Cu cât munții sunt mai înalți, cu atât presiunea este mai mică. Ce este presiunea? Ce determină presiunea atmosferică ridicată? Cauzele dezvoltării și factorii de risc
Cu cât o persoană urcă mai sus în munți sau cu cât avionul îl duce mai sus, cu atât aerul devine mai subțire. La o altitudine de 5,5 km deasupra nivelului mării, presiunea atmosferică scade aproape la jumătate; continutul de oxigen scade in aceeasi masura. Deja la o altitudine de 4 km, o persoană neinstruită poate face așa-numita boală de munte. Cu toate acestea, prin antrenament, vă puteți obișnui corpul să stea la altitudini mai mari. Chiar și atunci când au cucerit Everestul, alpiniștii eroici nu foloseau dispozitive de oxigen. Cum se adaptează organismul la aerul sărac în oxigen?
Rolul principal aici este jucat de o creștere a numărului și, prin urmare, de o creștere a cantității de hemoglobină din sânge. La locuitorii regiunilor muntoase, numărul de celule roșii din sânge ajunge la 6 sau mai mult milioane la 1 mm 3 (în loc de 4 milioane în condiții normale). Este clar că în acest caz sângele are posibilitatea de a capta mai mult oxigen din aer.
Apropo, uneori, oamenii care au vizitat Kislovodsk atribuie creșterea cantității de hemoglobină din sângele lor faptului că s-au odihnit bine și s-au recuperat. Ideea, desigur, nu este doar aceasta, ci și pur și simplu influența zonei muntoase.
Scafandrii și cei care lucrează în chesoane - camere speciale folosite la construcția podurilor și a altor structuri hidraulice, sunt obligați, dimpotrivă, să lucreze la presiunea aerului crescută. La o adâncime de 50 m sub apă, un scafandru experimentează o presiune de aproape 5 ori mai mare decât presiunea atmosferică și, totuși, uneori trebuie să se scufunde cu 100 m sau mai mult sub apă.
Presiunea aerului are un efect unic. O persoană lucrează în aceste condiții ore întregi fără a avea probleme din cauza hipertensiunii arteriale. Cu toate acestea, cu o ridicare rapidă în vârf, apare durere acută la nivelul articulațiilor, mâncărime ale pielii; În cazurile severe, au avut loc decese. De ce se întâmplă asta?
În viața de zi cu zi, nu ne gândim întotdeauna la forța cu care aerul atmosferic ne apasă. Între timp, presiunea sa este foarte mare și se ridică la aproximativ 1 kg pe centimetru pătrat de suprafață corporală. Acesta din urmă pentru o persoană de înălțime și greutate medie este de 1,7 m2. Drept urmare, atmosfera ne apasă cu o forță de 17 tone! Nu simțim acest efect compresiv enorm deoarece este echilibrat de presiunea fluidelor corporale și a gazelor dizolvate în ele. Fluctuațiile presiunii atmosferice provoacă o serie de modificări în organism, care sunt resimțite în special de pacienții cu hipertensiune arterială și afecțiuni articulare. Într-adevăr, când presiunea atmosferică se modifică cu 25 mm Hg. Artă. forta presiunii atmosferice asupra corpului se modifica cu mai bine de jumatate de tona! Corpul trebuie să echilibreze această schimbare de presiune.
Cu toate acestea, după cum am menționat deja, a fi sub presiune chiar și la 10 atmosfere este relativ bine tolerat de un scafandru. De ce ascensiunea rapidă poate fi fatală? Faptul este că în sânge, ca în orice alt lichid, cu presiunea crescută a gazelor (aerului) în contact cu acesta, aceste gaze se dizolvă mai semnificativ. Azotul, care alcătuiește 4/5 din aer, este complet indiferent față de corp (când este sub formă de gaz liber), se dizolvă în cantități mari în sângele scafandrului. Dacă presiunea aerului scade rapid, gazul începe să iasă din soluție și sângele „fierbe”, eliberând bule de azot. Aceste bule se formează în vase și pot înfunda o arteră vitală - în creier etc. Prin urmare, scafandrii și chesoanele de lucru sunt ridicate la suprafață foarte lent, astfel încât gazul să fie eliberat numai din capilarele pulmonare.
Indiferent cât de diferite sunt efectele situației la înălțime deasupra nivelului mării și la adâncime sub apă, există o legătură care le leagă. Dacă o persoană urcă foarte repede într-un avion în straturi rarefiate ale atmosferei, atunci peste 19 km deasupra nivelului mării, este necesară o etanșare completă. La această altitudine presiunea scade atât de mult încât apa (și deci sângele) nu mai fierbe la 100 °C, ci la . Pot să apară fenomene de boală de decompresie, asemănătoare ca origine cu boala de decompresie.
Astăzi mulți oameni preferă să se relaxeze la munte. Vacanțele la munte înseamnă priveliști uimitoare, aer curat și distracție activă. Cu toate acestea, atunci când plecați în vacanță la munte, este necesar să luați măsuri pentru a evita așa-numitul rău de munte.
Turiștii din aceste zile pleacă adesea în vacanță la munte fără nicio pregătire, riscând în cele din urmă propria sănătate. De ce se îmbolnăvesc oamenii la munte? Motivul pentru aceasta este aerul subțire de munte, vânturile puternice, presiunea atmosferică scăzută - toți acești factori provoacă dezvoltarea rău de altitudine. Prin urmare, este mai bine să mergeți la munte complet înarmați pentru a evita problemele de sănătate.
Pentru o persoană obișnuită cu munții, altitudinea de prag este de 2000-2500 m deasupra nivelului mării, dar o persoană nepregătită, care pleacă în vacanță la munte, poate simți simptomele bolii de munte deja la o altitudine de 1300-1500 m. Ce acestea sunt simptome?
