Атмосферное давление

Влияние атмосферного давления на человека и метеозависимость

Каждый человек ощущает перепад атмосферных условий. Но только в том случае, если показатель становится отличным от привычной нормы. У человека проявляются недомогания, различные боли в суставах, головные боли, резкие колебания давления, раздражение и прочие неприятные симптомы.

Такая чувствительность к капризам природы называется метеозависимость (или метеопатия). Обычно ей подвержены люди, болеющие различными заболеваниями дыхательных путей, опорно-двигательной системы, сердечно-сосудистыми и ревматическими заболеваниями, а также гипертоники и гипотоники.

Пониженное атмосферное давление

Пониженным давление можно считать его спад на 5 мм и больше. Именно понижение силы, с которой давит атмосфера, больше всего влияет на человека. Доказано, что при пониженном АД даже количество ДТП увеличивается на 15-20%. Больше всего влиянию пониженного АД подвержены люди, страдающие сердечными заболеваниями и заболеваниями дыхательных путей, гипотоники.

Симптомы, которые человек ощущает при снижении АД:

1. Боли в суставах и онемение конечностей.
2. Так называемые «ватные» ноги.
3. Общая слабость организма.
4. Тяжело дышать, появляется ощущение, будто не хватает воздуха (как следствие, уменьшения кислорода), возможна отдышка.
5. Если человек страдает внутричерепным давлением, то начинаются приступы мигрени.
6. Уменьшается скорость кровотока, снижается артериальное давление.
7. Возникают отеки.
8. Головокружение, «тяжесть» в голове.
9. Повышается образование газов в кишечнике, что вызывает дискомфорт.
10. Сбои в работе сердца и сосудов; наблюдается учащенное сердцебиение.
11. Вследствие нехватки воздуха поднимается выброс эритроцитов, что приводит к замедлению кровотока. Следствием этого может быть образование тромбов (а это повышенный риск развития инфарктов, инсультов и тромбозов).

Повышенное атмосферное давление

Человек начинает ощущать повышения АД от привычной нормы на 10 мм ртутного столба и выше. Чаще всего повышение давления можно ощутить зимой, когда охлажденный воздух достаточно уплотнен. Больше всего на повышение силы, с которой давит атмосфера, реагируют гипертоники, аллергики и люди с хроническими заболеваниями пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.

Симптомы при повышенном АД:

1. Нарушения зрения («мушки» перед глазами).
2. Общее ухудшение самочувствия, снижение работоспособности.
3. Головные боли, головокружения (до тошноты).
4. Увеличивается тонус сосудов, который чреват спазмами.
5. Появляются боли в сердце.
6. Из-за повышения АД в крови уменьшается количество лейкоцитов и по этой причине организм теряет способность бороться с разнообразными инфекциями, то есть снижается иммунитет.

Какое атмосферное давление считается нормальным для человека?

Стандартным считается показатель в 760 мм. рт. ст. Эти нормы для человека могут отличаться в зависимости от условий проживания. Например, в Мехико давление не поднимается выше 570 мм рт. ст., т.к. столица Мексики находится высоко над уровнем моря. Люди, которые проживают в этой местности, сложно переносят другие условия. Из этого следует, что нормальный атмосферный показатель давления индивидуален для каждого региона и определяется привычной средой.

Какое влияние оно оказывает на человека?

Атмосферное и артериальное давление имеет тесную взаимосвязь. Уменьшение значений барометра приводит к возникновению таких отрицательных проявлений:

• нарушение дыхания;
• уменьшение частоты сердечных сокращений;
• апатия и чувство сонливости;
• уменьшение артериального давления;
• повышенная утомляемость;
• головные боли;
• головокружение;
• подташнивание;
• пищеварительные расстройства;
• нарушение концентрации внимания.

В категории риска находятся люди с патологиями респираторной системы и гипотонией. Их состояние в таких условиях ухудшается. Если никаких отрицательных изменений не наблюдается, то такое атмосферное давление считается нормальным для человека.

