Wie ändert sich der Druck mit der Höhe?

Druck und Atmosphärendruck

Druck ist definiert als die Kraft, die auf eine Flächeneinheit einwirkt, während atmosphärischer Druck (auf Englisch: Atmosphärendruck) die Kraft einer Luftsäule über einer bestimmten Flächeneinheit ist. Druck wird in der Einheit Pascal gemessen, was gleich ist auf ein Newton pro Quadratmeter, und es wird auch in der Einheit Bar gemessen, die 10 Pascal entspricht, und es wird geschätzt, dass der durchschnittliche Wert des atmosphärischen Drucks auf Meereshöhe 1 Atmosphäre oder 1 atm beträgt.

Einfluss der Höhe auf den Druck

Der Standard-Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1013.25 Millibar (1.0132 Bar). Mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel nimmt der Luftdruck um etwa 3.5 Millibar pro 30 Meter ab Der Atmosphärendruck kann mit dem Atmosphärendruck im Vakuum verglichen werden. Der Atmosphärendruck wird durch steigende Temperatur beeinflusst. Der Druckabfall mit zunehmender Höhe ist stärker, wenn die Luft in der Gegend kalt ist, als in einer Gegend mit warmer Luft. Denn in tieferen Lagen ist die Dichte kalter Luft größer als die Dichte warmer Luft.

Höhenkrankheit

Die Auswirkungen der Anwesenheit von Menschen in großer Höhe von mehr als 2400 Metern über dem Meeresspiegel scheinen zur Entwicklung einer Krankheit namens Höhenkrankheit (auf Englisch: Altitude Sickness) oder Bergkrankheit (auf Englisch: Mountain Sickness) zu führen Die Symptome dieser Krankheit sind auf einen Sauerstoffmangel zurückzuführen, der 1878 vom französischen Physiologen Paul Burt nachgewiesen wurde. Am stärksten von dieser Krankheit betroffen sind Bergsteiger, Piloten und Menschen, die in großen Höhen leben.

Beim Erreichen großer Höhen nimmt der atmosphärische Luftdruck ab, was zu einer Verringerung des Sauerstoffpartialdrucks auf die Alveolen in der Lunge führt, was wiederum die Menge an Sauerstoff verringert, die rote Blutkörperchen aufnehmen und zu den Körpergeweben transportieren Ein Sauerstoffmangel im Gewebe führt zum Auftreten von Symptomen der Höhenkrankheit. Dazu gehören: schnelles Atmen, Kurzatmigkeit bei Stress, Brustschmerzen, unregelmäßiger Herzschlag, Schwächegefühl und allgemeines Unwohlsein, Schwindel, Kopfschmerzen, Schlaflosigkeit, Muskelschwund Koordination, schlechtes Sehen und Hören sowie Übelkeit und Erbrechen, und die Schwere dieser Symptome ist von Person zu Person unterschiedlich. Manche Menschen können sich an die Höhe gewöhnen und sich innerhalb von zwei bis fünf Tagen erholen, während andere unter schweren Symptomen leiden, die dazu führen können Wenn sie nicht in tiefe Höhen zurückkehren, kann es zum Tod kommen, einschließlich Lungenödem, das durch die Ansammlung von Flüssigkeit in der Lunge entsteht.

Die Höhenkrankheit lässt sich vermeiden, indem man über mehrere Tage hinweg langsam aufsteigt, die körperliche Aktivität vor allem in den ersten Tagen des Aufstiegs reduziert und den Körper ständig mit Flüssigkeit versorgt, um die Symptome der Höhenkrankheit zu lindern. Es können auch rezeptfreie Schmerzmittel eingesetzt werden , und wenn Schwindel auftritt, können Sie geben. Der Patient sollte Acetazolamid oder Dexamethason einnehmen.