Oamenii care au urcat la o înălțime neobișnuită experimentează adesea:
- letargie, apatie, concentrare scăzută;
- dificultăți de respirație, dureri în piept, tuse;
- amețeli și dureri de cap, tulburări de somn;
- cardiopalmus;
- slăbiciune musculară, coordonare slabă și deteriorare a orientării;
- umflarea picioarelor;
- greață, disfuncție a tractului gastro-intestinal, pierderea poftei de mâncare.
Cum vă puteți adapta rapid, evita răul de altitudine și vă bucurați de vacanța la munte? Cardiologii recomandă următoarele: pentru a evita simptomele de mai sus, luați 1-2 comprimate de Panangin de 2 ori pe zi, 0,5 comprimate de Diacarb și 0,5 comprimate de Dibazol (10 mg). Diacarb este un diuretic ușor care va reduce presiunea intracraniană, în timp ce pananginul va face mai ușor suportarea sarcinilor, iar dibazolul va dilata vasele de sânge.
Oamenii de știință americani susțin că o vacanță la munte va fi mai bună dacă vă aprovizionați cu... Viagra. În acest caz, Viagra nu va fi utilizat în scopul propus, ci ca un mijloc de a ajuta la stabilirea unei bune circulații a sângelui în plămâni și membre. Trebuie remarcat imediat că doar persoanele al căror sistem cardiovascular este normal au voie să ia Viagra la munte. În acest caz, Viagra este contraindicată persoanelor cu boli de inimă și persoanelor cu hipertensiune arterială.
Ce alte mijloace vă vor ajuta să vă îmbunătățiți vacanța la munte și să evitați răul de altitudine?
- Vitamina C este un remediu excelent pentru lipsa de oxigen. Odată ajuns la munte, luați până la 500 mg de două ori pe zi.
- Luați vitamina E 200 mg și acid lipoic 300 mg de două ori pe zi, aceste fonduri ajută la normalizarea respirației și sunt, de asemenea, antioxidanți.
- Riboxin trebuie luat 1-2 comprimate pe zi, normalizează funcționarea inimii și ficatului.
- Luați pantotenat de calciu (vitamina B3) 1 tabletă (100 mg) pe zi, îmbunătățește metabolismul.
Ce se întâmplă cu un bărbat în munți
La fiecare 150 de metri de urcare, temperatura aerului scade cu 1°C. Prin urmare, nu este recomandat să pleci în vacanță la munte fără jachetă groasă. În plus, radiația ultravioletă crește brusc la altitudine, astfel încât riscul de a obține o arsură a retinei crește. Asigurați-vă că aveți ochelari de soare și o pălărie cu dvs. în drumeție.
La munte, aerul este rarefiat, ceea ce duce o persoană la foamete de oxigen, creșterea presiunii intracraniene și adesea provoacă aritmie.
Alimentele care promovează producerea de serotonină (banane, ciocolată) ajută la combaterea lipsei de oxigen. La munte, se recomandă consumul de muesli, cereale și nuci. Trebuie spus că carnea nu este foarte potrivită pentru drumeții montane, este mai bine să o înlocuiești cu pește. Băuturile preferate sunt ceaiul slab cu suc de lămâie și portocale. Este mai bine să evitați ceaiul și cafeaua tari - astfel de băuturi provoacă îngroșarea sângelui. De asemenea, nu este recomandat să bei băuturi alcoolice la altitudine - acestea cresc înfometarea de oxigen.
În concluzie, merită spus că vacanțele la munte pot fi asociate cu riscuri pentru sănătate dacă aveți boli ale sistemului cardiovascular, boli neurologice, astm bronșic sever sau tulburări circulatorii cerebrale.
Dacă găsiți o eroare în text, selectați partea de text cu eroarea și apăsați Ctrl+Enter pentru a informa administrația site-ului.
Presiunea atmosferică este chiar menționată în prognozele meteo, dar care este natura ei? Ce determină presiunea atmosferică scăzută și ridicată? Cum afectează schimbarea sa sănătatea umană?
Ce este?
În 1638, oamenii nu aveau idee că un astfel de fenomen există, până când ducele de Toscana a decis să decoreze Florența cu fântâni la înălțimi mari. Încercarea lui a eșuat lamentabil, deoarece apa nu a urcat peste zece metri. Apoi a venit timpul pentru primele experimente în acest domeniu.
Odată cu dezvoltarea științei, a devenit clar că presiunea este o mărime fizică care raportează cantitatea de forță perpendiculară pe o unitate de suprafață a unei suprafețe. Atmosfera nu face excepție. Presează pe planeta noastră cu ajutorul aerului, care este prezent peste tot.
Masa aerului din jurul nostru este de milioane de ori mai mică decât cea a pământului, dar aceasta este suficientă pentru ca toate obiectele și creaturile să experimenteze influența sa. Aproximativ cincisprezece tone de aer ne apasă în fiecare zi, dar nu îl putem simți, deoarece presiunea internă a corpului uman este aceeași cu presiunea atmosferică.
Presiune atmosferică scăzută și ridicată
Ca orice mărime fizică, presiunea poate fi măsurată. În Sistemul Internațional de Unități, se folosește pascal (Pa) pentru aceasta; în Rusia, se folosesc și bare și milimetri de mercur.
Valoarea medie este luată la o temperatură de zero grade la nivelul mării la o latitudine de 45 de grade. Este desemnată ca presiune atmosferică normală și este de 760 milimetri de mercur sau 101.325 pascali.
De ce depinde presiunea atmosferică? În primul rând, depinde de cantitatea de aer pe unitatea de suprafață: cu cât este mai puțin, cu atât presiunea este mai mică și invers. Depinde direct de înălțime. La altitudini mari, aerul este mai subțire, așa că valoarea lui scade pe măsură ce crește. La o altitudine de 5 km puterea sa este doar pe jumătate mai puternică, la o altitudine de 20 km este de aproximativ 18 ori mai mică.