Повышенный показатель АД тоже может вызвать нарушение самочувствия. В таком случае признаки будут отличаться:

• головокружение;
• гул в ушах;
• увеличение артериального давления;
• ощущение пульсации в области висков;
• покраснение кожи лица;
• учащение сердечного ритма;
• “искорки” перед глазами;
• головная боль;
• позывы к рвоте.

Что такое метеозависимость?

Если ртуть за 3 часа проходит более 1 деления барометра, это вызывает существенный стресс даже для здорового организма. Подобные скачки проявляются в виде усталости, сонливости и мигрени. Метеозависимостью называется чувствительность людей к изменению погодных условий. С этой проблемой сталкивается около 1/3 населения планеты. В группу риска входят люди с патологиями респираторной, нервной и сердечно-сосудистой систем, а также пожилые пациенты.

Чтобы минимизировать отрицательное воздействие метеоциклона, необходимо придерживаться таких рекомендаций:

Даже если в местности преобладает нормальное атмосферное значение, нужно регулярно проходить врачебные консультации. При этом под рукой всегда необходимо иметь назначенные доктором медикаменты. Для отслеживания погодных изменений рекомендуется приобрести барометр. Так можно своевременно принять меры для минимизации дискомфорта. Перед ожидаемыми погодными изменениями ложиться спать рекомендуется раньше привычного времени. Полноценный сон длится 8 часов. Это позволяет добиться максимального восстанавливающего действия

Людям с метеозависимостью также важно питаться по графику. При этом рацион должен быть сбалансированным

В него нужно включить как можно больше продуктов, в составе которых содержится много кальция, магния, калия. Дополнительно можно употреблять витаминные комплексы, особенно осенью и весной. Прогулки на улице и умеренные физические нагрузки укрепляют сердечную мышцу. Следует избегать стрессов. Отложить домашние дела лучше, чем истощить организм перед приближающимся метеоциклоном. Позитивный лад. Если у человека угнетен эмоциональный фон, это подпитывает заболевание. Предметы гардероба из синтетики и меха формируют статическое электричество, которое может ухудшать состояние у метеозависимых людей. Люди, работающие в высотках, гораздо чаще других страдают от климатических изменений. Если есть возможность, то лучше взять отгул. Если самочувствие ухудшается часто, рекомендуется сменить работу. Продолжительный метеоциклон предрекает дискомфортные ощущения на 2-3 дня. По возможности на этот период лучше уехать в более спокойную местность.

Также следует понимать, что метеозависимость обладает вторичным характером. Климатические условия только обнажают уязвимые места организма. Например, если у человека нет проблем с костями и суставами, они не будут болеть при повышении или изменении артериального давления.

Таблица перевода единиц измерения давления

Помимо конвертеров, существуют и таблицы перевода, где по вертикали выбирается одна величина, а по горизонтали другая. На пересечении строки и столбца обнаруживается искомое значение.

Ниже самые популярные переводы:

бар = 100 кПа бар = 1 техн. атм (at) бар = 750 мм рт. столба бар = 0,1 МПа бар = 1,0197 кГс/см 2

Таблицы могут быть двух видов:

Мультисистемные служат для определения соотношения между разными единицами измерения в любом сочетании. В этом случае таблица заполняется коэффициентами пересчёта.

Например, если выбрать строку «фунт на квадратный дюйм» (psi) и столбец «килопаскаль» (кПА), то на пересечении можно увидеть, что одному psi соответствует 6,895 кПА. Для дальнейших вычислений придётся воспользоваться операциями умножения или деления на калькуляторе.

Таблицы для выражения конкретных значений в одних единицах через другие. Обычно там числа располагаются парами, в определённом диапазоне от минимального давления до максимального, на который рассчитана данная таблица.

Результат получается с некоторой погрешностью, поскольку при выборе нужного числа приходится применять округление до ближайшего табличного значения. Чем больше в таблице пар чисел, тем точность выше. Практически высокая точность и не требуется.

