Η ατμοσφαιρική πίεση 🎈
Ζούμε στον βυθό ενός ωκεανού από αέρα 🌍
Φαντάσου έναν ψαρά που κολυμπά στον βυθό της θάλασσας. Το νερό τον τυλίγει από παντού και τον πιέζει από όλες τις κατευθύνσεις. Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και σε εμάς, μόνο που το «νερό» μας είναι αέρας.
Όλα τα σώματα πάνω στη Γη —άνθρωποι, δέντρα, κτίρια— βρίσκονται στον βυθό ενός τεράστιου «ωκεανού» από αέρα. Αυτό το στρώμα αέρα που περιβάλλει τη Γη ονομάζεται ατμόσφαιρα.
Η ατμόσφαιρα έχει κάποια βασικά χαρακτηριστικά:
| Χαρακτηριστικό | Περιγραφή |
|---|---|
| Έκταση | Φτάνει αρκετά χιλιόμετρα πάνω από το έδαφος |
| Συνολικό ύψος | Περίπου |
| Πυκνότητα | Γίνεται αραιότερη όσο ανεβαίνουμε ψηλότερα |
| Γιατί μένει γύρω από τη Γη | Τη συγκρατεί η βαρυτική έλξη της Γης |
Θα περίμενε κανείς ο αέρας να διαφύγει στο διάστημα, αφού δεν υπάρχει κανένα «καπάκι» από πάνω του. Όμως η βαρύτητα της Γης τραβά συνεχώς τα μόρια του αέρα προς τα κάτω, ακριβώς όπως κρατά κολλημένο στο έδαφος και εσένα. Γι' αυτό η ατμόσφαιρα παραμένει γύρω από τον πλανήτη μας εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια.
Όσο πιο ψηλά πηγαίνουμε —σε ένα βουνό, με αεροπλάνο— τόσο λιγότερος αέρας υπάρχει από πάνω μας, γι' αυτό ο αέρας γίνεται πιο αραιός. Αυτός είναι ο λόγος που οι ορειβάτες σε πολύ ψηλά βουνά δυσκολεύονται να αναπνεύσουν.
Τι είναι η ατμοσφαιρική πίεση
Ένα σώμα βυθισμένο σε νερό δέχεται πίεση επειδή το νερό πάνω από αυτό το πιέζει με το βάρος του. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο σκέψου: πάνω από κάθε σημείο της Γης υπάρχει μια ολόκληρη «στήλη» αέρα, πολλά χιλιόμετρα ψηλή, που έχει το δικό της βάρος και πιέζει προς τα κάτω.
Η πίεση που δέχεται ένα σώμα στην επιφάνεια της Γης εξαιτίας του βάρους του ατμοσφαιρικού αέρα ονομάζεται ατμοσφαιρική πίεση.
Με άλλα λόγια: ο αέρας γύρω μας δεν είναι «τίποτα». Έχει βάρος, και αυτό το βάρος πιέζει κάθε αντικείμενο —και εσένα— συνέχεια, όσο ζεις πάνω στη Γη.
Τα χαρακτηριστικά της ατμοσφαιρικής πίεσης
Η ατμοσφαιρική πίεση συμπεριφέρεται με τρόπο πολύ όμοιο με την πίεση μέσα σε ένα υγρό:
- Μειώνεται όσο ανεβαίνουμε ψηλότερα. Όσο πιο ψηλά βρίσκεσαι, τόσο λιγότερος αέρας υπάρχει από πάνω σου να σε πιέζει, άρα η πίεση είναι μικρότερη. Στην κορυφή ενός βουνού η ατμοσφαιρική πίεση είναι μικρότερη από ό,τι στην παραλία.
- Εφαρμόζεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Δεν πιέζει μόνο προς τα κάτω, όπως θα περίμενε κανείς επειδή ο αέρας «πέφτει» λόγω βάρους. Πιέζει εξίσου από πάνω, από κάτω, και από τα πλάγια —ακριβώς όπως συμβαίνει και με την πίεση μέσα σε ένα υγρό.
Πολλοί μαθητές νομίζουν ότι, αφού ο αέρας έχει βάρος, η ατμοσφαιρική πίεση πρέπει να ασκείται μόνο προς τα κάτω. Δεν είναι έτσι: η πίεση ενός ρευστού (υγρού ή αερίου) ασκείται πάντα σε όλες τις κατευθύνσεις, σε κάθε σημείο μέσα σε αυτό. Το ίδιο θα συνέβαινε αν βυθιζόσουν σε νερό: η πίεση θα σε «έσφιγγε» από παντού, όχι μόνο από πάνω.
Γιατί δεν αισθανόμαστε την ατμοσφαιρική πίεση; 🤔
Ένας δύτης που κατεβαίνει βαθιά στη θάλασσα νιώθει καθαρά την πίεση του νερού να τον πιέζει τα αυτιά. Όμως εμείς ζούμε μέσα στον «ωκεανό» του αέρα όλη μας τη ζωή και δεν νιώθουμε τίποτα. Γιατί;
Η απάντηση είναι ότι δεν είμαστε «άδειοι» από μέσα. Και μέσα στο σώμα μας υπάρχει αέρας —στους πνεύμονες, στα αυτιά, στους ιστούς— ο οποίος πιέζει προς τα έξω με ακριβώς την ίδια δύναμη που ο εξωτερικός αέρας πιέζει προς τα μέσα.
Οι δύο πιέσεις εξισορροπούνται, οπότε η συνολική δύναμη που νιώθει το σώμα μας είναι πρακτικά μηδενική. Γι' αυτό ζούμε μέσα σε έναν «ωκεανό» αέρα χωρίς να το καταλαβαίνουμε.
Αν ξαφνικά εξαφανιζόταν όλος ο αέρας γύρω σου —όπως θα συνέβαινε σε κενό διάστημα χωρίς προστατευτική στολή— ο αέρας μέσα στο σώμα σου θα συνέχιζε να πιέζει προς τα έξω χωρίς τίποτα να τον εξισορροπεί απέξω. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που το κενό διάστημα είναι τόσο επικίνδυνο για τον άνθρωπο χωρίς ειδικό εξοπλισμό.