Presiunea tinde să se schimbe în diferite momente ale zilei și anotimpuri. Un factor important este temperatura. Noaptea, când temperatura scade, presiunea este puțin mai mică decât în timpul zilei. Pe continente, presiunea atmosferică ridicată se observă iarna, scăzută - vara.
Zonarea sub presiune
Regiunile globului se încălzesc neuniform, ca urmare, distribuția presiunii are loc zonal. În unele locuri aerul se încălzește și își reduce presiunea. Urcând în sus și răcindu-se treptat, se deplasează în zonele învecinate, crescând presiunea acolo.
O astfel de redistribuire a maselor de aer este clar vizibilă în centura ecuatorială, unde din cauza temperaturilor ridicate presiunea este întotdeauna scăzută, iar în zonele tropicale învecinate este de obicei crescută. În Antarctica și Polul Nord, presiunea ridicată constantă este o consecință a afluxului de aer de la latitudini moderate.
După cum am menționat mai sus, presiunea este caracterizată de fluctuații sezoniere, dar aceste schimbări nu sunt prea semnificative. În general, indicatorii de presiune sunt stabili: există întotdeauna zone de înaltă și joasă presiune pe planetă.
Efectul presiunii atmosferice ridicate
O persoană poate simți puterea acestui fenomen asupra sa atunci când urcă munți. Mulți oameni sunt familiarizați cu urechile izbucnite când depășesc uneori înclinații minore. Îl poți simți scufundând adânc sub apă; apropo, adâncimea maximă a unei astfel de scufundări fără echipament special nu depășește 170 de metri (deși acest lucru este, de asemenea, destul de riscant).
În viața de zi cu zi, o persoană simte și schimbări ale presiunii, mai ales dacă apar schimbări bruște. Presiunea atmosferică ridicată este însoțită de vreme senină și uscăciune; substanțele nocive din aer sunt resimțite mai puternic. Ca urmare, alergiile și problemele respiratorii se agravează.
Creșterea tensiunii arteriale afectează în mod clar starea de bine a pacienților hipertensivi. Ajutând la reducerea globulelor albe din sânge, poate slăbi sistemul imunitar. Prin urmare, în perioadele de hipertensiune arterială, este mai dificil pentru o persoană să lupte împotriva infecțiilor și a altor boli.
Pentru început, să ne amintim de cursul de fizică din liceu, care explică de ce și cum se modifică presiunea atmosferică în funcție de altitudine. Cu cât zona este mai mare deasupra nivelului mării, cu atât presiunea este mai mică acolo. Este foarte simplu de explicat: presiunea atmosferică indică forța cu care o coloană de aer apasă pe tot ce se află la suprafața Pământului. Desigur, cu cât te ridici mai sus, cu atât va fi mai mică înălțimea coloanei de aer, masa acesteia și presiunea exercitată.
În plus, la altitudine aerul este rarefiat, conține un număr mult mai mic de molecule de gaz, care afectează imediat și masa. Și nu trebuie să uităm că, odată cu creșterea altitudinii, aerul este curățat de impurități toxice, gaze de eșapament și alte „delicii”, în urma cărora densitatea lui scade și presiunea atmosferică scade.
Studiile au arătat că dependența presiunii atmosferice de altitudine diferă astfel: o creștere cu zece metri determină o scădere a parametrului cu o unitate. Atâta timp cât altitudinea zonei nu depășește cinci sute de metri deasupra nivelului mării, modificările presiunii coloanei de aer practic nu se resimt, dar dacă te ridici cu cinci kilometri, valorile vor fi jumătate din cele optime. . Puterea presiunii exercitate de aer depinde si de temperatura, care scade foarte mult la ridicarea la o altitudine mai mare.
Pentru nivelul tensiunii arteriale și starea generală a corpului uman, valoarea nu numai a presiunii atmosferice, ci și a presiunii parțiale, care depinde de concentrația de oxigen din aer, este foarte importantă. Odată cu scăderea presiunii aerului, scade și presiunea parțială a oxigenului, ceea ce duce la o alimentare insuficientă cu acest element esențial a celulelor și țesuturilor organismului și la dezvoltarea hipoxiei. Acest lucru se explică prin faptul că difuzia oxigenului în sânge și transportul ulterioar al acestuia către organele interne are loc din cauza diferenței de presiune parțială a sângelui și a alveolelor pulmonare, iar atunci când se ridică la o altitudine mare, diferența de aceste citiri devin semnificativ mai mici.
Cum afectează altitudinea bunăstarea unei persoane?
Principalul factor negativ care afectează corpul uman la altitudine este lipsa de oxigen. Ca urmare a hipoxiei, se dezvoltă tulburări acute ale inimii și vaselor de sânge, creșterea tensiunii arteriale, tulburări digestive și o serie de alte patologii.
Pacienții hipertensivi și persoanele predispuse la supratensiuni nu ar trebui să urce sus în munți și este indicat să nu facă zboruri lungi. De asemenea, vor trebui să uite de alpinismul profesionist și de turismul montan.
Severitatea modificărilor care au loc în organism a făcut posibilă distingerea mai multor zone de altitudine:
- Până la unu și jumătate până la doi kilometri deasupra nivelului mării este o zonă relativ sigură în care nu se observă modificări speciale în funcționarea corpului și starea sistemelor vitale. Deteriorarea stării de bine, scăderea activității și a rezistenței sunt observate foarte rar.
- De la doi până la patru kilometri - organismul încearcă să facă față singur deficienței de oxigen, datorită respirației intense și respirației adânci. Munca fizică grea, care necesită consumul de cantități mari de oxigen, este dificil de efectuat, dar exercițiile ușoare sunt bine tolerate timp de câteva ore.
- De la patru la cinci kilometri și jumătate - starea de sănătate se înrăutățește vizibil, efectuarea muncii fizice este dificilă. Tulburările psiho-emoționale apar sub formă de spirit ridicat, euforie și acțiuni nepotrivite. Când stați la o astfel de înălțime pentru o perioadă lungă de timp, apar dureri de cap, o senzație de greutate în cap, probleme de concentrare și letargie.