Табличный метод излишне громоздок, поэтому устарел, расчёт с помощью конвертеров величин куда точнее и быстрее, а форма занимает меньше места на экране. Но при отсутствии электронных средств остаются только таблицы, они могут иметь бумажное исполнение, а считать на логарифмической линейке или в уме сейчас мало кто умеет и желает.

Влияние атмосферного давления на человека

Долгое время медицина не признавала связи между погодными явлениями и здоровьем. Только за последние 50 лет благодаря всестороннему изучению влияния погодных условий на организм человека доказано — атмосферное давление и здоровье человека тесно связаны, и на любые погодные изменения люди реагируют осложнением в самочувствии. Ситуация, когда погодные условия влияют на физическое состояние человеческого организма, называется метеопатией.

Метеопаты — это люди, организм которых реагирует даже на минимальные отклонения атмосферного давления от нормы. Также к ним относятся люди с некоторыми хроническими заболеваниями (в частности, сердечно-сосудистыми, нервной системы и т. д.).

В год атмосферное давление колеблется в пределах 30 мм рт. ст. В течение дня значения могут колебаться от 1 до 3 мм рт.ст. Здоровый человек не ощущает этих изменений, но метеозависимые люди с любыми проблемами со здоровьем эти отклонения могут ощущать.

Гипертония и гипотония — вот два основных заболевания, для которых характерна метеорологическая зависимость.

Высокое атмосферное давление крайне небезопасно для гипертоников, людей с сердечной патологией. Всем, у кого имеется гипертония и чувствительность к переменам погоды придется столкнуться с такими симптомами: сердце бьется быстрее, на фоне чего растет артериальное давление (АД); кожа начинает краснеть; наблюдается слабость; в ушах появляется шум, перед глазами – мушки, в голове – пульсация.

Сильно ощущают перемены погоды люди с гипертонической болезнью в пожилом возрасте. Их организм ослаблен возрастными изменениями, накопленными болезнями, в результате возникает риск гипертонического криза, поражения сердца и сосудов.

Падение атмосферного давления в первую очередь влияет на здоровье людей с гипотонией и патологиями органов дыхания. В воздухе повышается процент углекислого газа, а кислорода – наоборот, уменьшается. Такие изменения погодных условий из-за недостатка кислорода у гипотоников вызывает недомогания: циркуляция крови замедляется и слабеет пульс, кровь хуже поступает к органам, падает АД; дыхание затрудняется; появляется сонливость и быстрая утомляемость, головокружение и тошнота; внутричерепное давление растет, на фоне этого возникают спазмы, превращающиеся в головные боли.

Зависимость самочувствия людей от атмосферного давления касается не только скачков артериального давления. У людей с психическими расстройствами усиливается проявление навязчивых состояний, страхов и различных фобий.

При болезнях суставов повышается вероятность болевых приступов в местах переломов и там, где существуют проблемы.

Значительные отклонения от нормы почувствует абсолютно любой человек, даже здоровый. Это относится как к высокому, так и к низкому давлению.

Влияние пониженного атмосферного давления на самочувствие человека, находящегося, например, в горах, проявляется в учащении дыхания и пульса, головных болях, приступах удушья и носовых кровотечениях. Симптомы проходят по мере привыкания человека к окружающим условиям. Часто возникает необходимость в медицинской помощи людям, имеющим признаки кислородного голодания.

Альпинисты при восхождении на горные вершины, во избежание смерти от недостатка кислорода, вынуждены брать с собой кислородные баллоны.

Восхождение на Эверест

При повышенном давлении пульс у человека замедляется, а дыхательная функция угнетается. Кроме того, повышается свертываемость крови и происходит сокращение стенок кишечника. Влияние внешнего давления на самочувствие человека увеличивается пропорционально расстоянию, на которое человек спускается. Наиболее подвержены воздействию повышенного давления люди, выполняющие работы на глубине. Количество растворенных газов в крови достигает максимального значения, повышается работоспособность и концентрация. Однако, в то же время, большое количество кислорода оказывает токсическое действие и провоцирует возникновение заболеваний легких. Подъем рабочих с глубины осуществляется специальным образом в соответствии с принятыми методиками. В случае нарушения скорости подъема пузырьки газа закупоривают кровеносные сосуды, и может наступить смерть.

