Warum übt die Atmosphäre Druck auf die Erde aus?

Außer wenn der Wind weht, wissen Sie wahrscheinlich nicht, dass Luft Masse hat und Druck ausübt. Wenn es jedoch plötzlich keinen Druck gäbe, würde Ihr Blut kochen und die Luft in Ihrer Lunge würde sich ausdehnen, um Ihren Körper wie einen Ballon zu platzen. Doch warum hat Luft Druck? Es ist ein Gas, also könnte man meinen, es würde sich in den Weltraum ausdehnen. Warum hat irgendein Gas Druck? Kurz gesagt, weil Moleküle in der Atmosphäre Energie haben, also miteinander interagieren und voneinander abprallen, und weil sie durch die Schwerkraft gebunden sind, nahe beieinander zu bleiben. Schau genauer hin:

So funktioniert Luftdruck

Luft besteht aus einer Mischung von Gasen. Die Moleküle des Gases haben Masse (wenn auch nicht viel) und Temperatur. Sie können das ideale Gasgesetz verwenden, um den Druck zu visualisieren:

PV = nRT

wobei P der Druck ist, V das Volumen ist, n die Anzahl der Mol (bezogen auf die Masse) ist, R eine Konstante ist und T die Temperatur ist. Das Volumen ist nicht unendlich, weil die Schwerkraft der Erde genug "Zug" an den Molekülen hat, um sie nahe am Planeten zu halten. Einige Gase entweichen wie Helium, aber schwerere Gase wie Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid werden fester gebunden. Ja, einige dieser größeren Moleküle bluten immer noch in den Weltraum ab, aber terrestrische Prozesse absorbieren Gase (wie der Kohlenstoffkreislauf) und erzeugen sie (wie die Verdunstung von Wasser aus den Ozeanen)..

Da es eine messbare Temperatur gibt, haben die Moleküle der Atmosphäre Energie. Sie vibrieren und bewegen sich und stoßen gegen andere Gasmoleküle. Diese Kollisionen sind meist elastisch, was bedeutet, dass die Moleküle mehr abprallen als aneinander haften. Der "Sprung" ist eine Kraft. Wenn es auf eine Fläche wie Ihre Haut oder die Erdoberfläche aufgetragen wird, wird es zu Druck.

Wie hoch ist der atmosphärische Druck??

Der Druck hängt von der Höhe, der Temperatur und dem Wetter ab (hauptsächlich von der Menge des Wasserdampfs), daher ist er keine Konstante. Der durchschnittliche Luftdruck unter normalen Bedingungen auf Meereshöhe beträgt jedoch 14,7 Pfund pro Quadratzoll, 29,92 Zoll Quecksilber oder 1,01 × 10⁵ Pascals. Der Luftdruck ist in 5 km Höhe nur etwa halb so hoch.

Warum ist der Druck nahe der Erdoberfläche so viel höher? Es ist, weil es wirklich ein Maß für das Gewicht der Luft ist, die an diesem Punkt nach unten drückt. Wenn Sie hoch in der Atmosphäre sind, ist nicht viel Luft über Ihnen, die Sie nach unten drücken können. An der Erdoberfläche ist die gesamte Atmosphäre über Ihnen gestapelt. Obwohl Gasmoleküle sehr leicht und weit voneinander entfernt sind, gibt es viele von ihnen!