Õhurõhk (0)

16.04.2012
Õhurõhk
referaat
Helerin Lilleleht
8.B
Paikuse Põhikool
Table of Contents
1. Inimene ei tunne õhurõhku 3
2. Õhurõhu avastamise lugu 4
3. Torricelli katse 5
3.1 Videod Torricelli katsest 7
4. Miks Kuul ei ole õhku ? 8
5. Õhurõhk ja ilm 11
1.5 Madalrõhkkond ehk tsüklon 12
5.2 Kõrgrõhkkond ehk antistüklon 12
6. Õhurõhu mõõtmise vahendid 13
7. Katsed õhurõhu kohta 17
Kasutatud kirjandus : 17

1. Inimene ei tunne õhurõhku

Õhurõhk on hüdrostaatiline rõhk, mida tekitab ühe pinnaühiku ( cm2, m2 ) kohal kuni atmosfääri ülemiste kihtideni ulatuv õhusamba kaal ehk kergemalt öeldes on õhurõhk maale survet avaldav õhukiht. Keskmine õhurõhk merepinna kõrgusel keskmisel temperatuuril 15 °C on 1013 ,25 hPa.
Me ei tunne õhusurvet, sest me oleme sellega harjunud ja õhk rõhub meid ühtlaselt igas suunas. Küll aga tajume õhurõhu muutust. Tõusvas või laskuvas lennukis, kiirliftis, autosõidul mägedes tunnevad reisijad kõrvades survet, mis neelatamisel kaob. Kõrguse muutudes õhurõhk muutub, sisekõrvas aga jääb õhurõhk endiseks ja seetõttu surutakse trummikilet kas sisse- või väljapoole. Neelatamisel ühendatakse sisekõrv välisõhuga ja õhurõhk sisekõrvas võrdsustub.

2. Õhurõhu avastamise lugu

Füüsika ajaloost on teada legend õhurõhu avastamise kohta. 17 sajandi esimesel poolel oli lasknud Firenze hetsog ehitada sügava kaevu . Kaev sai valmis, kui pumbaga sellest vett kätte ei saadud. Kõige kummalisem tundus see, et madalast kaevust suutis pump vee välja pumbata , kui aga kaevu sügavus oli enam kui 10 meetrit, siis pump ei töödanud. 1643 . aastal pakkus probleemile lahenduse itaaliast pärit füüsik Evengelista Torricelli.
Evangelista Torricelli ( 1608 - 1647 )

3. Torricelli katse

1643. aastal võttis E. Torricelli ühe meetri pikkuse ühest otsast kinnise klaastoru ning täitis selle täielikult elavhõbedaga (Hg). Seejärel sulges ta ka tihedalt toru teise otsa, pööras siis toru ümber ja asetas selle otsapidi elavhõbedaga täidetud kaussi. Kui Torricelli avas toru otsa, siis pealtvaatajate üllatuseks voolas ainult osa elavhõbedast torust välja kaussi. Toru ülemisse otsa tekkis õhutühi ruum, mis oli tegelikult täidetud muidugi elavhõbedaaurudega, sest õhk ei saanud sinna minna. Torus oli elavhõbeda sammas 760 millimeetri kõrgune. Toru kallutamisel jäi samba kõrguseks vertikaalsuunaks ikka 760 mm, kuid õhutühi ruum vähenes.
Korduvatel katsetel pandi tähele, et erinevatel päevadel võis samba kõrgus olla erinev. Sellest järeldas Torricelli, et elavhõbe püsib torus rõhu tõttu, mida õhk avaldab kausi pinnale. Järelikult oli elavhõbedasammas torus just nii kõrge, et selle rõhk elavhõbedale kausis oli suuruselt võrdne õhurõhuga.
Evangelista Torricelli (1608 - 1647) demonstreerib oma elavhõbedabaromeetrit.

