هل الهواء ليس له كتلة لذلك فهو يولد ضغطًا
الهواء ليس له كتلة لذلك فهو يولد ضغطًا
خطأ، الهواء لديه كتلة لأنه يتكون من جزيئات لذلك يولد ضغطًا، كل جزيء من جزيئات الهواء يحمل وزن ويمارس ضغطًا خفيفًا، ويمكن أن تولد جزيئات الهواء مجتمعة مع بعضها البعض الضغط المرتفع.
والذرات والجزيئات التي تشكل الطبقات المختلفة من الجو تتحرك باتجاهات عشوائية لذلك تولد ضغط. بالرغم من حجمها الصغير، فإنها عندما تصطدم بسطح ما، تولد قوة في السطح. كل جزيء من جزيئات الهواء صغير للغاية ولا يمارس سوى كمية قليلة من الضغط، لكن عندما تجتمع الجزيئات مع بعضها البعض، فإن الضغط الإجمالي يكون كبيرًا.
يمكن أن يزيد ضغط الهواء أو يتناقص بناء على عوامل عدة. أولًا، زيادة الجزيئات في وعاء ما سوف تزيد الضغط لأن زيادة الجزيئات سوف تزيد من عدد مرات الاصطدام في حدود الحاوية أو الوعاء الذي يحوي الجزيئات، وهذا بدوره يولد زيادة في الضغط.
ومن افضل الامثلة حول ذلك هو إضافة او طرح الهواء في إطارات السيارة. من خلال إضافة الهواء، فإن عدد الجزيئات يزداد، وبالتالي يزيد عدد مرات الاصطدام في إطار السيارة. زيادة عدد مرات الاصطدام يزيد من الضغط والقوة المطبقة على الإطار، وهذا يدفع الإطار لزيادة الحجم.
الطريقة الثانية لتغير ضغط الهواء هي من خلال زيادة او نقص الحرارة. إضافة الحرارة الى وعاء يمكن أن ينقل الطاقة الى جزيئات الهواء. الجزيئات ذات الحرارة الأعلى تتحرك بقوة أكبر، وتضرب الجدار أو حائط الوعاء بقوة أكبر، وهذا ينتج عنه زيادة في الضغط.
بما أن الجزيئات تتحرك في جميع الاتجاهات، يمكن أن تقوم أيضًا بضغط الهواء للأعلى عندما تصطدم بالجسم من الأسفل، وفي الغلاف الجوي، يمكن أن يتم ضغط الهواء في جميع الاتجاهات.
وفي الغلاف الجوي، عند زيادة الارتفاع، يقل عدد الجزيئات وبالتالي تقل كثافة الهواء، وهذا يعني نقص في الضغط الجوي. وبينما يمتد الغلاف الجوي لمئات الأميال، لكن نصف جزيئات الهواء الموجودة في الغلاف الجوي متركزة في أول 18000 قدم (5.6 كم). [1]
ما الذي يولد تغير في ضغط الهواء
هناك أمور اساسية يجب ان تعرفها فيما يتعلق بضغط الهواء وارتفاعه وانخفاضه، وهي:
- يزيد الضغط مع زيادة كثافة الهواء وينقص الضغط مع نقصان كثافة الهواء
- يزيد الضغط مع زيادة درجة الحرارة وينقص مع برودة الجو
- يزداد الضغط الجوي عند نقص الارتفاع وينقص مع زيادة الارتفاع
- يتحرك الهواء من الضغط الجوي المرتفع الى الضغط الجوي المنخفض
- يتم قياس ضغط الهواء من خلال أداة الطقس التي تعرف باسم البارومتر.
عند زيادة الجزيئات في الهواء في منطقة ما، فإنها تزيد من الضغط المطبق على تلك المنطقة، وبالتالي يزيد الضغط الجوي الإجمالي فيها. أما عندما تنقص جزيئات الهواء في منطقة ما، فإن الضغط الجوي ينخفض فيها، ويعرف باسم الضغط المنخفض.
الضغط الجوي غير موحد عبر الارض، ويتراوح من980 إلى 1050 ميللي بار، ويتغير مع الارتفاع. وكلما زاد الارتفاع، ينخفض ضغط الهواء، لأن عدد جزيئات الهواء يقل عند الارتفاعات العالية. عندها تنخفض كثافة الهواء وضغط الهواء، ويبلغ ضغط الهواء أعلى مستوياته عند مستوى سطح البحر، لأن كثافة الهواء تكون أكبر.
