Waarom oefent de atmosfeer druk uit op de aarde?

De reden waarom lucht druk uitoefent

Lucht heeft druk omdat moleculen energie hebben om te interageren en omdat zwaartekracht de gassen bij elkaar houdt in de buurt van de aarde. John Lund, Getty Images

Behalve als de wind waait, weet je waarschijnlijk niet dat lucht massa heeft en oefent druk uit . Maar als er plotseling geen druk zou zijn, zou je bloed koken en zou de lucht in je longen uitzetten om je lichaam als een ballon te laten knappen. Maar waarom heeft lucht druk? Het is een gas, dus je zou kunnen denken dat het uitzet in de ruimte. Waarom heeft elk gas druk? In een notendop, het is omdat moleculen in de atmosfeer energie hebben, zodat ze op elkaar inwerken en op elkaar stuiteren, en omdat ze door de zwaartekracht gebonden zijn om bij elkaar in de buurt te blijven. Neem een ​​kijkje:

Hoe luchtdruk werkt

Lucht bestaat uit een mengsel van gassen . De moleculen van het gas hebben massa (hoewel niet veel) en temperatuur. Je zou kunnen gebruiken de ideale gaswet als een manier om druk te visualiseren:

PV = nRT

waar P is druk, V is volume, n is het aantal mol (gerelateerd aan massa), R is een constante en T is temperatuur. Het volume is niet oneindig omdat de zwaartekracht van de aarde genoeg 'trekkracht' op de moleculen heeft om ze dicht bij de planeet te houden. Sommige gassen ontsnappen, zoals helium, maar zwaardere gassen zoals stikstof, zuurstof, waterdamp en koolstofdioxide worden steviger gebonden. Ja, sommige van deze grotere moleculen bloeden nog steeds de ruimte in, maar aardse processen absorberen gassen (zoals de koolstofcyclus ) en genereren (zoals verdamping van water uit de oceanen).

Omdat er een meetbare temperatuur is, hebben de moleculen van de atmosfeer energie. Ze trillen en bewegen en botsen tegen andere gasmoleculen. Deze botsingen zijn meestal elastisch, wat betekent dat de moleculen meer wegkaatsen dan dat ze aan elkaar plakken. De 'stuiter' is een kracht. Wanneer het wordt aangebracht op een gebied, zoals uw huid of het aardoppervlak, wordt het druk.

Hoeveel is atmosferische druk?

Druk hangt af van hoogte, temperatuur en weer (grotendeels de hoeveelheid waterdamp), dus het is geen constante. De gemiddelde luchtdruk onder normale omstandigheden op zeeniveau is echter 14,7 lbs per vierkante inch, 29,92 inch kwik of 1,01 × 10⁵pascal. De atmosferische druk is slechts ongeveer half zo hoog op 5 km hoogte (ongeveer 3,1 mijl).

Waarom is de druk zo veel hoger dicht bij het aardoppervlak? Het is omdat het echt een maat is voor het gewicht van alle lucht die op dat moment naar beneden drukt. Als je hoog in de atmosfeer bent, is er niet veel lucht boven je om naar beneden te drukken. Aan het aardoppervlak is de hele atmosfeer boven je gestapeld. Ook al zijn gasmoleculen erg licht en ver uit elkaar, er zijn er veel!