3.1 Videod Torricelli katsest

• http://www.youtube.com/watch?v=i4oTwkS3EXM
  
• http://www.youtube.com/watch?v=BHF3pbtqKi4
  
• http://www.youtube.com/watch?v=d3tzWCRDMuY
  

4. Miks Kuul ei ole õhku ?

Kuu on Maa looduslik kaaslane . Ta on Maale lähim taevakeha (keskmine kaugus on Maast 384 400 km). Kuu läbimõõt on 3476 km, mis on ligi 4 korda väiksem kui Maa läbimõõt. Kuu mass on Maa massist 81 korda väiksem ja raskusjõud on Kuu pinnal kuus korda väiksem kui Maa pinnal.
Tumedaid laike Kuu pinnal kutsutakse meredeks, kõige suuremat, täiskuu ajal selle vasakul poolel näha olevat laiku koguni ookeaniks (Tormide ookean; 2,1 miljonit km²). Heledaid alasid nimetataksemandriteks. Merede pind koosneb põhiliselt basaldist , mandritel domineerib anortosiit. Topograafilisemalt madalamad mered on moodustunud 4...3,2 miljardit aastat tagasi, kõrgemad nn mandrid aga 4,5 miljardit aastat tagasi. uu on Maa poole pööratud alati ühe ja sama küljega. Põhjus on selles, et Kuu teeb täispöörde ümber oma telje sama ajaga , mis tal kulub ühe tiiru tegemiseks ümber Maa.
Samuti tasub meeles pidada, et Kuul pole õhku, mis soojust edasi kannaks. Sest kuul ei ole nii tugevat gravitatsiooni, mis atmosfäääri suudaks hoida. Õhk on vajalik mitte ainult seepärast, et meil oleks mida hingata, vaid ka seepärast, et õhk hoiab meid koos. Päikese eest varjus olevates kohtades võib varsti hakata väga külm.

• http://www.aegmaha.ee/video/1309
  

Väga palju on nähtud pilte, kus tähtede-triipudega Ameerika lipp lehvib uhkelt Kuul. Kuidas on see võimalik, kui seal pole atmosfääri ja sellest tulenevalt tuult ?
See on enamesitatud küsimus ja justkui tõestus, et tegu oli inimeste hanekspüüdmisega. Kuid NASA insenerid teadsid ju väga hästi, et Kuul pole tuult loota. Ja et lipp ei ripuks lontis mööda varrast alla, selleks oli ka lipu ülaservas tugevdus , mis hoidis lippu sirgena. See varras oli tsipa lühem kui lipp ja ei moodustanud ka lipuvardaga täisnurka, nii tekkisidki lipu pinda kortsud nagu lehvival lipul . Kui Apollo 11 lennu ajal selgus alles Kuul, et tugivarrast ei saa lipuvardaga panna täisnurga alla, siis hiljem ei kõrvaldatud seda puudust sihilikult – piltidel jättis justkui lehviv lipp parema mulje.
Pealegi pole Kuu pinnal lipuvarda püstitamine üldse kerge. Tolmukihi all on väga kõva pinnas, varrast tuli sinna nagu kangi maasse palju kordi toksida, enne kui see enam-vähem pidama jäi. Ka oli lipuvarras kergest alumiiniumsulamist, mis pärast sellist toksimist veel kauaks koos lipuga võnkuma jäi, vaakumis palju kauemaks, kui Maa kogemuse põhjal oskaks arvata. Kaamera päästikule vajutamisel võis ta vabalt veel siia-sinna kõikuda. Videotel, kus astronaudid on lipust eemal, sellist “lehvimist” ei ole.

5. Õhurõhk ja ilm

Inimesed õhurõhu muutusi tavaliselt ei tunne, kuid ilmastiku kujunemises on õhurõhul tähtis roll. Väikseimgi õhurõhu muutus põhjustab õhu liikumist, mõjutades selle kaudu ka ilmastikku. Sooja õhu rõhk on väiksem (õhk on hõredam)ja külma õhu rõhk on suurem.
Erisuguse õhurõhuga piirkondi nimetatakse kõrgrõhkkondadeks ja madalrõhkkondadeks.
Ilm on pidevalt muutuv atmosfääri olek, mida põhjustavad päikeseenergia mõjul ja aluspinna kaastoimel atmosfääris kulgevad füüsikalised protsessid. Ilma kujundavad elemendid on õhutemperatuur, õhurõhk, sademed, tuul ja atmosfäärinähtused (äike, tuisk , udu, jne). Väikseid kiireid õhurõhumuutusi esineb äikesetormide ajal.

1.5 Madalrõhkkond ehk tsüklon

Ümbritsevatest aladest madalama rõhuga ala nimetatakse madalrõhkkonnaks e. tsükloniks. Tsüklonis liigub õhk vastupäeva äärealadelt keskme suunas, sest seal on õhurõhk kõige madalam. Tsüklonis liiguvad tuuled põhjapoolkeral spiraalselt vastupäeva ja lõunapoolkeral päripäeva.Seega kujutab tsüklon endast suurt õhukeerist, mille läbimõõt võib olla 1000 kuni 2000 km.
Kõige sagedamini arenevad meie ilma mõjustavad tsüklonid atmosfääri neis paigus , kus soe õhk subtroopilistelt laiustelt kohtub külma õhuga kõrgematelt laiustelt. Tavaliste parasvöötme tsüklonite sünnipaik on keset Atlandi ookeani 30-60°pl. vahel, kuid sageli jõuavad Eestini ka tsüklonid, mis on tekkinud põhja pool polaarjoont või Vahemere piirkonnas.
Tsükloniga kaasnevad tavaliselt pilves, tuulised ja sajused ilmad .Tsüklonaalset ilma iseloomustavad kiired õhurõhu muutused, tsükloni lähenedes õhurõhk langeb, tsükloni möödudes hakkab tõusma. Pilvisuse ja sademete olemasolu sõltub samuti, milline tsükloni osa meid parasjagu katab. Tsükloni lähenedes pilvisus tiheneb, läheb sajule, tsükloni tagalas, laussadu asendub hoogsajuga või lõpeb hoopiski.

