ZŠ VNB III / 02 - Atmosférický tlak

Lekce III / 02 - Atmosférický tlak

Cíl lekce:

Žáci se seznámí s pojmem atmosférický tlak. Dozví se, jak atmosférický tlak působí na předměty (a na člověka) a o jeho změnách. Na praktickém příkladu vzduchového děla si ukáží proudění vzduchu.

Zeptejte se Vašich dětí:

Co je to atmosféra?
Které plyny tvoří vzduch?
Co je to atmosférický tlak?
Kdy si uvědomujeme atmosféricky tlak okolo sebe?
Jaký tlak je na horách oproti moři? Vyšší nebo nižší?
Proč jsme nedokázali fouknutím dostat papírovou kuličku do láhve?
Jak je možné, že svíčka, na kterou vystřelíme vzduchovým dělem, zhasne?

Atmosféra

Atmosféra je vzdušný obal Země, který má také svoji hmotnost. Při normální hustotě vzduchu má 1 m3 vzduchu hmotnost asi 1,29 kg. Hmotnost zemské atmosféry je přibližně 5,157 tisíců tun. Tak velká hmotnost vzduchu působí svou tíhovou silou kolmo
na libovolně orientovanou plochu na Zemi a způsobuje tak tlak. Tento tlak označujeme jako atmosférický tlak a vzniká tedy tíhou svislého sloupce vzduchu sahajícího
od zemského povrchu vzhůru skrz celou atmosféru.

Jednotkou tlaku je pascal (Pa). Dříve se používala jednotka bar (b). Ve starší literatuře můžeme najít jako jednotku tlaku milimetr rtuťového sloupce. Velikost tlaku je měřena barometrem.

Barograf
Obrázek barograph-weather-instruments-156000 od OpenClips [Public Domain], via Pixabay]

Na velikost atmosférického tlaku má vliv teplota vzduchu, obsah vodní páry v atmosféře, nadmořská výška a zeměpisná šířka. Pro vzájemné porovnávání se používá tlak redukovaný na hladinu moře (normální atmosférický tlak 1013,25 hPa). Na hodnotu tlaku má také vliv gravitace, rozdílnost teploty plynných vrstev, vlastnosti zemského povrchu, rotace… Tlak se může během dne i vícekrát změnit až o několik procent. Citlivější osoby to mohou pociťovat a může to mít vliv na jejich okamžitý zdravotní stav (nevolnost, výkyvy krevního tlaku, bolesti kloubů).

Vliv atmosférického tlaku na počasí
Obrázky Cerro Cora od Christian Frausto Bernal [CC-BY-SA-2.0], via Wikimedia Commons; Cloudy hills in Elis, Greece 2 od Wknight94 talk (Own work) [GFDL nebo CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

Atmosféra působí na každý čtverečný centimetr zemského povrchu takovou silou, jako kdyby na něm bylo položeno závaží 1 kg.

Velikost atmosférického tlaku
Obrázek 1kg weight(upraveno) od migranerp [Public Domain], via Openclipart

Proč si atmosférický tlak neuvědomujeme?

Tlaková síla atmosféry na povrch lidského těla je obrovská.
Odhadneme-li obsah povrchu člověka na 1 m2, je celková tlaková síla atmosféry 100 000 N!
Stejně velký tlak je i uvnitř lidského těla.
Proto jsou síly působící na pokožku stejně velké, ale mají opačný směr, výslednice je tedy nulová.

Kdy si přítomnost atmosférického tlaku uvědomujeme?

Jedeme-li autem dlouho do kopce nebo z kopce, cítíme tlak v uších a něco nás nutí polykat. To něco je převažující tlaková síla zevnitř nebo zvenku. Polykáním obě síly vyrovnáváme.
Mezi další příklady patří změny tlaku při jízdě ve výtahu, při přistávání letadla atd.

ATMOSFÉRICKÁ TLAKOVÁ SÍLA FA

= tíha atmosféry, která působí kolmo k dané rovině

Atmosférický tlak působí na všechna tělesa i na celý povrch Země.

Působení atmosférické tlakové síly
Obrázek Pokus na atmosférický tlak od VNB

ATMOSFÉRICKÝ TLAK pa

= tlak vyvolaný atmosférickou tlakovou sílou (tíhou sloupce vzduchu nad našimi hlavami)

Nejvyšší hodnota atmosférického tlaku je u hladiny moře.
Normální atmosférický tlak u hladiny moře je pn = 101,325 kPa.
S rostoucí nadmořskou výškou atmosférický tlak klesá.
Na každých 100 m výšky klesá tlak asi o 1,3 kPa.

Hodnota atmosférického tlaku je největší na zemském povrchu a s rostoucí výškou klesá. Tlak vzduchu není stálý, ale kolísá v daném bodě zemského povrchu kolem určité hodnoty. Tlak menší než atmosférický se nazývá podtlak, tlak větší než atmosférický se nazývá přetlak. Prostor s téměř nulovým tlakem se nazývá vakuum.

Pokud vás téma zaujalo a chcete se dozvědět více: