Atmospheric pressure


Published on

Published in: Technology, Business
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Total views
On SlideShare
From Embeds
Number of Embeds
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Atmospheric pressure

  1. 1. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA     Facultad de Ingeniería    TECHNICAL ENGLISH   SECCIÓN “A”      Atmospheric Pressure         POR: Jaime Alexander Aguirre Ramos  200818410  Civil Floridalma Esperanza Quintana Quiñones  200815490  Civil Rossio Alejandra Zometa Herrarte  201213588  Civil Fernando Martínez  200815406  Civil Byron Sipaque  200818990  Civil         Guatemala, April 11th. 
  2. 2.     INTRODUCTION  Atmospheric pressure, also called barometric pressure, force per unit area exerted by an atmospheric  column  (that  is,  the  entire  body  of  air  above  the  specified  area). Atmospheric pressure can be measured with a mercury barometer (hence the commonly used synonym barometric pressure), which indicates the height of a column of mercury that  exactly  balances  the  weight  of  the  column  of  atmosphere  over  the  barometer. Atmospheric pressure is also measured using an aneroid barometer, in which the sensing element  is  one  or  more  hollow,  partially  evacuated,  corrugated  metal  disks  supported against collapse by an inside or outside spring; the change in the shape of the disk with changing pressure can be recorded using a pen arm and a clock­driven revolving drum.      OBJECTIVES  • Describe the atmospheric pressure and its effects on fluids.  • Demonstrate the Archimede’s Principle  • Understanding how atmospheric pressure affects.      
  3. 3. ATMOSPHERIC PRESSURE Atmospheric pressure, also called barometric pressure, force per unit area exerted by an atmospheric column (that is, the entire body of air above the specified area). Atmospheric pressure can be measured with a mercury barometer (hence the commonly used synonym barometric pressure), which indicates the height of a column of mercury that exactly balances the weight of the column of atmosphere over the barometer. Atmospheric pressure is also measured using an aneroid barometer, in which the sensing element is one or more hollow, partially evacuated, corrugated metal disks supported against collapse by an inside or outside spring; the change in the shape of the disk with changing pressure can be recorded using a pen arm and a clock‐driven revolving drum. Atmospheric  pressure  is  expressed  in  several  different  systems  of  units:  millimetres (or  inches)  of  mercury,  pounds  per  square  inch  (psi),  dynes  per  square  centimetre, millibars (mb), standard atmospheres, or kilopascals. Standard sea‐level pressure, by definition, equals 760 mm (29.92 inches) of mercury, 14.70 pounds per square inch, 1,013.25  ×  103  dynes  per  square  centimetre,  1,013.25  millibars,  one  standard atmosphere, or 101.35 kilopascals. Variations about these values are quite small; for example,  the  highest  and  lowest  sea‐level  pressures  ever  recorded  are  32.01  inches (in  the  middle  of  Siberia)  and  25.90  inches  (in  a  typhoon  in  the  South  Pacific).  The small  variations  in  pressure  that  do  exist  largely  determine  the  wind  and  storm patterns of the Earth. Near  the  Earth’s  surface  the  pressure  decreases  with  height  at  a  rate  of  about  3.5 millibars  for  every  30  metres  (100  feet).  However,  over  cold  air  the  decrease  in pressure  can  be  much  steeper  because  its  density  is  greater  than  warmer  air.  The pressure  at  270,000  metres  (10−6  mb)  is  comparable  to  that  in  the  best  man‐made vacuum ever attained. At heights above 1,500 to 3,000 metres (5,000 to 10,000 feet), the  pressure  is  low  enough  to  produce  mountain  sickness  and  severe  physiological problems unless careful acclimatization is undertaken. Standard atmospheric pressure The standard atmosphere (symbol: atm) is a unit of pressure and is defined as being equal to 101.325 kPa.[1] The following units are equivalent, but only to the number of decimal  places  displayed:  760  mmHg  (torr),  29.92  inHg,  14.696  psi,  1013.25 millibars/hectopascal.  One  standard  is  standard  pressure  used  for  pneumatic  fluid power  (ISO  R554),  and  in  the  aerospace  (ISO  2533)  and  petroleum  (ISO  5024) industries.  In  1971,  the  International  Union  of  Pure  and  Applied  Chemistry  (IUPAC) said  that  for  the  purposes  of  specifying  the  properties  of  substances,  "the  standard pressure" should be defined as precisely 100 kPa (≈750.01 torr) or 29.53 inHg rather than the 101.325 kPa value of “one standard atmosphere”.[2] This value is used as the standard pressure for the compressor and the pneumatic tool industries (ISO 2787).[3] 
  4. 4. (See  also  Standard  temperature  and  pressure.)  In the  United  States,  compressed  air  flow  is  often measured in "standard cubic feet" per unit of time, where  the  "standard"  means  the  equivalent quantity  of  air  at  standard  temperature  and pressure.  For  every  1,000  feet  you  ascend,  the atmospheric  pressure  decreases  by  about  4%. However,  this  standard  atmosphere  is  defined slightly differently: temperature = 20 °C (68 °F), air density  =  1.225 kg/m³  (0.0765 lb/cu ft),  altitude  = sea  level,  and  relative  humidity  =  20%.  In  the  air conditioner  industry,  the  standard  is  often temperature = 0 °C (32 °F) instead. For natural gas, the  Gas  Processors  Association  (GPA)  specifies  a standard temperature of 60 °F (15.6 °C), but allows  15 year average mean sea level pressure a  variety  of  "base"  pressures,  including  14.65 psi  for June, July, and August (top) and (101.0 kPa),  14.656 psi  (101.05 kPa),  14.73 psi  December, January, and February (101.6 kPa)  and  15.025 psi  (103.59 kPa).[4]  For  a  (bottom)given  "base"  pressure,  the  higher  the  air  pressure, the colder it is; the lower the air pressure, the warmer it is. Mean sea level pressure (MSLP) is the pressure at sea level or  (when measured at a given  elevation  on  land)  the  station  pressure  reduced  to  sea  level  assuming  an isothermal layer at the station temperature. This  is  the  pressure  normally  given  in  weather  reports  on  radio,  television,  and newspapers  or  on  the  Internet.  When  barometers  in  the  home  are  set  to  match  the local weather reports, they measure pressure reduced to sea level, not the actual local atmospheric pressure. See Altimeter (barometer vs. absolute). The reduction to sea level means that the  normal range of fluctuations in pressure is the  same  for  everyone.  The  pressures  that  are  considered  high  pressure  or  low pressure  do  not  depend  on  geographical  location.  This  makes  isobars  on  a  weather map meaningful and useful tools. The  altimeter  setting  in  aviation,  set  either  QNH  or  QFE,  is  another  atmospheric pressure reduced to sea level, but the method of making this reduction differs slightly. QNH The barometric altimeter setting that will cause the altimeter to read airfield elevation when  on  the  airfield.  In  ISA  temperature  conditions  the  altimeter  will  read  altitude above mean sea level in the vicinity of the airfield QFE 
  5. 5. The barometric a altimeter se etting that w will cause an n altimeter  to read zero o when at the refere ence  datum of  a  particular  airfie (in  gen m  eld  nway  threshold).  In  IS neral,  a  run SA tempe erature conditions the  altimeter w will read heiight above tthe datum iin the viciniity of the   airfield. QFE  a QNH  ar arbitrary Q  codes  r and  re  y  rather  than  abbreviatio ons,  but  the  mnemoni ics "Nauttical Height" " (for QNH) and "Field Elevation" (for QFE) arre often use ed by pilots to distinguish them. Avera age sea­level l pressure is s 101.325 k  kPa (1013.2 25 mbar, or  hPa) or 29 9.92 inches of mercu ury (inHg) o or 760 mill limeters (m mmHg). In  aviation we eather repo orts (METAR R), QNH  is  transmit tted  around the  world in  milliba or  hecto d  d  ars  opascals  (1  millibar  =  1 hectop pascal), exc cept in the U United States, Canada, a and Colombia where it is reported in inches s (to two de ecimal place es) of mercu ury. (The United States s and Canad da also repo ort sea  le evel  pressur SLP,  whic is  reduc to  sea  l re  ch  ced  level  by  a  d different  mmethod,  in  the remar section,  not  an  inte rks  ernationally transmitte part  of  t code,  in  hectopasca y  ed  the  als or  miillibars.