كيفية حساب الضغط الجوي

قياس الضغط الجوي

الضغط الجوي هو القوة التي يبذلها الهواء على سطح مسافةٍ معينة، وتختلف قيمته باختلاف نقطة القياس، وتبعاً إلى المتغيرات الفيزيائية، ولكن وبسبب قياس الضغط الجوي ضمن الغلاف الجوي يمكن اعتبار هذه المتغيرات ثوابت،^[١] ويكون الضغط الجوي بأعلى قيمة له عند مستوى سطح البحر، ويقل كلما ارتفعنا لأعلى.^[٢]

أداة قياس الضغط الجوي

يستخدم الباروميتر الزئبقي لقياس الضغط الجوي لفترةٍ طويلة، وقد كان مخترعه الأول أحد مساعدي غاليلو عام 1643، ومبدأ عمله هو وجود زئبقٍ معرضٍ للضغط الجوي، وفي حال كان هناك ارتفاع في الضغط الجوي، فإنّ الزئبق يتحرك لأعلى داخل الأنبوب الزجاجي مظهراً قراءة أعلى للضغط، والعكس صحيح،^[٢] ويتمّ قياسه بعدّة وحداتٍ وهي الأتموسفير=760 مم زئبق= 29.92 إنش زئبق=14.7 باوند/إنش² =101.3 كيلو باسكال.^[٣]

كيفية حساب الضغط الجوي

يتمّ تقريب الضغط الجوي إلى الضغط الهيدروستاتيكي لوزن الهواء فوق نقطة القياس، وبالتالي فإنّ ضغط الهواء يعتمد بشكلٍ أساسي على الارتفاع عن نقطة القياس، ولإيجاد الضغط يلزم معرفة عدّة ثوابت، وهي:^[١]

• ثابت الغاز العام = 8.31432 نيوتن.متر/مول.كلفن.
• الجاذبية الأرضية عند سطح البحر = 9.80665 متر/ثانية²
• الكتلة المولية للهواء = 0.0289644 كيلوغرام/مول.
• الارتفاع (ف)= ارتفاع نقطة القياس عن مستوى سطح البحر.
• الحد الأدنى لارتفاع المنطقة التي تقع داخلها نقطة القياس، وهي معطاة بآلاف الأمتار (0، 11، 20، 32، 47، 51، 71).
• درجة الحرارة القياسية وهي تعتمد على الحد الأدنى لارتفاع المنطقة التي تقع بداخلها نقطة القياس، وهي معطاة بوحدة الكلفن ( 288.15، 216.65، 216.65، 228.65، 270.65، 270.65، 214.65).
• معدل انخفاض درجة الحرارة في المنطقة، وهي معطاة بوحدة الكلفن/ متر.
• تحديد الضغط القياسي التابع لمنطقة القياس وضمن الوحدات المحددة، وعلى سبيل المثال: الضغط للمنطقة السابعة بوحدة الباسكال هي كالتالي (101، 325، 22، 632، 5474، 868، 110، 66، 4).

وعليه يمكن قياس الضغط الجوي باستخدام القانون التالي: الضغط = الضغط القياسي× (درجة الحرارة القياسية / ( درجة الحرارة القياسية معدل انخفاض الحرارة ( ارتفاع نقطة القياس عن مستوى سطح البحر - أدنى ارتفاع عن مستوى البحر)))^ (الجاذبية القياسية× الكتلة المولية للهواء/(ثابت الغاز الكوني× معدل انخفاض الحرارة))، وبالرموز: (P = Pb [Tb/(Tb Lb (h -hb))]^(goM/RLb).

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Allan Robinson (24-4-2017), "How to Calculate Atmospheric Pressure"، www.sciencing.com, Retrieved 2-11-2017. Edited.
2. ^ ^{أ ب} Becca Hatheway (11-6-2010), "Measuring Atmospheric Pressure"، www.windows2universe.org, Retrieved 2-11-2017. Edited.
3. ↑ "Fluid Pressure Measurement", www.hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, Retrieved 2-11-2017. Edited.