Vsebina
Zrak je plin, toda za izračun atmosferskega tlaka bi ga lahko obravnavali kot tekočino in izračunali tlak na ravni morja s pomočjo izraza za tlak tekočine. Ta izraz je P = ∂gh, kjer je ∂ gostota zraka, g je pospešek gravitacije, h pa višina atmosfere. Ta pristop pa ne deluje, ker niti ∂ niti h nista konstantni. Tradicionalni pristop je namesto tega meriti višino stolpca živega srebra. Če iščete atmosferski tlak na določeni nadmorski višini, lahko uporabite barometrično formulo. To je dokaj zapleteno razmerje, ki je odvisno od več spremenljivk, zato je lažje poiskati vrednost, ki jo potrebujete v tabeli.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Znanstveniki izračunajo atmosferski tlak na ravni morja tako, da izmerijo višino kolone živega srebra in izračunajo tlak, ki ga mora atmosfera izvajati, da se steber dvigne na to višino.
Barometer živega srebra
Stekleno cev z zaprtim koncem potopite v pladenj živega srebra in pustite, da ves zrak uhaja, nato pa obrnite cev pokonci z odprtino, potopljeno v živo srebro. V notranjosti cevi bo steber živega srebra in vakuum med vrhom stebra in koncem cevi. Tlak, ki ga atmosfera izvaja na živo srebro v pladnju, podpira stolpec, zato je višina stebra način za merjenje atmosferskega tlaka. Če je cev graduirana v milimetrih, bo višina stebra približno 760 mm, odvisno od atmosferskih razmer. To je definicija 1 atmosferskega tlaka.
Živo srebro je tekočina, zato lahko z enačbo P = ∂gh izračunate tlak, potreben za podporo stolpcu. V tej enačbi je density gostota živega srebra in h višina stolpca. V SI (metričnih) enotah je ena atmosfera enaka 101.325 Pa (paskali), v britanskih enotah pa enaka 14.696 psi (funtov na kvadratni palec). Torr je še ena enota atmosferskega tlaka, prvotno določena kot 1 mm Hg. Njegova trenutna definicija je 1 torr = 133,32 Pa. Ena atmosfera = 760 torr.
Barometrična formula
Čeprav ne morete izvesti atmosferskega tlaka na ravni morja od skupne višine atmosfere, lahko izračunate spremembe zračnega tlaka z ene višine na drugo. To dejstvo skupaj z drugimi premisleki, vključno z zakonom o idealnem plinu, vodi v eksponentno razmerje med tlakom morske gladine (P0) in tlaka na višini h (Ph). Ta odnos, znan kot barometrična formula, je:
Ph = P0e-mgh / kT
Čeprav ta enačba napoveduje pritiske na različnih višinah, se njene napovedi razlikujejo od opazovanja. Na primer napoveduje tlak 25 torrjev na višini 30 km (19 milj), vendar je opaženi tlak na tej višini le 9,5 torrja. Razlikovanje je predvsem posledica dejstva, da so temperature pri višjih nadmorskih višinah hladnejše.