تقلبات الضغط الجوي لها العديد من التأثيرات على مجالات عديدة، من ضمنها سير الطائرات، والتنقيب عن النفط والغاز والغوص. وتحديد قياس الضغط بشكل دقيق يساعد في تحديث معايير السلامة الخاصة بالضغط الجوي. [2] [3]
ما أهمية قياس ضغط الهواء
من المهم للغاية قياس الضغط الجوي في الوقت الحالي، ولقياس الضغط الجوي أهمية كبيرة في الارصاد الجوية، وعلم المناخ، ومراقبة جودة الهواء والسلامة.
- أهمية قياس ضغط الهواء في التنبؤ بالطقس
- أهمية قياس ضغط الهواء في تنظيم جودة الهواء
- أهميه في الحفاظ على الصحة
في التنبؤ بالطقس: مراقبة الضغط الجوي أمر مهم للغاية في التنبؤ بالطقس. ومن الممكن أن يساعد تتبع التحولات في ضغط الهواء خبراء الأرصاد الجوية في التنبؤ بالتغيرات في درجة الحرارة والرطوبة وهطول الأمطار بسبب العلاقة الوثيقة بين كل منهم.
التنبؤ بالطقس مثل العواصف الاستوائية والأعاصير هي أمر مهم من اجل الوقاية منها ومواجهة الكوارث والسلامة العامة. لذلك معرفة الضغط الجوي يمكن أن يساعد في أخذ الاحتياطات اللازمة من الكوارث البيئية.
من الممكن أن يقوم علماء الأرصاد الجوية بالتنبؤ بالعواصف من خلال معرفة التغيرات وتتبعها في ضغط الهواء مع مرور الوقت.
أهمية في تنظيم جودة الهواء: يمكن أن تتأثر جودة الهواء بتغير الضغط الجوي. حيث أن بعض الأنظمة منخفضة الضغط الجوي يمكن أن تقوم بوضع الملوثات بشكل قريب من الأرض، وهذا بدوره يمكن أن يقلل من جودة الهواء ويؤدي للكثير من المخاطر الصحية.
في حال قامت الوكالات البيئية بمراقبة التغيرات في الضغط الجوي، يمكن أن تستطيع تعيين المخاطر المحتملة في جودة الهواء وتقوم باحتياطات تصحيحة من اجل الوقاية من هذه المشكلة قبل أن تزداد خطورتها.
في الحفاظ على الصحة: أي تغيرات في الضغط الجوي يمكن أن يكون لها تأثيرات سلبية على صحة الإنسان. الكثير من المشاكل الصحية، مثل داء المرتفعات ونقص الأكسجة، نتيجة للتواجد على ارتفاعات عالية يكون فيها الضغط الجوي منخفض. لذلك مراقبة الضغط الجوي هو أمر ضروري للغاية من أجل الأشخاص الذين يعيشون على ارتفاعات عالية. [3]
يقل الضغط في المناطق المرتفعة
القاعدة العامة هي أن الضغط الجوي ينخفض عند زيادة الارتفاع. على سبيل المثال، الضغط الجوي في جبل دينالي في ألاسكا، الولايات المتحدة الأمريكية هو نصف الضغط في مدينة هونولولو، في هاواي، الولايات المتحدة. ومدينة هونولولو هي مدينة تقع على مستوى سطح البحر. أما جبل دينالي الذي يعرف سابقًا باسم جبل ماكينلي هو أعلى قمة جبلية في أمريكا الشمالية.
عند نقص الضغط، فإن كمية الأكسجين التي يمكن استنشاقها تتناقص. وفي المرتفعات العالية للغاية، الضغط الجوي والاكسجين يكون قليل للغاية لذلك يمكن أن يصاب الاشخاص بأمراض خطيرة نتيجة نقص الأكسجة وهذا الأمر يمكن أن يؤدي للوفاة لأن الدماغ يحتاج الى كميات كبيرة من الأكسجين من اجل أن تستمر الوظائف الحيوية في الجسم.
نتيجة لذلك، يستخدم متسلقو الجبال عبوات الاكسجين عندما يتسلقون الجبال المرتفعة. بالاضافة الى ذلك، يقومون بأخذ استراحات متعددة من اجل الاعتياد على الارتفاع قبل الانتقال الى مرتفعات أعلى. لأن الانتقال بسرعة يمكن أن يسبب مرض يدعى تخفيف الضغط. ويحدث هذا المرض عند الغواصون الذين يصعدون لسطح الماء بسرعة بعد الغوص في مرتفعات عميقة للغاية. [4]