Ich habe manchmal den Eindruck, dass die Atmosphäreneinheit für den Druck so definiert ist, dass $ 1 \ \ mathrm {atm} $ wäre der mittlere atmosphärische Druck auf Meereshöhe.
Ich habe andererseits die folgende Definition:
Ein Standard Atmosphäre ist der Druck, der von einer Quecksilbersäule erzeugt wird, die genau $ 76 \ \ mathrm {cm} $ hoch ist, bei einer Temperatur von $ 0 ^ \ circ \ mathrm {C} $ und an einem Punkt, an dem $ g = 980.665 \ \ mathrm {cm } \ \ mathrm {s ^ {- 2}} $.
Vielleicht ist die Notwendigkeit, die Temperatur- und Schwerkraftbeschleunigung anzugeben, für Personen, die besser vertraut sind, offensichtlich experimentelle Physik, aber ich weiß nichts von diesem Zeug und deshalb verstehe ich für mich nicht, warum die Leute es so definieren würden.
Dies ist meiner Meinung nach eine experimentelle Definition, weil sie besagt, wie man dorthin gehen kann in der Praxis und messen Sie $ 1 \ \ mathrm {atm} $. Aber Temperatur- und Schwerkraftbeschleunigung scheint hier zunächst nicht ins Spiel zu kommen.
Warum muss bei dieser Definition die Temperatur- und Schwerkraftbeschleunigung angegeben werden?
Kommentare
- Es wurde so definiert, weil es viele Quecksilberdruckmesser und Barometer gab. Die lokale Schwerkraft ist tabellarisch aufgeführt und die Temperatur kann relativ gut gemessen werden, sodass die tatsächlichen Messungen korrigiert werden können. Wir haben unsere Geräte auf Quecksilberbasis durch weniger toxische Geräte ersetzt, und Standardatmosphären wurden durch SI-Einheiten von 1 USD Pascal = 1 N / m ^ 2 $ und 1 bar = 10 ^ 5 Pascal $ ersetzt.
Antwort
Warum muss bei dieser Definition die Temperatur- und Schwerkraftbeschleunigung angegeben werden?
„Zentimeter Quecksilber“ (gemessen mit einem Quecksilberbarometer) ist nicht das beste Maß für den atmosphärischen Druck. Ein Quecksilberbarometer ist nicht nur empfindlich gegenüber atmosphärischem Druck, sondern auch empfindlich gegenüber der Temperatur des Quecksilbers und der lokalen Stärke der Gravitationsbeschleunigung.
Die Quecksilbersäule befindet sich vermutlich im hydrostatischen Gleichgewicht. In diesem Fall ist die Druckänderung aufgrund von Höhenänderungen gegeben durch $$ \ frac {dP} {dh} = – \ rho g $$ Unter der Annahme einer konstanten Dichte und einer konstanten Gravitationsbeschleunigung im gesamten Quecksilber bedeutet dies, dass die Höhe des Säule ist $$ h = \ frac {P_a} {\ rho g} $$ Die Höhe der Säule hängt nicht nur vom atmosphärischen Druck ab, sondern auch von der Dichte und der lokalen Gravitationsbeschleunigung. Warum also die Abhängigkeit von der Temperatur? Letzteres kommt ins Spiel, weil die Dichte von Quecksilber mit der Temperatur variiert.
Antwort
Warum muss bei dieser Definition die Temperatur- und Schwerkraftbeschleunigung angegeben werden?>
Das Quecksilberbarometer (Druckmessgerät) verwendet eine Säule von Quecksilber, das in einen Behälter mit Hg getaucht ist, der durch den atmosphärischen Druck unterstützt wird; so ist es gleich (h.Dichte von Quecksilber.g); Dabei ist h die Höhe der Säule.
Daher muss der lokale Wert von g mit dem Standardwert und der Quecksilberdichte angegeben werden, die bei einer Standardtemperatur von 0 Grad Celsius gemessen wurden.
Die Standard wurde vielleicht in Paris definiert, dabei wurde der lokale g-Wert angegeben. In unseren Labors verwenden wir immer noch ein Quecksilber-basiertes Barometer namens Fortins Barometer. Der Standard-Atmosphärendruck entspricht 1,01325 bar oder 760 Torr oder 101325 Pa.