[5]  However,  in Canadas  public  wea H n  ather  report sea  leve pressure  is  ts,  el instea reported in  kilopas ad  d  scals  [1],  w while  Environment  Canadas  stan ndard  unit  of pressu ure is the same [2] [3].) In the we eather code e, three digi its are all th hat is neede ed; decimmal points an nd the one o or two most t significant t digits are  omitted: 10 013.2 mbar  or 101.32 kPa is tra ansmitted a as 132; 1000 0.0 mbar or r 100.00 kP Pa is transm mitted as 00 00; 998.7  mbar or 99 9.87 kPa is  transmitted d as 987; ettc. The high hest sea­leve el pressure o on Earth  occurs  in  Siberia,  wh here  the  Sib berian  High often  atta h  ains  a  sea­llevel  pressu ure above e 1050.0 mb bar (105.00 kPa). The lo owest meas surable sea­ ­level pressu ure is found at the ceenters of tro opical cyclonnes and torn nadoes. Altitu ude atmos spheric pressure var riation Pressu varies  smoothly  f ure  from  the  Earths  surfa to  the  top  of  the  mesospher ace  re. Althou the  pre ugh  essure  channges  with  th weather,  NASA  has  averaged  th conditions  he  he for  al parts  of  the  earth  y ll  year‐round. As  altitud increases atmosphe .  de  s,  eric  pressu ure decrea ases.  One  can  calcu ulate  the  a atmospheri pressure at  a  giv ic  e  ven  altitud de. Temperature and d humidity a also affect t the atmosph heric pressu ure, and it is s necessary to know these to compute an accurate    
  6. 6. Within the  tropo n  osphere,  th following equation  relates  atm he  g  mospheric  p pressure  p to altitud de h   where e the consta ant paramet ters are as d described be elow:  ameter  Para iption  Descri Value p0  sea level stand dard atmosph heric pressur re 101325 5 PaL  tem mperature la apse rate 0.0065 K K/mT0   sea level stand dard tempera ature 288.1 15 Kg  Ea arth‐surface g gravitational l acceleration n 9.80665 m 2 m/sM  mo olar mass of dry air 0.0289644 kg/m molR  un niversal gas c constant 8.31447 J/(mol l•K)Local l atmospheric press sure variat tion Atmosspheric  preessure  variies  widely  on  Earth,  and these  changes  ar importan in  studyin weather and  re  nt  ng  r climat See  pre te.  essure  syst tem  for  the effects  of  air  e pressu ure variatioons on weathher. Atmos spheric preessure showws a diurnal l or semidiuurnal (twicee‐daily) cycle caused by global atm mospheric t tides. This  effect  is  strongest  in  tropica zones,  with  al  Hur rricane Wilmaa on 19 Octob ber amplitude of a feew millibarss, and almoost zero in  p polar  200 05–88.2 kPa (1 12.79 psi) in e eye areas.. These variiations have e two superrimposed cy ycles, a  circ cadian  (24 h)  cycle  a and  semi‐ccircadian  (112 h) cycle. Atmo ospheric p pressure re ecords The  h highest  baro ometric  pre essure  ever recorded  on  Earth  w 1,085.7  hectopasca r  was  als (32.06 6 inHg) mea asured in To onsontseng gel, Mongolia on 19 Dec cember 20001.The lowe est non‐toornadic atm mospheric pressure eve er measuredd was 870 h hPa (25.69 in nches), set o on 
  7. 7. 12 October 1979, during Typhoon Tip in the western Pacific Ocean. The measurement was based on an instrumental observation made from a reconnaissance aircraft. Atmospheric pressure based on height of water Atmospheric  pressure  is  often  measured  with  a  mercury  barometer,  and  a  height  of approximately  760  millimetres  (30 in)  of  mercury  is  often  used  to  illustrate  (and measure)  atmospheric  pressure.  However,  since  mercury  is  not  a  substance  that humans commonly come in contact with, water often provides a more intuitive way to visualize the pressure of one atmosphere. One  atmosphere  (101 kPa  or  14.7 psi)  is  the  amount  of  pressure  that  can  lift  water approximately 10.3 m (34 ft). Thus, a diver 10.3 m underwater experiences a pressure of about 2 atmospheres (1 atm of air plus 1 atm of water). This is also the maximum height to which a column of water can be drawn up by suction. Low  pressures  such  as  natural  gas  lines  are  sometimes  specified  in  inches  of  water, typically  written  as  w.c.  (water  column)  or  W.G.  (inches  water  gauge).  A  typical  gas using residential appliance is rated for a maximum of 14 w.c., which is approximately 35 hPa. In  general,  non‐professional  barometers  are  aneroid  barometers  or  strain  gauge based. See pressure measurement for a description of barometers. Boiling point of water Water  boils  at  about  100  °C  (212 °F)  at  standard atmospheric  pressure.  The  boiling  point  is  the temperature at which the vapor pressure is equal to the  atmospheric  pressure  around  the  water. Because of this, the boiling point of water is lower at lower  pressure  and  higher  at  higher  pressure.  This is  why  cooking  at  elevations  more  than  3,500 ft (1,100 m)  above  sea  level  requires  adjustments  to recipes.[10]  A  rough  approximation  of  elevation  can be obtained by measuring the temperature at which water boils; in the mid‐19th century, this method was used by explorers.     
  8. 8. Experiments SOLAR GLOBE You can see that at:! Materials: * Waste Bags Black * Scissors * Tape * Hair Dryer The larger the size of garbage bags that you get, the lighter will be your solar globe, and you will avoid adding tape to join sections. But do not neglect the quality of the bag.  Being  thinner,  it  will  be  lighter  too,  and  is  just  what  we  need.  So  I  do  not recommend the stock or good quality brand, as its high resistance is due to increased film thickness. The tape must be of medium or good quality, because if not paste properly, can ruin your home to a hot air balloon flight time. Procedure: As you can imagine, this experiment is very simple. Just cut a lot of garbage bags with the help of scissors. It is not easy to give an exact value of the dimensions, since theyll depend of the final weight of your solar balloon, solar radiation in the area where you live, etc.. But as a rule, the size of your balloon should be around one meter diameter, and about four in length. Thus,  to  calculate  the  dimensions  of  the  piece  you  have  to  assemble,  you  have  to calculate the circumference of the globe. Heres an example: We  manufacture  a  solar  balloon  diameter  of  1.5  meters  and  5  meters  long.  The perimeter of the same will be:  1.5  4.7   So the dimensions of the rectangle you have to create, hitting the bags of waste will be 4.7 meters x 5 meters. To  join  sections,  overlapping  them  or  can  put  one  right  next  to  each  other  (I recommend  the  latter).  Forcibly  presses  the  tape  to  the  paste;  recalled  that  the adhesive tape classified using pressure sensitive adhesives. 
  9. 9. Do not close your entire solar globe, leaving a small hole about 15 centimeters. They put the hair dryer to inflate (careful not to burn the bag). When ready, close the hole with tape. Its time for takeoff! The  following  video  is  a  clear  and  successful  example  of  a  home  solar  balloon  in operation.  How It Works  First  of  all,  I  would  like  a  little  clarification.  The  balloons  solar  powered  solar radiation,  hot  air  hair  dryer  use  it  only  to  accelerate  the  process. Everything has to do with the "famous" principle of Archimedes. While we have seen in  several  experiments  home,  let  us  refresh  her  memory.  He  himself  says  that: An  object  immersed  in  a  fluid  receives  an  upward  force  (called  thrust),  equal  to  the weight of the displaced fluid volume. Obviously  the  object  is  our  balloon,  and  fluid  is  atmospheric  air. As our own solar balloon hot air, whose density is less than cold air, the weight of it will be low. The force that pushes the balloon down, is the weight of it. On the other hand,  we  push  the  atmospheric  air  exerts  on  the  balloon.  Would  look  like: Weight Thrust  When the weight of our balloon, is less than the thrust that it receives, when it is off and  is  kept  floating  in  the  air.  It  seems  strange  to  call  this  as  "floating",  but  its  just what happens, like a boat, but here the fluid is not water but a gas (atmospheric air). When we add hot air hair dryer, the fluid within it begins to cool, since heat escapes it. After several minutes, the density of air inside the balloon would be such that it could not take off. 
