Атмосферное давление барометрическое давление

Калькулятор находит разность высот в зависимости от давления воздуха на первой и второй высоте и средней температуры воздуха.

Думаю, никто не станет возражать против заявления, что на высоте двух километров воздух более разрежен и атмосферное давление меньше, чем на высоте уровня моря.
Если же облечь эти слова в научную форму, то получится, что давление (плотность) газа зависит от его высоты в поле тяжести. На этом явлении построен метод барометрического нивелирования.

Барометрическое нивелирование — метод определения разности высот между двумя точками по измеряемому в этих точках атмосферному давлению. Так как атмосферное давление, помимо высоты над уровнем моря также зависит от погоды, например, от содержания в воздухе водяных паров, то метод применяется, если есть возможность провести измерения в точках с как можно более меньшим интервалом между измерениями, а сами точки расположены не слишком далеко друг от друга.

Разность высот рассчитывается по формулам.
Существует довольно сложная формула Лапласа:

Она, помимо температуры и давления, также учитывает абсолютную влажность воздуха и широту места измерения, то есть, ей на практике вроде бы и не пользуются.

А пользуются более простой формулой Бабинэ (Жак Бабинэ — французский физик, 1794-1872)
,
где — коэффициент расширения газов, равный

Собственно, в эпоху без компьютеров и калькуляторов даже эта формула была. ну, не сложной, но долгой в вычислениях, поэтому для определения разности высот пользовались вспомогательными таблицами барометрических ступеней.

Барометрическая ступень — высота, на которую надо подняться, чтобы давление понизилось на 1 мм.рт.ст.
То есть, взяли и упростили формулу Бабинэ до выражения

и рассчитали h для различных значений температуры и давления.
Получились таблицы, аналогичные Барометрическая ступень (м/мм.рт.ст)

Таким образом, измерив, например, разность давлений при средней температуре t и среднем давлении p, метеоролог мог найти значение барометрической ступени из таблицы, и умножить его на величину разности давлений.

Понятно, что формулы дают результат с погрешностью, но утверждается при этом, что погрешность не превышает 0,1 – 0,5 % от измеряемой высоты.

Метод барометрического нивелирования позволяет определить высоту точки над уровнем моря, не прибегая к геодезической нивелировке.
На практике, высоту точки над уровнем моря определяют используя ближайший репер, высота которого над уровнем моря известна.
Например, отметка репера 156 метров. Барометр у репера показывает 748 мм. рт. ст., будучи перенесен на определяемую точку, барометр показывает 751 мм. рт. ст. Средняя температура воздуха равна 15 градусов Цельсия. Используя формулу Бабинэ, получаем -33,78 м, то есть точка ниже репера на 33,78 метра, и имеет высоту примерно 122,22 м. Приняв за среднее давление 748 мм.рт.ст. и используя барометрические таблицы, получаем -33.85, то есть высоту примерно 122,15 м.

Калькулятор ниже иллюстрирует все вышесказанное.

Датчики барометрического давления и абсолютного давления во впускном коллекторе

Датчики барометрического давления используются в системах управления двигателем при определе­нии массы топлива по объемному расходу воздуха. Этот способ оказывается намного проще и дешевле в реали­зации, если сравнивать с непосредственным измерением массового расхода воздуха, но точность резко снижается. Датчики барометрического давления могут использоваться только для диагностики в бортовых диа­гностических системах второго поколения OBD-II.

Датчики барометрического (атмосферного) давления нужны для адаптации электронных блоков управления к перепадам высоты и изменениям погоды. Они могут применяться совместно с расходомером воздуха по объему. Скорее всего это один и тот же датчик, тогда измерение атмосферного давления производится, когда зажигание включено, а двигатель еще не работает. При езде в горных местах иногда приходится специально останавливаться для того, чтобы перезапустить двигатель, что позволит адаптировать систему управления подачей топлива к новой высоте.

Выпускаются и сдвоенные датчики (рис). Вход барометрического датчика остается открытым и на него подается атмосферное давление, вход датчика разре­жения соединяется вакуумным шлангом с впускным коллектором.

Рис. 2.2. Комбинированный датчик барометрического давления и разрежения:


Рис. 2.3. Современный интегральный датчик давления в защитном корпусе

Барометрические датчики и датчики давления, применяемые для измерения разрежения во впускном трубопроводе, могут быть различных конструкций. Дат­чики давления дискретного действия представляют собой устройство, где замыка­ние и размыкание контактов происходят под действием упругой мембраны, испы­тывающей измеряемое давление.