- De la cinci și jumătate până la opt kilometri - este imposibil să faci muncă fizică, starea se agravează brusc, procentul de pierdere a conștienței este mare.
- Peste opt kilometri - la această altitudine o persoană este capabilă să-și mențină conștiința timp de maximum câteva minute, după care urmează leșin profund și moarte.
Pentru ca procesele metabolice să apară în organism, este necesar oxigenul, a cărui deficiență la altitudine duce la dezvoltarea răului de altitudine. Principalele simptome ale tulburării sunt:
- Durere de cap.
- Respirație crescută, dificultăți de respirație, lipsă de aer.
- Sângerare din nas.
- Greață, atacuri de vărsături.
- Dureri articulare și musculare.
- Tulburari de somn.
- Tulburări psiho-emoționale.
La altitudini mari, organismul începe să experimenteze o lipsă de oxigen, în urma căreia funcționarea inimii și a vaselor de sânge este perturbată, presiunea arterială și intracraniană crește și organele interne vitale eșuează. Pentru a depăși cu succes hipoxia, trebuie să includeți în dietă nuci, banane, ciocolată, cereale și sucuri de fructe.
Efectul altitudinii asupra nivelului tensiunii arteriale
Când se ridică la o altitudine mare, aerul subțire provoacă o creștere a ritmului cardiac și o creștere a tensiunii arteriale. Cu toate acestea, odată cu o creștere suplimentară a altitudinii, nivelul tensiunii arteriale începe să scadă. O scădere a conținutului de oxigen din aer până la valori critice provoacă o scădere a activității cardiace și o scădere vizibilă a presiunii în artere, în timp ce în vasele venoase crește nivelul. Ca rezultat, o persoană dezvoltă aritmie și cianoză.
Nu cu mult timp în urmă, un grup de cercetători italieni a decis pentru prima dată să studieze în detaliu modul în care altitudinea afectează nivelul tensiunii arteriale. Pentru a efectua cercetări, a fost organizată o expediție la Everest, în timpul căreia nivelul de presiune al participanților a fost determinat la fiecare douăzeci de minute. În timpul excursiei, a fost confirmată o creștere a tensiunii arteriale în timpul ascensiunii: rezultatele au arătat că valoarea sistolice a crescut cu cincisprezece unități, iar valoarea diastolică cu zece unități. S-a remarcat că valorile maxime ale tensiunii arteriale au fost determinate noaptea. De asemenea, a fost studiat efectul medicamentelor antihipertensive la diferite altitudini. S-a dovedit că medicamentul studiat a ajutat efectiv la o altitudine de până la trei kilometri și jumătate, iar când a crescut peste cinci și jumătate a devenit absolut inutil.
Când urcăm munți, presiunea atmosferică
În secțiunea Teme, cel mai bun răspuns la întrebarea atunci când urcăm munți este ce se întâmplă cu presiunea și aerul, cerut de autoarea Lisa Zakharova.Deoarece aerul are masă și greutate, exercită presiune asupra suprafeței în contact cu el.
Se calculează că o coloană de aer cu o înălțime de la nivelul mării până la limita superioară a atmosferei apasă pe o zonă de 1 cm cu aceeași forță ca o greutate de 1 kg 33 g. Omul și toate celelalte organisme vii nu simt acest lucru. presiune, deoarece este echilibrată de presiunea lor internă a aerului. Când urcă în munți, deja la o altitudine de 3000 m, o persoană începe să se simtă rău: apar dificultăți de respirație și amețeli. La o altitudine de peste 4000 m, un nas poate sângera, deoarece vasele de sânge se rupe și, uneori, o persoană își pierde chiar cunoștința. Toate acestea se întâmplă deoarece presiunea atmosferică scade odată cu altitudinea, aerul devine rarefiat, cantitatea de oxigen din el scade, dar presiunea internă a unei persoane nu se modifică. Prin urmare, în avioanele care zboară la altitudini mari, cabinele sunt închise ermetic și sunt menținute artificial la aceeași presiune a aerului ca la suprafața Pământului. Presiunea se măsoară folosind un dispozitiv special - un barometru - în mm de mercur.
Presiunea atmosferică
Presiunea atmosferică este presiunea atmosferei asupra tuturor obiectelor din ea și pe suprafața Pământului. Presiunea atmosferică este creată de atracția gravitațională a aerului către Pământ. Presiunea atmosferică se măsoară cu un barometru. Presiunea atmosferică normală este presiunea la nivelul mării la o temperatură de 15 °C. Este egal cu 760 mmHg. Artă. (Atmosfera standard internațională - ISA, Pa).
Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au observat că aerul exercită presiune asupra obiectelor de la sol, în special în timpul furtunilor și uraganelor. El a folosit această presiune, forțând vântul să miște navele cu pânze și să rotească aripile morilor de vânt. Cu toate acestea, de mult timp nu s-a putut dovedi că aerul are greutate. Abia în secolul al XVII-lea a fost efectuat un experiment care a dovedit greutatea aerului. Motivul pentru aceasta a fost o circumstanță accidentală.
În Italia, în 1640, Ducele de Toscana a decis să construiască o fântână pe terasa palatului său. Apa pentru această fântână a trebuit să fie pompată dintr-un lac din apropiere, dar apa nu curgea mai mult de 32 de picioare (10,3 m). Ducele s-a întors către Galileo, pe atunci deja foarte bătrân, pentru lămuriri. Marele om de știință a fost confuz și nu a găsit imediat cum să explice acest fenomen. Și numai studentul lui Galileo, Torricelli, după lungi experimente, a dovedit că aerul are greutate, iar presiunea atmosferei este echilibrată de o coloană de apă de 32 de picioare sau 10,3 m.