Der koranische Hinweis auf die Höhenkrankheit

Gott, der Allmächtige, sagte in Seinem Edlen Buch: (Wen Gott also führen will, dem öffnet Er seine Brust für den Islam, und wen auch immer Er in die Irre führen will, dem macht Er seine Brust eng und unbeholfen, als würde er in den Himmel aufsteigen.) Deshalb wird Gott Gräuel auferlegen auf diejenigen, die nicht glauben.)Dieser Vers ist einer der Hinweise auf das wissenschaftliche Wunder im Heiligen Koran, da er die Not eines Menschen, der sich weigert, an Gott, den Allmächtigen, zu glauben, mit der Not eines Menschen vergleicht, der in den Himmel aufsteigt. Dies liegt daran, dass der Luftdruck in der oberen Atmosphäre allmählich abnimmt, bis die Belastung ein kritisches Stadium erreicht, nach dem kein Sauerstoff mehr ins Blut gelangen kann (Höhenkrankheit). Dies ist eine wundersame Analogie, da die Informationen, die jetzt über die Auswirkung der Höhe auf den Luftdruck bekannt sind, vorliegen Über die menschliche Gesundheit war damals nichts bekannt

Andere Faktoren, die den Luftdruck beeinflussen

Neben der Höhe über dem Meeresspiegel wird der Luftdruck von mehreren anderen Faktoren beeinflusst, darunter:

• Temperatur: Durch den Temperaturanstieg dehnt sich die Luft aus und ihr Druck nimmt ab, sodass der Druck im Sommer und zur Mittagszeit niedrig ist, während er im Winter und in den Morgenstunden hoch ist.
• Feuchtigkeit: Es handelt sich um die Menge an Wasserdampf in der Luft, und der Druck feuchter Luft ist geringer als der Druck trockener Luft.
• Vertikale Luftbewegung: Aufsteigende Luft hat einen niedrigen Druck, wie in tropischen Regionen, während absteigende Luft schwer ist und einen hohen Druck hat, wie in tropischen Regionen.
• Verteilung von Land und Wasser: Der atmosphärische Druck ist an Land tagsüber und im Sommer niedrig und an Gewässern nachts und im Winter, während der atmosphärische Druck an Land nachts und im Winter und an Gewässern tagsüber hoch ist im Sommer.

Atmosphärendruckmessgerät

Hier sind einige Arten von Barometern: Dies sind die Geräte zur Messung des Luftdrucks:

• Wasserbasiertes Barometer: Eine einfache Art von Barometer, das nur das Vorhandensein eines Anstiegs oder Abfalls des Luftdrucks misst, ohne die Höhe des Drucks zu bestimmen. Es besteht normalerweise aus einer geschlossenen Glaskugel, die zur Hälfte mit Wasser gefüllt ist und an die ein dünner Wasserhahn angeschlossen ist von außen, so dass der Bereich seines Kontakts mit der Kugel unter dem Wasserspiegel liegt und der Wasserhahn nach oben reicht, sodass sein offenes Ende höher ist als der Wasserspiegel in der Kugel zeigt an, dass der Luftdruck gesunken ist, und wenn der Wasserstand sinkt, bedeutet dies, dass der Luftdruck gestiegen ist.
• Quecksilberbarometer: Das vom Wissenschaftler Torchelli erfundene Quecksilberbarometer besteht aus einem offenen Behälter mit Quecksilber und darin befindet sich eine Glasröhre, deren eines Ende geschlossen ist. Die Höhe des Quecksilbers in der Glasröhre zeigt den Pegel der Atmosphäre an Druck.
• Vakuum-Ölpumpenbarometer: Ein Barometer, das aus einer Vakuumpumpe besteht, in der der Dampfdruck sehr niedrig ist.
• Metallbarometer: Es wird auch als Nichtflüssigkeitsbarometer bezeichnet, da es keine Flüssigkeiten verwendet, sondern bei seiner Arbeit auf der Kontraktion oder Expansion einer flexiblen Metallkapsel beruht.
• Barometer: Ein Maß für den Luftdruck, das an ein Metallbarometer angeschlossen ist und die Druckänderung in Form einer Grafik aufzeichnet.
• MEMS-Barometer.
• Smartphone-Barometer.