Зависимость давления воздуха от высоты

Многие люди, особенно альпинисты, пастухи на горных пастбищах, знают, что с увеличением высоты уменьшается давление воздуха. Становится трудно дышать, невозможно сварить горячую пищу, чай. Естественно, появляется вопрос: почему давление воздуха уменьшается с высотой? Рассмотрим решение этого вопроса.

Что такое воздух? Воздух — это бесцветная смесь различных газов, составляющих атмосферу нашей планеты. Основными газами, из которых состоит воздух, являются азот (78 %), кислород (21 %), аргон (0,9 %), углекислый газ (0,03 %) и другие. С точки зрения физики поведение воздуха при существующих условиях на Земле подчиняется законам идеального газа. Согласно этой модели молекулы и атомы газа не взаимодействуют друг с другом, расстояния между ними огромные по сравнению с их размерами, а скорости движения при комнатной температуре по расчетам по молекулярно-кинетической теории газов составляют порядка 460 м/с.

Что такое «давление» с физической точки зрения.

Под давлением воздуха понимают силу, с которой воздушный столб давит на поверхность. В физике она измеряется в паскалях (Па). 1 Па означает, что сила в 1 ньютон (Н) перпендикулярно приложена к поверхности площадью 1 м2. Поэтому давление 1 Па — это очень маленькое давление. На уровне моря давление воздуха составляет примерно 0,1 МПа (точнее -101 325 Па), что соответствует давлению 1 атмосфера. Это значит, что на площадку 1 см2 воздух давит с силой 1 кгс, а на площадку 1 м2 – 100 х 100 =10’000 кгс = 10 тонно-силы (или 100 кН)! Это очень много, но человек ее не ощущает, так как внутри него каждая клетка создает аналогичное противодавление. Последний факт говорит о том, что давление атмосферы с разных сторон на человека взаимно компенсируется.

Кстати, если внезапно возле человека убрать давление воздуха, то он взорвется! По настоящему. По этой причине водолазы с большой глубины должны подниматься достаточно медленно, чтобы жидки составляющие организма (например, кровь) не вскипели.

Зависимость давления от высоты

Атмосферу около нашей планеты существует за счет земной гравитации. Эти же силы являются виновниками падения давления воздуха с увеличением высоты. Но не только земное притяжение приводит к уменьшению давления. Снижение температуры тоже вносит свой вклад. Основная причина, по которой изменяется давление с высотой, заключается в том, что на каждый последующий слой воздуха давит меньшее количество воздуха. На поверхности Земли давлению в 1 атм. Соответствует тот факт, что весь столб воздуха площадью в 1 см2 от поверхности Земли и до далекого космоса весит 1 кг. Для расчета изменения давления воздуха с высотой можно использовать гидростатическую формулу зависимости давления от глубины (высоты). Изменение этого давления можно определить по формуле

где: dP — величина изменения давления при изменении высоты на dh, ρ — плотность воздуха, g — ускорение свободного падения.

Из уравнения состояния идеального газа можно получить, что

где m — масса 1 молекулы, T — его температура, k — постоянная Больцмана.

Объединяя две приведенные выше формулы и решая полученное уравнение относительно давления и высоты, можно получить следующую формулу:

где Ph и P₀ — давление на высоте h и на высоте уровня моря, соответственно, P₀ = 101 325 Па, g = 9,8 м/с² , k = 1,38*10^-23 Дж/К, m = 4,817*10^-26 кг (с учетом молярной массы воздуха 29 г/моль),^ — знак возведения в степень.