Датчики давления непрерывного действия представляют собой либо потенцио­метр, ползунок которого связан с мембраной, либо катушку индуктивности, в ко­торую мембрана под действием давления вдвигает магнитный сердечник.

Современные интегральные датчики (рис.) подключаются к микропроцессо­ру ЭБУ через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Для 8-раз­рядного контроллера шаг дискретизации может составлять до 4 мс, для 16-разряд­ного — до 2 мс.

Погрешность датчика абсолютного давления во впускном коллекторе обычно около 1%.

Датчик барометрического давления работает в диапазоне 60. 115 кПа, имеет погрешность около 1,5%. По краям рабочего диапазона, как по температуре, так и по давлению, погрешность растет.

Рис. 2.4. Упрощенная электрическая схема датчика абсолютного атмосферного давления с цепями компенсации: (А — цепь температурной компенсации, Визмерительный мост, С — подстройка нуля, D — коэффициент усиления, Етермокомпенсация усилителя).

Датчики абсолютного давления в двига­телях с наддувом работают в диапазоне дав­лений 20. 200 кПа.

Рассмотренные датчики имеют, как пра­вило, интегральное исполнение и крепятся к стенкам соответствующих трубопроводов.

Широкое распространение получили полупроводниковые датчики с преобразо­вателем давления на кремниевом кристал­ле, в работе которого используется пьезорезистивный эффект (рис. 2.4, 2.5). На повер­хности кристалла сформирован мостик сопротивлений, ток через которые изменя­ется под действием деформации. Затем ток усиливается и вводится температурная ком­пенсация. Эти датчики отличаются неболь­шими размерами и высокой надежностью. Интегральные датчики очень технологич­ны, их выходной сигнал унифицирован для подключения к аналоговым или импуль­сным входам микроконтроллера.

Информацию о давлении в зависимости от конструкции датчика несет величина выходного напряжения или его частота.

Характеристики датчиков абсолютного давления

В данном разделе мы выведем зависимость давления газа \(P\) от высоты \(h\) над уровнем моря в гравитационном поле Земли.

Возьмем произвольную цилиндрическую колонну газа с площадью сечения \(S\) и высотой \(h.\) Вес выделенного объема газа будет равен \[F = mg = \rho gV = \rho ghS,\] где \(\rho\) означает плотность газа. Плотность газа будет выражаться следующей формулой: \[\require P = \frac = \frac<<\rho gh\cancel>><\cancel> = \rho gh. \] Теперь представим такую колонну в атмосфере и выделим в ней тонкий слой воздуха высотой \(dh\) (рисунок \(1\)). Ясно, что такой слой вызывает изменение давления на величину \[dP = – \rho gdh.\] Мы поставили здесь знак минус, поскольку давление должно уменьшаться с увеличением высоты.

Рассматривая атмосферный воздух как идеальный газ, воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона, чтобы выразить плотность \(\rho\) через давление \(P:\) \[ RT,>\;\; <\Rightarrow P = \frac<>RT = \frac<\rho >RT.> \] Здесь \(T\) − абсолютная температура, \(R\) − универсальная газовая постояная, равная \(8.314\,<\large\frac<\text<Дж>>>\normalsize>,\) \(M\) − молярная масса, которая для воздуха равна \(0.029\,<\large\frac<\text<кг>><\text<моль>>\normalsize>.\) Отсюда следует, что плотность определяется формулой \[\rho = \frac<><>.\] Подставляя это в дифференциальное соотношение для \(dP,\) находим: \[ ><>gdh,>\;\; <\Rightarrow \frac<>

= – \frac<><>dh.> \] В результате мы получаем дифференциальное уравнение, описывающее давление газа \(P\) как функцию высоты \(h.\) Интегрирование приводит к следующему уравнению: \[ <\int <\frac<>

> = – \int <\frac<><>dh> ,>\;\; <\Rightarrow \ln P = - \frac<><>h + \ln C.> \] Избавляясь от логарифмов, получаем так называемую барометрическую формулу \[P = C\exp \left( < - \frac<><>h> \right).\] Константа \(C\) определяется из начального условия \(P\left( \right) = ,\) где \(\) − это среднее атмосферное давление над уровнем моря.

