se plicní ventilace člověka, který zažívá nízký atmosférický tlak, zvyšuje v požadovaných mezích a tělo dostává dostatečné množství kyslíku.
Za důležitý fyziologický mechanismus, který je spouštěn nízkým atmosférickým tlakem, je považováno zvýšení aktivity orgánů odpovědných za krvetvorbu. Tento mechanismus se projevuje zvýšením množství hemoglobinu a červených krvinek v krvi. V tomto režimu je tělo schopno transportovat více kyslíku.
Jak nadmořská výška ovlivňuje úroveň tlaku?
Pro začátek si připomeňme středoškolský kurz fyziky, který vysvětluje, proč a jak se mění atmosférický tlak v závislosti na nadmořské výšce. Čím výše je oblast nad hladinou moře, tím je zde nižší tlak. Je to velmi jednoduché na vysvětlení: atmosférický tlak udává sílu, kterou sloupec vzduchu tlačí na vše, co je na povrchu Země. Přirozeně, čím výše stoupáte, tím nižší bude výška vzduchového sloupce, jeho hmotnost a vyvíjený tlak.
Navíc ve výšce je vzduch zředěný, obsahuje mnohem menší počet molekul plynu, což také bezprostředně ovlivňuje hmotu. A nesmíme zapomínat, že s rostoucí nadmořskou výškou se vzduch zbavuje toxických nečistot, výfukových plynů a dalších „lahůdek“, v důsledku čehož klesá jeho hustota a klesají ukazatele atmosférického tlaku.
Studie ukázaly, že závislost atmosférického tlaku na nadmořské výšce se liší následovně: zvýšení o deset metrů způsobí pokles parametru o jednotku. Dokud nadmořská výška oblasti nepřesáhne pět set metrů nad mořem, změny tlaku ve vzduchovém sloupci prakticky nejsou cítit, ale pokud stoupnete o pět kilometrů, budou hodnoty poloviční než optimální. . Síla tlaku vyvíjeného vzduchem závisí také na teplotě, která při stoupání do vyšší nadmořské výšky velmi klesá.
Pro výši krevního tlaku a celkový stav lidského organismu je velmi důležitá hodnota nejen atmosférického tlaku, ale i parciálního tlaku, který závisí na koncentraci kyslíku ve vzduchu. Úměrně s poklesem tlaku vzduchu klesá i parciální tlak kyslíku, což vede k nedostatečnému přísunu tohoto základního prvku do buněk a tkání těla a rozvoji hypoxie. To je vysvětleno skutečností, že k difúzi kyslíku do krve a jeho následnému transportu do vnitřních orgánů dochází v důsledku rozdílu v parciálním tlaku krve a plicních alveol a při stoupání do vysoké nadmořské výšky je rozdíl v těchto hodnoty se výrazně zmenší.
Jak nadmořská výška ovlivňuje pohodu člověka?
Hlavním negativním faktorem ovlivňujícím lidské tělo ve výšce je nedostatek kyslíku. V důsledku hypoxie se rozvíjejí akutní poruchy srdce a cév, zvýšený krevní tlak, poruchy trávení a řada dalších patologií.
Hypertonici a lidé náchylní k tlakovým rázům by neměli lézt vysoko do hor a je vhodné nepodnikat dlouhé lety. Zapomenout budou muset i na profesionální horolezectví a horskou turistiku.
Závažnost změn v těle umožnila rozlišit několik výškových zón:
- Až jeden a půl až dva kilometry nad mořem je relativně bezpečná zóna, ve které nejsou pozorovány žádné zvláštní změny ve fungování těla a stavu životně důležitých systémů. Zhoršení pohody, snížená aktivita a vytrvalost jsou pozorovány velmi zřídka.
- Od dvou do čtyř kilometrů – tělo se díky zvýšenému dýchání a hlubokým nádechům snaží vyrovnat s nedostatkem kyslíku samo. Těžká fyzická práce, která vyžaduje spotřebu velkého množství kyslíku, je obtížně proveditelná, ale mírné cvičení je dobře tolerováno několik hodin.
- Od čtyř do pěti a půl kilometrů - zdravotní stav se znatelně zhoršuje, vykonávání fyzické práce je obtížné. Psycho-emocionální poruchy se objevují ve formě povznesené nálady, euforie a nevhodných akcí. Při dlouhodobém pobytu v takové výšce se objevují bolesti hlavy, pocit tíhy v hlavě, problémy s koncentrací, letargie.
- Od pěti a půl do osmi kilometrů - není možné vykonávat fyzickou práci, stav se prudce zhoršuje, procento ztráty vědomí je vysoké.
- Nad osm kilometrů - v této výšce je člověk schopen udržet vědomí maximálně několik minut, po kterých následuje hluboké mdloby a smrt.
Aby v těle probíhaly metabolické procesy, je nezbytný kyslík, jehož nedostatek ve výšce vede k rozvoji výškové nemoci. Hlavní příznaky poruchy jsou:
- Bolest hlavy.
- Zvýšené dýchání, dušnost, nedostatek vzduchu.
- Krvácení z nosu.
- Nevolnost, záchvaty zvracení.
- Bolesti kloubů a svalů.
- Poruchy spánku.
- Psycho-emocionální poruchy.
Ve vysokých nadmořských výškách začíná tělo pociťovat nedostatek kyslíku, v důsledku čehož je narušena činnost srdce a cév, zvyšuje se arteriální a intrakraniální tlak a selhávají životně důležité vnitřní orgány. Chcete-li hypoxii úspěšně překonat, musíte do svého jídelníčku zařadit ořechy, banány, čokoládu, cereálie a ovocné šťávy.
