ความหนาแน่นและความกดอากาศ

ผู้สนใจ สามารถดาว์นโหลด ชุดฝึกฉบับเต็มได้ที่ ไฟล์

               ความหนาแน่นของอากาศ   คือ  มวลของอากาศกับปริมาตรของอากาศ  มีหน่วยวัดเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร หรือกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

 ตารางแสดงความหนาแน่นของอากาศที่ระดับความสูงจากน้ำทะเลในระดับต่างๆ 

ความสูงจากระดับน้ำทะเล

ความหนาแน่นของอากาศ

กิโลเมตร (km)

กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร( g/cm3)

กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร  (kg/m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0.001225

0.001007

0.000819

0.000660

0.000526

0.000414

0.000312

0.000228

0.000166

0.000122

0.000089

1.225

1.007

0.819

0.660

0.526

0.414

0.312

0.228

0.166

0.122

0.089

ที่มา :  (กุณฑรี   เพ็ชรทวีพรเดช  และคณะ   2546, 301)

 

ความหนาแน่น  (g/cm3)

0.0013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0011

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.009

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.007

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.006

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.002

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

รูปที่ 1   กราฟแสดงความหนาแน่นของอากาศที่ระดับความสูงต่างกัน

จากข้อมูลในตารางสรุปได้ว่า

      อากาศมีความหนาแน่นมากที่สุดที่ระดับน้ำทะเล  (0  กิโลเมตรจากระดับน้ำทะเล)   มีค่าประมาณ  1.23  กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร   นั่นคือ   ถ้าความสูงจากระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น  ความหนาแน่นของอากาศจะมีค่าลดลง   ซึ่งค่าที่ลดลงนี้จะลดลงมากในระดับใกล้ผิวโลก  แล้วค่อย ๆ  ลดน้อยลงเมื่ออยู่ห่างจากผิวโลกมากขึ้น

ความดันอากาศหรือความกดอากาศ  

          แรงดันอากาศบนพื้นที่ขนาดไม่เท่ากัน จะมีค่าไม่เท่ากัน  ถ้าพื้นที่มากแรงดันอากาศที่กระทำต่อพื้นที่นั้นก็มากด้วย  ค่าของแรงดันอากาศต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ที่รองรับนั้น เรียกว่า  ความดันอากาศ  ในการพยากรณ์อากาศนิยมเรียกความดันอากาศว่า  ความกดอากาศ 

         ความดันของอากาศ  คือ  ค่าของแรงดันอากาศต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ที่รองรับแรงดันนั้น และแรงดันอากาศบนพื้นที่ขนาดต่าง ๆ กันมีค่าไม่เท่ากันคือ  ถ้าพื้นที่มากแรงดันอากาศที่กระทำต่อพื้นที่นั้น  ก็มากด้วย  ซึ่งในการพยากรณ์อากาศเราเรียกว่า ค่าความดันอากาศนี้ว่า  ความกดอากาศ

ความสัมพันธ์ระหว่างความดันของอากาศกับระดับความสูง   มีดังนี้

      1.    เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น   ความดันของอากาศจะลดลง 

     2.    เมื่อระดับความสูงลดลง      ความดันของอากาศจะเพิ่มขึ้น  

     3.    ที่ระดับความสูงเดียวกัน  (เท่ากัน)  ความดันของอากาศจะมีค่าเท่ากัน

ตารางแสดงความหนาแน่นของอากาศที่ระดับความสูงจากน้ำทะเลในระดับต่าง ๆ

ความสูงจากระดับน้ำทะเล

ความดันอากาศหรือความกดอากาศ

กิโลเมตร (km)

มิลลิเมตรของปรอท  (mm ของปรอท)

นิวตันต่อตารางเมตร  (N/m2)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

760

675

600

530

470

410

360

320

280

245

210

185

160

140

1.01  x  105

0.90  x  105

0.80  x  105

0.71  x  105

0.63  x  105

0.55  x  105

0.48  x  105

0.43  x  105

0.37  x  105

0.33  x  105

0.28  x  105

0.25  x  105

0.21  x  105

0.19  x  105

ที่มา :  (กุณฑรี   เพ็ชรทวีพรเดช  และคณะ   2546,  303)

จากข้อมูลในตารางสรุปได้ว่า

ที่ระดับความสูงมากขึ้น   ความดันอากาศหรือความกดอากาศมีค่าลดลงโดยเฉลี่ยความดันของอากาศจะลดลง  1  มิลลิเมตรของปรอท   เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น  11  เมตร

\    ความสูงของยอดเขา   =   (760  -  ความดันของอากาศบนยอดเขา)   x   11  เมตร

สรุป     ถ้ายิ่งมีความสูงมากขึ้น   ความดันบรรยากาศจะมีค่าลดลงเรื่อย ๆ 

ความดันบรรยากาศ  (mmHg)

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

750

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

650

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

550

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

450

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

350

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

ความสูงจากระดับน้ำทะเล  (km) 

ความดัน  1  บรรยากาศ   หรือความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลมีค่า

                                =    760  มิลลิเมตรของปรอท

                                 =    10.3  เมตรของน้ำ

                                =    1,013.25  มิลลิบาร์  (นิยมใช้ทางอุตุนิยมวิทยา)

                                =    10.01  x  105   นิวตันต่อตารางเมตร

การทดลองที่แสดงว่าอากาศมีแรงดัน  เช่น  การเป่าลูกโป่ง   การดูดน้ำจากหลอดกาแฟ    วิธีการลักน้ำหรือไซฟอน  การทำของเล่นเด็ก (ปืนลูกดอก)   เป็นต้น