Таким образом, зависимость атмосферного давления от высоты выражается формулой: \[P = \exp \left( < - \frac<><>h> \right).\] Подставляя известные стандартные значения (смотрите рисунок \(2\) выше), находим зависимость \(P\left( h \right)\) (в килопаскалях), которая описывается формулой \[ ><<8.3143 \cdot 288.15>>h> \right) > = <101.325\exp \left( < - 0.00012\,h>\right)\;\left[\text <кПа>\right],> \] где высота \(h\) над уровнем моря выражается в метрах.

Если давление определяется в миллиметрах ртутного столба \(\left( \text <мм.рт.ст.>\right),\) то барометрическая формула принимает вид: \[P\left( h \right) = 760\exp \left( < - 0.00012\,h>\right)\;\left[ \text <мм.рт.ст.>\right].\] Барометрическая формула широко используется для оценки атмосферного давления при различных условиях, хотя она дает слегка завышенные значения.

Давление воздуха в шахте можно оценить, используя общую барометрическую формулу : \[P = \exp \left( < - \frac<><>h> \right).\] Подставим в эту формулу следующие значения: \(h = – 1000\,\text<м>\) (знак минус соответствует расположению ниже уровня моря), \(T = 40 + 273.15 = 313.15\,\text<К>.\) Остальные параметры являются стандартными: \(M = 0.02896\,\large\frac<\text<кг>><\text<моль>>\normalsize,\) \(R = 8.3143\,\large\frac<\text<Н>\cdot\text<м>><\text<моль>\cdot\text<К>>\normalsize,\) \(g = 9.807\,\large\frac<\text<м>><\text<с>^2>\normalsize.\)

После несложных вычислений находим: \[

\exp \left( < - \frac<><>h> \right) > = <\exp \left[ < - \frac<<0.02896 \cdot 9.807>><<8.3143 \cdot 313.15>>\left( < - 1000>\right)> \right] > \approx <\exp \left( <0.109>\right) > \approx <1.115.> \] Поскольку атмосферное давление на уровне моря составляет \( = 760\;\text<мм.рт.ст.>,\) то давление воздуха в шахте будет равно \(848\;\text<мм.рт.ст.>,\) что примерно на \(12\%\) выше стандартного давления на уровне моря.

Делаем выводы

Инфаркты и инсульты - причина почти 70% от всех смертей в мире. Семеро из десяти человек умирают из-за закупорки артерий сердца или мозга.

Особенно страшен тот факт, что масса людей вообще не подозревают, что у них гипертония. И они упускают возможность что-то исправить, просто обрекая себя на гибель.

Симптомы гипертонии:

  • Головная боль
  • Учащение сердцебиения
  • Черные точки перед глазами (мушки)
  • Апатия, раздражительность, сонливость
  • Нечеткое зрение
  • Потливость
  • Хроническая усталость
  • Отеки лица
  • Онемение и озноб пальцев
  • Скачки давления
Даже один из этих симптомов должен заставить задуматься. А если их два, то не сомневайтесь - у вас есть гипертония.

Как лечить гипертонию, когда существует большое кол-во лекарств, которые стоят огромных денег?

Большинство лекарств не принесут никакой пользы, а некоторые могут даже навредить! На данный момент, единственное лекарство, которое официально рекомендуется Минздравом для лечения гипертонии - это NORMIO .

До 26 февраля. Институт Кардиологии совместно с Министерством Здравоохранения проводят программу " без гипертонии". В рамках которой препарат NORMIO доступен БЕСПЛАТНО, всем жителям города и области!
    Комментарии
  1. Елена Петровна () Только что
    Спасибо Вам огромное! Полностью вылечила гипертонию с помощью NORMIO.
  2. Евгения Каримова () 2 недели назад
    Помогите!!1 Как избавиться от гипертонии? Может какие народные средства есть хорошие или что-нибудь из аптечных приобрести посоветуете???
  3. Дарья () 13 дней назад
    Ну не знаю, как по мне большинство препаратов - полная фигня, пустатая трата денег. Знали бы вы, сколько я уже перепробовала всего.. Нормально помог только NORMIO (кстати, по спец. программе почти бесплатно можно получить). Пила его 4 недели, уже после первой недели приема самочувствие улучшилось. С тех пор прошло уже 4 месяца, давление в норме, о гипертонии и не вспоминаю! Средство иногда снова пью 2-3 дня, просто для профилактики. А узнала про него вообще случайно, из этой статьи..