Căutarea motivelor pentru aceasta și experimentele cu o substanță mai grea - mercurul, întreprinse de Evangelista Torricelli, au dus la faptul că în 1643 a dovedit că aerul are greutate. Împreună cu V. Viviani, Torricelli a realizat primul experiment de măsurare a presiunii atmosferice, inventând tubul Torricelli (primul barometru cu mercur), un tub de sticlă în care nu există aer. Într-un astfel de tub, mercurul se ridică la o înălțime de aproximativ 760 mm.
Astfel, deoarece aerul are masă și greutate, el exercită presiune asupra suprafeței în contact cu el. Se calculează că o coloană de aer cu o înălțime de la nivelul mării până la limita superioară a atmosferei apasă pe o zonă de 1 cm cu aceeași forță ca o greutate de 1 kg 33 g. Omul și toate celelalte organisme vii nu simt acest lucru. presiune, deoarece este echilibrată de presiunea lor internă a aerului. Când urcă în munți, deja la o altitudine de 3000 m, o persoană începe să se simtă rău: apar dificultăți de respirație și amețeli. La o altitudine de peste 4000 m, un nas poate sângera, deoarece vasele de sânge se rupe și, uneori, o persoană își pierde chiar cunoștința. Toate acestea se întâmplă deoarece presiunea atmosferică scade odată cu altitudinea, aerul devine rarefiat, cantitatea de oxigen din el scade, dar presiunea internă a unei persoane nu se modifică. Prin urmare, în avioanele care zboară la altitudini mari, cabinele sunt închise ermetic și sunt menținute artificial la aceeași presiune a aerului ca la suprafața Pământului.
S-a stabilit că la nivelul mării la paralel 45° cu o temperatură a aerului de 0°C, presiunea atmosferică este apropiată de presiunea produsă de o coloană de mercur de 760 mm înălțime. Presiunea aerului în astfel de condiții se numește presiune atmosferică normală. Dacă indicatorul de presiune este mai mare, atunci se consideră crescut, dacă este mai mic, se consideră scăzut. La urcarea munților, la fiecare 10,5 m, presiunea scade cu aproximativ 1 mmHg. Știind cum se schimbă presiunea, puteți folosi un barometru pentru a calcula altitudinea unui loc.
Presiunea atmosferică
Deoarece aerul are masă și greutate, el exercită presiune asupra suprafeței în contact cu el. Se calculează că o coloană de aer cu o înălțime de la nivelul mării până la limita superioară a atmosferei apasă pe o zonă de 1 cm cu aceeași forță ca o greutate de 1 kg 33 g. Omul și toate celelalte organisme vii nu simt acest lucru. presiune, deoarece este echilibrată de presiunea lor internă a aerului. Când urcă în munți, deja la o altitudine de 3000 m, o persoană începe să se simtă rău: apar dificultăți de respirație și amețeli. La o altitudine de peste 4000 m, un nas poate sângera, deoarece vasele de sânge se rupe și, uneori, o persoană își pierde chiar cunoștința. Toate acestea se întâmplă deoarece presiunea atmosferică scade odată cu altitudinea, aerul devine rarefiat, cantitatea de oxigen din el scade, dar presiunea internă a unei persoane nu se modifică. Prin urmare, în avioanele care zboară la altitudini mari, cabinele sunt închise ermetic și sunt menținute artificial la aceeași presiune a aerului ca la suprafața Pământului. Presiunea se măsoară folosind un dispozitiv special - un barometru - în mm de mercur.
S-a stabilit că la nivelul mării la paralel 45° cu o temperatură a aerului de 0°C, presiunea atmosferică este apropiată de presiunea produsă de o coloană de mercur de 760 mm înălțime. Presiunea aerului în astfel de condiții se numește presiune atmosferică normală. Dacă indicatorul de presiune este mai mare, atunci se consideră crescut, dacă este mai mic, se consideră scăzut. La urcarea munților, la fiecare 10,5 m, presiunea scade cu aproximativ 1 mmHg. Știind cum se schimbă presiunea, puteți folosi un barometru pentru a calcula altitudinea unui loc.
Presiunea se schimbă nu numai cu altitudinea. Depinde de temperatura aerului și de influența maselor de aer. Ciclonii scad presiunea atmosferică, iar anticiclonii o cresc.
Sciencelandia
Articole despre știință și matematică
Cum se schimbă presiunea atmosferică odată cu altitudinea?
Presiunea atmosferică scade odată cu altitudinea. Acest lucru se datorează a două motive. În primul rând, cu cât suntem mai sus, cu atât este mai mică înălțimea coloanei de aer deasupra noastră și, prin urmare, greutatea ne apasă mai puțin. În al doilea rând, odată cu înălțimea, densitatea aerului scade, acesta devine mai rarefiat, adică există mai puține molecule de gaz în el și, prin urmare, are mai puțină masă și greutate.
De ce scade densitatea aerului odată cu înălțimea? Pământul atrage corpuri în câmpul său gravitațional. Același lucru este valabil și pentru moleculele de aer. Toți ar cădea la suprafața Pământului, dar mișcarea lor rapidă haotică, lipsa de interacțiune unul cu celălalt și distanța unul față de celălalt îi fac să se împrăștie și să ocupe tot spațiul posibil. Cu toate acestea, fenomenul gravitației către Pământ face ca mai multe molecule de aer să rămână în straturile inferioare ale atmosferei.
Cu toate acestea, scăderea densității aerului odată cu înălțimea este semnificativă dacă luăm în considerare întreaga atmosferă, care are aproximativ un kilometru de înălțime. De fapt, stratul inferior al atmosferei - troposfera - contine 80% din masa aerului si are doar 8-18 km inaltime (inaltimea variaza in functie de latitudinea si anotimpul anului). Aici putem neglija modificarea densității aerului cu înălțimea, considerând-o constantă.
În acest caz, modificarea presiunii atmosferice este afectată doar de modificarea altitudinii deasupra nivelului mării. Apoi puteți calcula cu ușurință exact cum se schimbă presiunea atmosferică odată cu altitudinea.