Подставляя известные значения в (3):

m * g / k =4,817*10^-26 кг*9,8 м/с² / 1,38*10^-23 Дж/К = 34,2 *10^-3 = 0,0342,

ее можно переписать в окончательном виде:

Ph = P₀ *e-m*g*h/(k*T) → 101 325 * e^-0,0342*h/T (4)

Полученное выражение может использоваться для расчетов зависимости атмосферного давления от высоты и температуры (постоянной на любой высоте) называется барометрической формулой. Для примера рассчитаем давление воздуха на вершине горы Джомолунгма (или – Эверест) в Китае на Гималайских горах на высоте 8848 м.

Для решения задачи воспользуемся формулой (4) зависимости давления от высоты. Для расчетов примем следующие значения неизвестных параметров:

T = 293 K (20 ℃), h = 8848 м,

Подставляя эти числа в (4), получаем:

Ph = 101 325 *e^-0,0342*8848/293 = 101 325 *e^-1,0327 = 36076 Па, (5)

Это значение почти в три раза меньше, чем на уровне поверхности моря.

Если хотите узнать, что обозначает слово или словосочетание, в ОПЕРЕ выделите это слово(сочетание), нажмите правую клавишу мыши и выберите «Искать в . «, далее — «Yandex». Если это текстовая ссылка – выделите ее, нажмите правую клавишу мыши, выберите «перейти …». Все! О-ля-ля!

Источник

Как измеряют давление

Атмосферное давление измеряют с помощью барометра. Классический ртутный барометр сделан как стеклянная трубка высотой около одного метра. Один конец открыт, другой герметизирован. Труба заполнена ртутью и установлена вверх дном в контейнере.

Когда вес ртути меньше атмосферного давления – уровень ртути в трубке поднимается, что означает высокое давление.

Когда вес ртути превышает атмосферное, уровень ртути падает. Это низкое давление.

Более современный барометр – анероидный. Он напоминает компас или часы.

Внутри анероидного барометра установлен небольшой гибкий металлический полый ящик, из которого выкачан воздух. Из-за того, что внутри ящика вакуум, небольшие изменения внешнего давления воздуха заставляют его стенки расширяться или сжиматься.

Движение стенок этого ящика отражается на рычагах, которые, в свою очередь, перемещают иглу. Эта игла и отображает данные об изменении давления на циферблате барометра.

Барометры часто оснащены «запоминающей иглой». Вы сами устанавливаете ее на текущем показателе давления. При следующей проверке будет видно, что произошло с давлением.

Сегодня мы не будем разбирать, что такое миллибары или паскали, пока что достаточно будет запомнить:

Основные понятия и определения давления

ПОНЯТИЕ ДАВЛЕНИЯ:

Давление — это физическая величина, характеризующая интенсивность механического воздействия среды на поверхность тела в направлении, перпендикулярном к этой поверхности. Давление численно равно отношению усредненной перпендикулярной составляющей силы к величине поверхности:

где P — давление; Fn — усредненная перпендикулярная составляющая силы; S — площадь поверхности, где эта сила действует.

Физический смысл давления не сводится только к механической нагрузке, которую оказывает жидкость или газ на стенки трубопровода или резервуара. Давление является одной из ключевых теплотехнических величин и определяет: • скорость и направление движения жидких и газообразных сред, • плотность газов, • агрегатное состояние вещества при заданной температуре, • скорость и направление протекания многих химических реакций.

От той роли, которую играет давление в конкретном технологическом процессе, зависят требования к средствам измерения давления.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ:

Единицей давления в системе СИ является 1 Н/м² = 1 кг/(м·с²) . Данная единица имеет специальное наименование «паскаль» и обозначение «Па» (международное обозначение — «Pa»). Согласно паскаль вместе со своими десятичными кратными и дольными единицами (кПа, МПа ) является единственной допущенной к применению в технике единицей давления. Однако в силу традиций, а также соображений удобства (1 Па — слишком маленькая единица для большинства практических целей) на производстве до сих пор применяется ряд внесистемных единиц давления: • « на квадратный сантиметр», называемая также «технической атмосферой» (1 ат = 1 кгс/см² = 98,0665 кПа); • « на квадратный метр», численно равная «миллиметру водяного столба» (1 мм вод.ст. = 1 кгс/м² = 9,80665 Па); • «миллиметр ртутного столба» или «торр» (1 мм рт. ст. = 1 торр = 133,322 Па); • «бар» (1 бар = 100 кПа = 0,1 МПа); • «физическая атмосфера» (1 атм = 760 мм рт. ст. = 101,325 кПа).