Vliv nadmořské výšky na hladiny krevního tlaku
Při stoupání do vysoké nadmořské výšky způsobuje pokles atmosférického tlaku a řídký vzduch zvýšení srdeční frekvence a zvýšení krevního tlaku. S dalším zvyšováním nadmořské výšky však hladiny krevního tlaku začínají klesat. Pokles obsahu kyslíku ve vzduchu na kritické hodnoty způsobuje útlum srdeční činnosti a znatelný pokles tlaku v tepnách, zatímco v žilních cévách se hladiny zvyšují. V důsledku toho se u člověka rozvíjí arytmie a cyanóza.
Není to tak dávno, co se skupina italských vědců rozhodla poprvé podrobně prostudovat, jak nadmořská výška ovlivňuje hladinu krevního tlaku. K provedení výzkumu byla uspořádána expedice na Everest, během níž se každých dvacet minut zjišťoval tlak účastníků. Během túry se potvrdilo zvýšení krevního tlaku při výstupu: výsledky ukázaly, že systolická hodnota se zvýšila o patnáct a diastolická o deset jednotek. Bylo zjištěno, že maximální hodnoty krevního tlaku byly stanoveny v noci. Studoval se také účinek antihypertenziv v různých nadmořských výškách. Ukázalo se, že zkoumaný lék účinně pomáhal ve výšce do tří a půl kilometru a při stoupání nad pět a půl se stal naprosto zbytečným.
Dýchání v horách a pod vodou
Čím výš člověk stoupá do hor nebo čím výš ho jeho letadlo vynese, tím je vzduch řidší. Ve výšce 5,5 km nad mořem klesá atmosférický tlak téměř na polovinu; ve stejné míře klesá obsah kyslíku. Již ve výšce 4 km může netrénovaný člověk dostat tzv. horskou nemoc. Tréninkem však můžete své tělo navyknout na pobyt ve vyšších nadmořských výškách. Ani při dobývání Everestu hrdinní horolezci nepoužívali kyslíkové přístroje. Jak se tělo adaptuje na vzduch chudý na kyslík?
Hlavní roli zde hraje zvýšení počtu červených krvinek, a tedy zvýšení množství hemoglobinu v krvi. U obyvatel horských oblastí dosahuje počet červených krvinek 6 nebo více milionů na 1 mm 3 (místo 4 milionů za normálních podmínek). Je jasné, že v tomto případě dostává krev možnost zachytit více kyslíku ze vzduchu.
Mimochodem, někdy lidé, kteří navštívili Kislovodsk, připisují zvýšení množství hemoglobinu v krvi skutečnosti, že si dobře odpočinuli a zotavili se. Nejde samozřejmě jen o to, ale také jednoduše o vliv hornaté oblasti.
Potápěči a ti, kteří pracují v kesonech – speciálních komorách používaných při stavbě mostů a jiných vodních staveb, jsou naopak nuceni pracovat při zvýšeném tlaku vzduchu. V hloubce 50 m pod vodou zažívá potápěč tlak téměř 5x vyšší než atmosférický, a přesto se někdy musí ponořit 100 m a více pod vodu.
Tlak vzduchu má velmi unikátní účinek. Člověk pracuje za těchto podmínek celé hodiny, aniž by měl problémy s vysokým krevním tlakem. S rychlým stoupáním nahoru se však objevuje akutní bolest v kloubech, svědění kůže a zvracení; V těžkých případech došlo k úmrtí. Proč se to děje?
V běžném životě ne vždy přemýšlíme o síle, jakou na nás atmosférický vzduch tlačí. Mezitím je jeho tlak velmi vysoký a činí asi 1 kg na čtvereční centimetr povrchu těla. Ten pro osobu průměrné výšky a hmotnosti je 1,7 m2. V důsledku toho na nás atmosféra tlačí silou 17 tun! Tento enormní kompresní efekt nepociťujeme, protože je vyvážen tlakem tělesných tekutin a plynů v nich rozpuštěných. Kolísání atmosférického tlaku způsobuje v organismu řadu změn, které pociťují zejména pacienti s hypertenzí a onemocněními kloubů. Když se atmosférický tlak změní o 25 mm Hg. Umění. síla atmosférického tlaku na těleso se změní o více než půl tuny! Tělo musí tento posun tlaku vyrovnat.
Jak však již bylo zmíněno, být pod tlakem i při 10 atmosférách potápěč snáší poměrně dobře. Proč může být rychlý výstup fatální? Faktem je, že v krvi, stejně jako v jakékoli jiné kapalině, se při zvýšeném tlaku plynů (vzduchu) v kontaktu s ní tyto plyny výrazněji rozpouštějí. Dusík, který tvoří 4/5 vzduchu, je tělu zcela lhostejný (pokud je ve formě volného plynu), rozpouští se ve velkém množství v krvi potápěče. Pokud tlak vzduchu rychle klesá, plyn začne z roztoku vycházet a krev se „vaří“ a uvolňuje bubliny dusíku. Tyto bubliny se tvoří v cévách a mohou ucpat životně důležitou tepnu – v srdci, mozku atd. Proto se potápěči a pracovní kesony vytahují k hladině velmi pomalu, aby se plyn uvolnil pouze z plicních kapilár.
Bez ohledu na to, jak rozdílné jsou účinky vysoko nad hladinou moře a hluboko pod vodou, existuje jedno spojení, které je spojuje. Pokud člověk vystoupí velmi rychle v letadle do řídkých vrstev atmosféry, pak nad 19 km nad mořem je potřeba úplné utěsnění. V této nadmořské výšce se tlak sníží natolik, že voda (a tedy i krev) se již nevře při 100 °C, ale při tělesné teplotě. Mohou se objevit jevy dekompresní nemoci, která má podobný původ jako dekompresní nemoc.