5.2 Kõrgrõhkkond ehk antistüklon

Kõrgrõhkkond e. antitsüklon on ümbritsevast kõrgema õhurõhuga ala. Õhk liigub keskosast äärtealade suunas ja kõrgrõhkkonna keskme ümber pöörleb õhk päripäeva. Antitsüklonis liiguvad tuuled spiraalselt päripäeva põhjapoolkeral ja vastupäeva lõunapoolkeral. Antitsükloni keskmes on õhurõhk kõrgem ja langeb äärte suunas. Kõrgrõhkkond toob kaasa selged, tuulevaiksed ilmad, suvel soojad ja talvel külmad. Antitsüklonis valitsevad tavaliselt laskuvad õhuvoolud, see põhjustab pilvisuse hajumist. Esinevad suured ööpäevased temperatuurikõikumised.
Tsüklonite ja antistüklonite mõõtmed on enamasti mõnest tuhandest kuni kümne tuhande kilomeetrini. Enamasti tekivad Eesti ilma mõjustavad antitsüklonid Skandinaavias või Läänemeremaades, kuid vahel ka Siberis või Venemaa Euroopa osas.
Külmal poolaastal on sage inversioonikihi tekkimine. Kui tavaliselt õhutemperatuur kõrgemale tõustes langeb, siis inversiooni korral see troposfääris kõrgemale tõustes tõuseb. Hoolimata kõrgest õhurõhust võib inversioonikihi alune madal õhuke pilvekiht tingida pilves taeva.

6. Õhurõhu mõõtmise vahendid

• Õhurõhk oleneb mõõtmise kohast maapinna suhtes.
  
• Mida kõrgemal mägedes õhurõhku mõõta, seda väiksem on õhumassi rõhk, sest mägede kohal on õhusammas väiksem ja õhk hõredam.
  
• Õhurõhk oleneb ka õhutemperatuurist.
  

Mõõtmisi on püsivalt teostatud alates 1. jaanuarist 1998 kolmel korral ööpäevas.
Õhurõhu mõõtmiseks kasutatakse baromeetrit. Meteoroloogiajaamades on levinud anumbaromeetrid. Nende põhiosaks on elavhõbedaga täidetud karbike ning sellesse suubuv skaalaga varustatud klaasist toru. Õhurõhu tõusul suureneb surve karbikesele, rohkem elavhõbedat surutakse klaastorusse ning elavhõbede sammas tõuseb. Õhurõhu langusel surve karbikesele väheneb ning elavhõbeda samba tase klaastorus langeb.
Õhurõhu levinumaks mõõtühikuks on millimeetrit elavhõbedasammast (mm/Hg) ehk klaastorus oleva elavhõbeda samba kõrgus millimeetrites. Seda väljendatakse tavaliselt hektopaskalites või millimeetrites elavhõbedasammast. Normaalrõhuks loetakse õhurõhku merepinna kõrgusel, mis keskmisel temperatuuril 15 °C on 1013,25 hPa (760 mm/Hg).
Anumbaromeetrid on suured ja sisaldavad palju väga mürgist elavhõbedat. Kuna soojuses elavhõbe paisub , tuleb õige õhurõhu saamiseks lisaks mõõta ka baromeetri temperatuuri ning lahutada näidust temperatuurile vastavad parandid.
Manomeetrid :

• Vedelik- ehk U- torumanomeeter
  
• Metallmanomeeter
  
• Aneroidbaromeeter
  

Aneroidbaromeeter
Metallmanomeeter
Vedelik- ehk U- torumanomeeter

7. Katsed õhurõhu kohta

• http://www.youtube.com/watch?v=8-KqSY5EEtA
  
• http://video.delfi.ee/video/
  
• http://www.youtube.com/watch?v=ctJyu5ete6Y
  
• http://www.youtube.com/watch?v=jmQ8FWnM0fA&feature=related
  
• http://www.youtube.com/watch?v=WkGoG9g1QX4
  
• http://www.youtube.com/watch?v=oHIVqAlV3ck
  

Kasutatud kirjandus :

• http://et.wikipedia.org/wiki/%C3%95hur%C3%B5hk
  
• http://meteo.physic.ut.ee/et/showdoc.php?did=10
  
• http://miksike.ee/documents/main/elehed/3klass/2ilm/elutuba/3-2-10paev.ht m
  
• http://www.slideshare.net/vilve/hurhk-8173144
  
• http://mehaanika8kl.wordpress.com/rohumisjoud-2/ohurohk/
  
• http://www.vkg.werro.ee/materjalid/EGCD/Opik/juhan/kliima/ohurohk.html
  
• http://web.zone.ee/funnelcloud/ohurohk.ht m