Densitatea aerului la nivelul mării este de 1,29 kg/m3. Să presupunem că rămâne aproape neschimbat la câțiva kilometri în sus. Presiunea poate fi calculată folosind formula p = ρgh. Aici trebuie înțeles că h este înălțimea coloanei de aer deasupra locului în care se măsoară presiunea. Cea mai mare valoare a lui h va fi la suprafața Pământului. Va scădea cu înălțimea.
Experimentele arată că presiunea atmosferică normală la nivelul mării este de aproximativ 101,3 kPa sau Pa. Să aflăm înălțimea aproximativă a coloanei de aer deasupra nivelului mării. Este clar că aceasta nu va fi o înălțime reală, deoarece aerul din vârf este rarefiat, ci mai degrabă înălțimea aerului „comprimată” la aceeași densitate ca cea a suprafeței Pământului. Dar aproape de suprafața Pământului acest lucru nu ne deranjează.
h = p / (ρg) = Pa / (1,29 kg/m3 * 9,8 N/kg) ≈ 8013 m
Acum să calculăm presiunea atmosferică atunci când creștem cu 1 km în sus (1000 m). Aici înălțimea coloanei de aer va fi de 7013 m, atunci
p = (1,29 * 9,8 * 7013) Pa ≈Pa ≈ 89 kPa
Adică aproape de suprafața Pământului, pentru fiecare kilometru în sus, presiunea scade cu aproximativ 12 kPa (101 kPa - 89 kPa).
2 comentarii
Presiune atmosferică.
Lăsat de Yuri miercuri, 05/04/:24
Toți ar cădea la suprafața Pământului, dar mișcarea lor rapidă haotică, lipsa de interacțiune unul cu celălalt și distanța unul față de celălalt îi fac să se împrăștie și să ocupe tot spațiul posibil.
Buna ziua. Ar trebui adăugat la prezentarea dvs. - Dar ei nu ezită să lovească o persoană creând presiune.
Atmosfera
Lăsat de Aaexander joi, 27/04/:04
Este necesar să se clarifice altitudinea acceptată a atmosferei 100 km -110 km sau 0000 de metri. Cu sinceritate!
Presiunea atmosferică
Aerul din jurul Pământului nostru are o masă semnificativă și, prin urmare, exercită presiune asupra suprafeței pământului. Presiunea atmosferică normală este presiunea unei coloane de mercur de 760 mm înălțime cu o secțiune transversală de 1 cm2 la o temperatură de 0 ° C la nivelul mării la o latitudine de 45 °. Presiunea atmosferică era măsurată anterior în milimetri de mercur (mmHg) în conformitate cu scara primului barometru cu mercur, inventat în zorii istoriei meteorologiei în secolul al XVII-lea. Apoi presiunea atmosferică a început să fie măsurată în milibari (mb), 760 mmHg. Artă. = 1013,25 MB.
Presiunea atmosferică se modifică continuu pe verticală și pe orizontală. Pe măsură ce altitudinea unui loc crește, presiunea scade, pe măsură ce coloana de aer și densitatea acesteia scad.
Instrumentul principal pentru măsurarea presiunii atmosferice este un barometru cu mercur. În ea, presiunea atmosferică este echilibrată de presiunea coloanei de mercur. Modificările înălțimii coloanei de mercur pot fi folosite pentru a aprecia modificările presiunii atmosferice (experimentul lui Toricelli). Alte dispozitive (barograf aneroid) se bazează pe determinarea deformării unei cutii metalice elastice din care a fost pompat aer; pe măsură ce presiunea crește, fundul cutiei este comprimat, iar pe măsură ce presiunea scade, aceasta se îndoaie. Aceste modificări sunt transmise unui indicator, care se deplasează de-a lungul unei scale circulare împărțite în milimetri sau milibari. Barometrele cu auto-înregistrare sunt folosite pentru a înregistra modificările presiunii într-o perioadă de timp. Deoarece aerul dintr-o încăpere închisă (nepresurizată) își egalizează presiunea cu aerul exterior prin pori și crăpături, diferența dintre presiunea atmosferică din interiorul și din exteriorul camerei este nesemnificativă; barometrele de la stațiile meteo sunt plasate în interior.
Presiunea atmosferică este în continuă schimbare. La o altitudine constantă, pe măsură ce temperatura crește, presiunea scade, iar pe măsură ce scade, crește. Cu toate acestea, la urcarea munților, presiunea scade, deoarece masa de aer care exercită presiune asupra suprafeţei este semnificativ redusă.
Schimbările de presiune la nivelul mării sunt afișate pe hărți folosind izobare - linii de pe o hartă care leagă puncte cu aceeași presiune atmosferică.
Sfat 1: Cum se schimbă temperatura și presiunea atmosferică în munți
- Manual de fizică clasa a VII-a, manual de fizică moleculară, barometru.
Presiunea atmosferică se poate schimba pe parcursul zilei. Performanța sa depinde și de sezon. Dar, de regulă, astfel de creșteri de presiune apar în cel mult douăzeci până la treizeci de milimetri de mercur.
Astfel de fluctuații nu sunt vizibile pentru corpul unei persoane sănătoase. Dar la persoanele care suferă de hipertensiune arterială, reumatism și alte boli, aceste modificări pot provoca tulburări în funcționarea organismului și o deteriorare a bunăstării generale.
O persoană poate simți o presiune atmosferică scăzută atunci când se află pe un munte și decolează într-un avion. Principalul factor fiziologic al altitudinii este presiunea atmosferică redusă și, ca urmare, presiunea parțială redusă a oxigenului.
Organismul reacționează la presiunea atmosferică scăzută, în primul rând, prin creșterea respirației. Oxigenul la altitudine este evacuat. Acest lucru determină excitarea chemoreceptorilor arterelor carotide și este transmisă la medulara oblongata spre centru, care este responsabilă pentru creșterea respirației. Datorită acestui proces, ventilația pulmonară a unei persoane care se confruntă cu presiunea atmosferică scăzută crește în limitele cerute și organismul primește o cantitate suficientă de oxigen.