  10. 10.  But  the  sun  does  yours  here  as  it  stays  warm  the  fluid.  Not  by  chance,  we  indicated that waste bags must be black. This makes our homemade balloon  absorbs the most solar radiation.  When the weight of our balloon, is less than the thrust that it receives, when it is off and  is  kept  floating  in  the  air.  It  seems  strange  to  call  this  as  "floating",  but  its  just what happens, like a boat, but here the fluid is not water but a gas (atmospheric air). When we add hot air hair dryer, the fluid within it begins to cool, since heat escapes it. After several minutes, the density of air inside the balloon would be such that it could not take off.  But  the  sun  does  yours  here  as  it  stays  warm  the  fluid.  Not  by  chance,  we  indicated that waste bags must be black. This makes our homemade balloon  absorbs the most solar radiation.   ATMOSPHERIC PRESSURE AND CANDIES  You can see that at: To mention a couple, we can recall the experience called Experiment with air pressure where we appreciate how easy it is crushed a can of soda, or the one published later (Another experiment with atmospheric pressure) where an egg gets almost magically in a container whose peak is smaller than him. Today is the turn of the candy, which transforms this experiment in tempting and fun.  Materials:  * Container with vacuum pump * Sweets These  containers  are  used  in  cooking,  food  storage  vacuum. Sweets  are  very  common,  although  their  name  varies  widely  between  different countries.  Can  be  found  as  "Baubles,"  "Gummy,"  etc..  They  are  made  with  sugar  and gelatin, which gives a very particular and rubbery. 
  11. 11. Procedure:  This home is very simple experiment. Just put the candy in the bowl, cover and begin to  operate  the  vacuum  pump.  You  see,  the  candy  will  begin  to  increase  its  size. When  you  open  the  container,  you  will  hear  the  sound  of  air  entering  the  same  and watch the candy regain their size with great speed. The following video shows step by step the experiment, and while it is in Spanish, you do  not  understand  anything  of  it,  because  what  interests  us  is  well  illustrated.  How does it work? As  mentioned  before,  these  kinds  of  candies  are  made  with  sugar  and  gelatin.  What gives you that look so rubbery, it is precisely the amount of air they contain. But the air is perfectly enclosed and encapsulated in small bubbles, so you cannot escape from there. When we begin to operate the vacuum pump, the pressure inside the container starts to decrease, but the pressure within the air bag remains sweets atmospheric pressure, since, as mentioned, cannot escape. So far, the pressure inside the bubbles of the candy is greater than the pressure within the  container,  so  that  the  first  pushes  out  the  walls  of  each  airbag  and  sweet  as  the material  is  less  stiff,  as  its  size  increases  magic. When  we  opened  the  container,  the  pressure  within  it  is  equal  to  atmospheric,  and thus also the pressure inside the bubbles of sweet.  So that there is no more pressure exerting a force on the inner walls of the air bag. Similarly, if we could increase the pressure inside the container, the opposite would occur,  and  sweets  decrease  their  size,  and  then  would  recover  when  opening  the container.   
  12. 12. CONCLUSIONS  • Atmospheric pressure is the force per unit area exerted by an atmospheric.    • Atmospheric pressure can be measured with a mercury barometer.    • The  Archimedes  discovered  the  following  principle  an  object  is  immersed  in  a  fluid  is  buoyed  up  by  a  force  equal  to  the  weight  of  the  fluid  displaced  by  the  object.     REFERENCE   Technical English Booklet. Universidad de San Carlos.  Engineering School. Second Edition