สำหรับความดันของอากาศใกล้ผิวโลกเรายึดถือว่า  ความดันอากาศจะลดลง  1  มิลลิเมตร ของปรอท ทุก ๆ ระยะความสูงขึ้นไป 11 เมตร  ซึ่งค่าความสัมพันธ์นี้สามารถนำไปใช้คำนวณหา ความสูงจากระดับน้ำทะเลได้

    ตัวอย่างที่ 1    เมื่อเอาบารอมิเตอร์ไปวางบนยอดเขาแห่งหนึ่ง  อ่านระดับปรอทได้  590  มิลลิเมตรของปรอท    ยอดเขานี้สูงจากระดับน้ำทะเลเท่าใด

วิธีทำ     ความดันอากาศบนยอดเขาลดลง  760-590  =  170 mmHg    

ความดันอากาศลดลง                     1    mmHg   ต่อความสูง          11 m  

ถ้าความดันของอากาศลดลง     170   mmHg  ต่อความสูง   11x170                                                                                                          =   1,870  m\  ยอดเขาจะสูงจากระดับน้ำทะเล                                               =   1,870  เมตร   

การวัดความดันอากาศหรือความกดอากาศ เรานิยมใช้เครื่องมือที่เรียกว่า  บารอมิเตอร์  (barometer)    ซึ่งมีอยู่หลายชนิดดังนี้

บารอมิเตอร์แบบปรอท  ( mercury  barometer)

      บารอมิเตอร์แบบปรอท ประกอบด้วยหลอดแก้วกลวงยาว  ปลายด้านหนึ่งปิด บรรจุปรอทเต็มหลอดแก้ว  คว่ำปากหลอดแก้วลงในภาชนะที่มีปรอทอยู่จะพบว่าปรอทในหลอดแก้วลดลงเล็กน้อย   โดยยังคงเหลือปรอทในหลอดแก้วอยู่สูงเหนือระดับปรอทในภาชนะ  76  เซนติเมตร  หรือ  760  มิลลิเมตร  ส่วนที่วางเหนือปรอทในหลอดแก้วจะเป็นสุญญากาศ   ใช้หลักการที่อากาศสามารถดันของเหลวให้อยู่ในหลอดแก้วได้

แอนิรอยด์บารอมิเตอร์  ( aneroid  barometer)

      แอนิรอยด์บารอมิเตอร์ ประกอบด้วยกล่องโลหะที่สุญญากาศออกเกือบหมด  ความดันอากาศภายนอกจะทำให้ตลับยืดหรือหดได้  มีผลทำให้เข็มที่หน้าปัดเปลี่ยนตำแหน่งด้วย เราสามารถอ่านค่าความดันอากาศได้จากเข็มชี้บนหน้าปัดซึ่งมีตัวเลขแสดงความดันอากาศ

แอลติมิเตอร์  ( altimeter)

       แอลติมิเตอร์ ดัดแปลงมาจากแอนิรอยด์บารอมิเตอร์  ใช้สำหรับวัดความสูง โดยใช้ติดไว้บนเครื่องบินและติดตัวนักกระโดดร่มเพื่อบอกความสูง

บารอกราฟ  ( barograph)

      บารอกราฟ  ดัดแปลงมาจากแอนิรอยด์บารอมิเตอร์  ใช้บันทึกความดันอากาศได้ต่อเนื่อง โดยแกนที่ขึ้นลงตามการบุบของตลับโลหะจะดันเข็มชี้ให้เคลื่อนที่

 

(ผู้สนใจ สามารถดาว์นโหลด ชุดฝึกฉบับเต็มได้ที่ ไฟล์)

บันทึกนี้เขียนที่ GotoKnow โดย  ใน ชุดฝึกปฏิบัติกิจกรรมวิทยาศาสตร์ ม.1



ความเห็น (10)

นพดล
IP: xxx.183.45.218
เขียนเมื่อ 

ขอบคุณ คุณครูไพวัลย์ มากครับ

be
IP: xxx.53.151.3
เขียนเมื่อ 

ดีจัง ได้ความรู้ด้วยล่ะ

...
IP: xxx.155.43.224
เขียนเมื่อ 

Goodๆๆๆๆๆ มาก

แก้วตา
IP: xxx.46.232.113
เขียนเมื่อ 

ทำการบ้านเสร็จเลยดีค่ะ


นนทกานต์
IP: xxx.93.207.214
เขียนเมื่อ 

ดีมากๆเลยคับได้ความรู้เยอะเลยคับ


ภัทรพล
IP: xxx.232.34.151
เขียนเมื่อ 

จะสอบเเล้วหาอ่านที่ไหนก็ๆม่มีเลยหาทางgoogleเลยเจอครับสุดยอดมากเลย

ณัฐณิชา สุวรรณภักดี
IP: xxx.229.90.141
เขียนเมื่อ 

เนย
IP: xxx.68.107.162
เขียนเมื่อ 

ขอบคุณมากนะคะหาคำตอบตั้งนานพอมาเว็บนี้เเล้วรู้เลย ขอบคุณมากจริงๆค่ะ

ศศิวิมล
IP: xxx.232.204.194
เขียนเมื่อ 

โหลดไฟล์ยังไงคะ โหลดไฟล์ไม่ได้เลย

เขียนเมื่อ 

สับสนมากคับคือบางอันก็บอกความดันอากาศยิ่งสูงยิ่งมากบางอันบอกยิ่งสูงยิ่งน้อยอธิบายให้เข้าใจหน่อยคับ