Un mecanism fiziologic important care este declanșat de presiunea atmosferică scăzută este considerat a fi o creștere a activității organelor responsabile de hematopoieza. Acest mecanism se manifestă printr-o creștere a cantității de hemoglobină și globule roșii din sânge. În acest mod, organismul este capabil să transporte mai mult oxigen.
Cum afectează altitudinea nivelurile de presiune?
Pentru început, să ne amintim de cursul de fizică din liceu, care explică de ce și cum se modifică presiunea atmosferică în funcție de altitudine. Cu cât zona este mai mare deasupra nivelului mării, cu atât presiunea este mai mică acolo. Este foarte simplu de explicat: presiunea atmosferică indică forța cu care o coloană de aer apasă pe tot ce se află la suprafața Pământului. Desigur, cu cât te ridici mai sus, cu atât va fi mai mică înălțimea coloanei de aer, masa acesteia și presiunea exercitată.
În plus, la altitudine aerul este rarefiat, conține un număr mult mai mic de molecule de gaz, care afectează imediat și masa. Și nu trebuie să uităm că, odată cu creșterea altitudinii, aerul este curățat de impurități toxice, gaze de eșapament și alte „delicii”, în urma cărora densitatea lui scade și presiunea atmosferică scade.
Studiile au arătat că dependența presiunii atmosferice de altitudine diferă astfel: o creștere cu zece metri determină o scădere a parametrului cu o unitate. Atâta timp cât altitudinea zonei nu depășește cinci sute de metri deasupra nivelului mării, modificările presiunii coloanei de aer practic nu se resimt, dar dacă te ridici cu cinci kilometri, valorile vor fi jumătate din cele optime. . Puterea presiunii exercitate de aer depinde si de temperatura, care scade foarte mult la ridicarea la o altitudine mai mare.
Pentru nivelul tensiunii arteriale și starea generală a corpului uman, valoarea nu numai a presiunii atmosferice, ci și a presiunii parțiale, care depinde de concentrația de oxigen din aer, este foarte importantă. Odată cu scăderea presiunii aerului, scade și presiunea parțială a oxigenului, ceea ce duce la o alimentare insuficientă cu acest element esențial a celulelor și țesuturilor organismului și la dezvoltarea hipoxiei. Acest lucru se explică prin faptul că difuzia oxigenului în sânge și transportul ulterioar al acestuia către organele interne are loc din cauza diferenței de presiune parțială a sângelui și a alveolelor pulmonare, iar atunci când se ridică la o altitudine mare, diferența de aceste citiri devin semnificativ mai mici.
Cum afectează altitudinea bunăstarea unei persoane?
Principalul factor negativ care afectează corpul uman la altitudine este lipsa de oxigen. Ca urmare a hipoxiei, se dezvoltă tulburări acute ale inimii și vaselor de sânge, creșterea tensiunii arteriale, tulburări digestive și o serie de alte patologii.
Pacienții hipertensivi și persoanele predispuse la supratensiuni nu ar trebui să urce sus în munți și este indicat să nu facă zboruri lungi. De asemenea, vor trebui să uite de alpinismul profesionist și de turismul montan.
Severitatea modificărilor care au loc în organism a făcut posibilă distingerea mai multor zone de altitudine:
- Până la unu și jumătate până la doi kilometri deasupra nivelului mării este o zonă relativ sigură în care nu se observă modificări speciale în funcționarea corpului și starea sistemelor vitale. Deteriorarea stării de bine, scăderea activității și a rezistenței sunt observate foarte rar.
- De la doi până la patru kilometri - organismul încearcă să facă față singur deficienței de oxigen, datorită respirației intense și respirației adânci. Munca fizică grea, care necesită consumul de cantități mari de oxigen, este dificil de efectuat, dar exercițiile ușoare sunt bine tolerate timp de câteva ore.
- De la patru la cinci kilometri și jumătate - starea de sănătate se înrăutățește vizibil, efectuarea muncii fizice este dificilă. Tulburările psiho-emoționale apar sub formă de spirit ridicat, euforie și acțiuni nepotrivite. Când stați la o astfel de înălțime pentru o perioadă lungă de timp, apar dureri de cap, o senzație de greutate în cap, probleme de concentrare și letargie.
- De la cinci și jumătate până la opt kilometri - este imposibil să faci muncă fizică, starea se agravează brusc, procentul de pierdere a conștienței este mare.
- Peste opt kilometri - la această altitudine o persoană este capabilă să-și mențină conștiința timp de maximum câteva minute, după care urmează leșin profund și moarte.
Pentru ca procesele metabolice să apară în organism, este necesar oxigenul, a cărui deficiență la altitudine duce la dezvoltarea răului de altitudine. Principalele simptome ale tulburării sunt:
- Durere de cap.
- Respirație crescută, dificultăți de respirație, lipsă de aer.
- Sângerare din nas.
- Greață, atacuri de vărsături.
- Dureri articulare și musculare.
- Tulburari de somn.
- Tulburări psiho-emoționale.
La altitudini mari, organismul începe să experimenteze o lipsă de oxigen, în urma căreia funcționarea inimii și a vaselor de sânge este perturbată, presiunea arterială și intracraniană crește și organele interne vitale eșuează. Pentru a depăși cu succes hipoxia, trebuie să includeți în dietă nuci, banane, ciocolată, cereale și sucuri de fructe.