    P.S. Только вот я сама из города и у нас его в продаже не нашла, заказывала через интернет.
  4. Евгения Каримова () 13 дней назад
    Дарья, киньте ссылку на препарат!
    P.S. Я тоже из города ))
  5. Дарья () 13 дней назад
    Евгения Каримова, так там же в статье указана) Продублирую на всякий случай - Официальный сайт NORMIO.
  6. Иван (Чебоксары) 13 дней назад
    Это далеко не новость. Об этом препарате уже все знают. А кто не знает, тех, видимо давление не мучает.
  7. Соня (Ярославль) 12 дней назад
    А это не развод? Почему в Интернете продают?
  8. юлек36 (Тверь) 12 дней назад
    Соня, вы в какой стране живете? В интернете продают, потому-что магазины и аптеки ставят свою наценку зверскую. К тому-же оплата только после получения, то есть сначала получили и только потом заплатили. Да и в Интернете сейчас все продают - от одежды до телевизоров и мебели.
  9. Ответ Редакции (Москва) 11 дней назад
    Соня, здравствуйте. Средство от гипертонии NORMIO действительно не реализуется через аптечную сеть и розничные магазины во избежание завышенной цены. На сегодняшний день оригинальный препарат можно заказать только на специальном сайте. Будьте здоровы!
  10. Соня (Ярославль) 11 дней назад
    Извиняюсь, не заметила сначала информацию про наложенный платеж. Тогда все в порядке точно, если оплата при получении.
  11. александра (Иваново) 10 дней назад
    чтобы капли помогли? да ладно вам, люди, не дошла еще до этого промышленность
  12. Елена (Сыктывкар) 10 дней назад
    Случайно набрела на эту статью. И что я вижу!! Рекламируют наш NORMIO! Ну не в смысле мой, а в том плане, что я мужу его покупала. Он не знает, что я здесь пишу, но все-таки поделюсь. Это ж и моя радость, скорее даже полностью мое счастье! Короче, я вот тоже читала отзывы, смотрела как и что и заказала это средство. А то мой муж уже весь отчаялся, уже много лет было давление 180 на 110! Таблетки разные пил от этого у него с желудком проблемы были, а давление все равно было высокое. Решали чего дальше делать. А тут в общем начал NORMIO пить и теперь ура! Никаких проблем у него, давление в норме, всегда бодр и активен!
  13. Павел Солонченко (Нижний Новгород) 10 дней назад
    Подтверждаю, этот препарат действительно помогает! Вылечил свою гипертонию всего за 4 недели! До этого 4 года мучался от постоянного давления, головных болей и т.д. Спасибо большое!
  14. Юлия Л (Александров) 10 дней назад
    С трудом верится... но столько людей говорит что работает, должно работать. Я завтра начинаю!
  15. Оксана (Ульяновск) 8 дней назад
    Хочу постараться избавиться от гипертонии побыстрее, а главное как-нибудь попроще и безболезненно, посоветуйте что-нибудь.
  16. Дмитрий (врач Кардиолог) (Санкт-Петербург) 8 дней назад
    Валерия, лучший вариант - обратиться к врачу! Но если нет времени на поход в поликлинику, подойдет и NORMIO , который уже советовали выше. В последнее время многим его назначаю, результаты очень хорошие! Выздоравливайте.
  17. Оксана (Ульяновск) 8 дней назад
    Спасибо огромное за ответ, заказала!
  18. Наташа (Омск) 5 дней назад
    У мужа гипертония, бегаем по врачам вместе. Люблю его, жизнь отдам за него, но никак не могу облегчить его страдания. Ладно, теперь Вы со своей историей появились, для нас появилась надежда. А то уже все перепробовали.
  19. Валера () 5 дней назад
    Совсем недавно хотел снова обратиться к врачам, уже к хирургу решился пойти, кругленькую сумму приготовил, но сейчас мне это не нужно! 2 месяца – и я здоров, прикиньте. Так что, народ, не дурите, никакие таблетки не по-мо-гут! Только это природное средство, других способов я не знаю, да и не хочу знать уже

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*