У приборов производства США, Великобритании и других стран давление указывается в единицах системы мер, принятых в этих странах: • «psi» — «фунт силы на квадратный дюйм» (1 psi = 6,894757 кПа), • «inH2O» — «дюйм водяного столба» (1 inH2O = 249,089 Па)

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

В зависимости от начала и направления отсчета различают следующие виды давления:

• абсолютное давление (Р абс .) соответствует определению давления, данному выше. Нулевое абсолютное давление имеет полный вакуум, который на практике недостижим. Отрицательных значений абсолютное давление принимать не может. Именно абсолютное давление используется во всех формулах молекулярной физики и термодинамики, в частности, при расчете плотности газов, при определении агрегатного состояния вещества

• атмосферное давление (Р атм .) — это абсолютное давление атмосферного воздуха у поверхности Земли. Атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря, ускорения свободного падения и метеоусловий и находится обычно в пределах 93…104 кПа (700…780 мм рт. ст.). Нормальное атмосферное давление принято равным 101,325 кПа (760 мм рт. ст., 1 атм).

• избыточное давление (Р изб . = Р абс . — Р атм .) — измеряется относительно атмосферного. Нулевое избыточное давление означает равенство абсолютного давления среды и атмосферного давления. Положительное избыточное давление имеют среды с абсолютным давлением, большим, чем атмосферное. Отрицательное избыточное давление соответствует разреженным средам и вакууму и часто обозначается термином «вакууметрическое давление» (Р в = Р атм . — Р абс. = — Р изб .) или «разрежение». При этом под «избыточным давлением» понимается только давление, большее атмосферного. Необходимо отметить, что никаких принципиальных отличий между давлениями, большими атмосферного и меньшими атмосферного, не существует. Поэтому в дальнейшем под избыточным давлением будет пониматься также и разрежение, кроме случаев, когда необходимо учитывать знак давления (пределы измерений датчиков ).

• дифференциальное давление (∆Р = Р 2 — Р 1 ) — это разность давлений двух различных сред или одной среды в различных точках. В частности, избыточное давление (и разрежение) является дифференциальным давлением среды, измеренным относительно атмосферы. Поэтому любое средство измерения разности давлений может быть использовано для измерения избыточного давления и разрежения.

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ДАВЛЕНИЯ:

Метеоневроз

Это заболевание не числится среди официально признанных, однако по статистике им страдает каждый 4 житель планеты. Оно определяется не только зависимостью от смены погодных условий, но и адаптационным потенциалом организма. Страдающие на метеоневроз люди могут жаловаться на ухудшение самочувствия, доказать которые врачам не под силу.

То есть с медицинской точки зрения этот факт подтвердить не удается. Плохое самочувствие не является преувеличением или симуляцией и связано с психологическими факторами.

Такое состояние может быть вызвано следующими причинами:

• Высокая умственная нагрузка.
• Ожирение.
• Наследственность.
• Слабая двигательная активность.
• Недостаточное количество времени, проведенное на свежем воздухе.
• Пренебрежения рекомендациями относительно здорового образа жизни.

Человек может страдать от внезапно наступившего головокружения без видимых причин, одышки, ощущать повышенное сердцебиение и головные боли. Кроме этого, заметно ухудшается настроение, появляется нервозность и раздражительность. При сдаче анализов во время обследования все показатели остаются в норме, не подтверждая факт наличия заболевания.