Efectul altitudinii asupra nivelului tensiunii arteriale
La ridicarea la o altitudine mare, o scădere a presiunii atmosferice și aerul subțire provoacă o creștere a ritmului cardiac și o creștere a tensiunii arteriale. Cu toate acestea, odată cu o creștere suplimentară a altitudinii, nivelul tensiunii arteriale începe să scadă. O scădere a conținutului de oxigen din aer până la valori critice provoacă o scădere a activității cardiace și o scădere vizibilă a presiunii în artere, în timp ce în vasele venoase crește nivelul. Ca rezultat, o persoană dezvoltă aritmie și cianoză.
Nu cu mult timp în urmă, un grup de cercetători italieni a decis pentru prima dată să studieze în detaliu modul în care altitudinea afectează nivelul tensiunii arteriale. Pentru a efectua cercetări, a fost organizată o expediție la Everest, în timpul căreia nivelul de presiune al participanților a fost determinat la fiecare douăzeci de minute. În timpul excursiei, a fost confirmată o creștere a tensiunii arteriale în timpul ascensiunii: rezultatele au arătat că valoarea sistolice a crescut cu cincisprezece unități, iar valoarea diastolică cu zece unități. S-a remarcat că valorile maxime ale tensiunii arteriale au fost determinate noaptea. De asemenea, a fost studiat efectul medicamentelor antihipertensive la diferite altitudini. S-a dovedit că medicamentul studiat a ajutat efectiv la o altitudine de până la trei kilometri și jumătate, iar când a crescut peste cinci și jumătate a devenit absolut inutil.
Respirând în munți și sub apă
Cu cât o persoană urcă mai sus în munți sau cu cât avionul îl duce mai sus, cu atât aerul devine mai subțire. La o altitudine de 5,5 km deasupra nivelului mării, presiunea atmosferică scade aproape la jumătate; continutul de oxigen scade in aceeasi masura. Deja la o altitudine de 4 km, o persoană neinstruită poate face așa-numita boală de munte. Cu toate acestea, prin antrenament, vă puteți obișnui corpul să stea la altitudini mai mari. Chiar și atunci când au cucerit Everestul, alpiniștii eroici nu foloseau dispozitive de oxigen. Cum se adaptează organismul la aerul sărac în oxigen?
Rolul principal aici este jucat de o creștere a numărului de celule roșii din sânge și, prin urmare, o creștere a cantității de hemoglobină din sânge. La locuitorii regiunilor muntoase, numărul de celule roșii din sânge ajunge la 6 sau mai mult milioane la 1 mm 3 (în loc de 4 milioane în condiții normale). Este clar că în acest caz sângele are posibilitatea de a capta mai mult oxigen din aer.
Apropo, uneori, oamenii care au vizitat Kislovodsk atribuie creșterea cantității de hemoglobină din sângele lor faptului că s-au odihnit bine și s-au recuperat. Ideea, desigur, nu este doar aceasta, ci și pur și simplu influența zonei muntoase.
Scafandrii și cei care lucrează în chesoane - camere speciale folosite la construcția podurilor și a altor structuri hidraulice, sunt obligați, dimpotrivă, să lucreze la presiunea aerului crescută. La o adâncime de 50 m sub apă, un scafandru experimentează o presiune de aproape 5 ori mai mare decât presiunea atmosferică și, totuși, uneori trebuie să se scufunde cu 100 m sau mai mult sub apă.
Presiunea aerului are un efect unic. O persoană lucrează în aceste condiții ore întregi fără a avea probleme din cauza hipertensiunii arteriale. Cu toate acestea, cu o ridicare rapidă în vârf, apar dureri acute la nivelul articulațiilor, mâncărimi ale pielii și vărsături; În cazurile severe, au avut loc decese. De ce se întâmplă asta?
În viața de zi cu zi, nu ne gândim întotdeauna la forța cu care aerul atmosferic ne apasă. Între timp, presiunea sa este foarte mare și se ridică la aproximativ 1 kg pe centimetru pătrat de suprafață corporală. Acesta din urmă pentru o persoană de înălțime și greutate medie este de 1,7 m2. Drept urmare, atmosfera ne apasă cu o forță de 17 tone! Nu simțim acest efect compresiv enorm deoarece este echilibrat de presiunea fluidelor corporale și a gazelor dizolvate în ele. Fluctuațiile presiunii atmosferice provoacă o serie de modificări în organism, care sunt resimțite în special de pacienții cu hipertensiune arterială și afecțiuni articulare. Într-adevăr, când presiunea atmosferică se modifică cu 25 mm Hg. Artă. forta presiunii atmosferice asupra corpului se modifica cu mai bine de jumatate de tona! Corpul trebuie să echilibreze această schimbare de presiune.
Cu toate acestea, după cum am menționat deja, a fi sub presiune chiar și la 10 atmosfere este relativ bine tolerat de un scafandru. De ce ascensiunea rapidă poate fi fatală? Faptul este că în sânge, ca în orice alt lichid, cu presiunea crescută a gazelor (aerului) în contact cu acesta, aceste gaze se dizolvă mai semnificativ. Azotul, care alcătuiește 4/5 din aer, este complet indiferent față de corp (când este sub formă de gaz liber), se dizolvă în cantități mari în sângele scafandrului. Dacă presiunea aerului scade rapid, gazul începe să iasă din soluție și sângele „fierbe”, eliberând bule de azot. Aceste bule se formează în vase și pot înfunda o arteră vitală - în inimă, creier etc. Prin urmare, scafandrii și chesoanele de lucru sunt ridicate la suprafață foarte lent, astfel încât gazul să fie eliberat numai din capilarele pulmonare.
Indiferent cât de diferite sunt efectele situației la înălțime deasupra nivelului mării și la adâncime sub apă, există o legătură care le leagă. Dacă o persoană urcă foarte repede într-un avion în straturi rarefiate ale atmosferei, atunci peste 19 km deasupra nivelului mării, este necesară o etanșare completă. La această altitudine, presiunea scade atât de mult încât apa (și deci sângele) nu mai fierbe la 100 ° C, ci la temperatura corpului. Pot să apară fenomene de boală de decompresie, asemănătoare ca origine cu boala de decompresie.