Havanın Ağırlığı ve Açık Hava Basıncı

Görünmez Bir Okyanusun Dibindeyiz!

Yazın denizde veya havuzda derinlere daldığınızda kulaklarınızda bir baskı hissedersiniz, değil mi? Önceki derslerimizden hatırlayacağınız üzere bu baskının sebebi üzerinizdeki suyun ağırlığıdır. Sıvılar birer akışkandır ve ağırlıklarından dolayı temas ettikleri yüzeylere basınç uygularlar. Peki, şu an oturduğunuz yerde de devasa bir okyanusun dibinde olduğunuzu söylesem ne düşünürdünüz? Üstelik bu okyanus sudan değil, soluduğumuz havadan oluşuyor!

Tıpkı sıvılar gibi gazlar da akışkandır. Dünyamızı saran atmosfer, kilometrelerce kalınlığa sahip devasa bir hava tabakasıdır. Bu dev hava kütlesinin de bir ağırlığı vardır ve tıpkı suyun yaptığı gibi, bu ağırlık üzerimize sürekli bir kuvvet uygular. Havanın ağırlığı nedeniyle birim yüzeye uyguladığı bu kuvvete 'açık hava basıncı' veya 'atmosfer basıncı' adını veriyoruz.

Sıvı Basıncı ile Açık Hava Basıncı: Benzerlikler ve Farklar

Şimdi bir beyin fırtınası yapalım. Düşüncelerinizi açık fikirli bir şekilde test etmenizi istiyorum: 'Sıvı basıncı ile açık hava basıncı tamamen aynı şekilde mi çalışır?' İkisi de akışkandır, ikisi de ağırlıklarından dolayı basınç yaratır. Bunlar benzerlikleridir. Ancak aralarında çok kritik bir fark vardır: Yoğunluk dağılımı!

Yerçekimi bütün hava moleküllerini Dünya'nın merkezine doğru çeker. Bu çekim kuvvetinin ve üstteki havanın ağırlığının etkisiyle, yere en yakın olan alt kısımlardaki (deniz seviyesindeki) hava molekülleri birbirine çok daha fazla sıkışır. Yani deniz seviyesinde hava çok yoğundur. Ancak yukarılara doğru çıkıldıkça hava molekülleri arası boşluk artar ve hava seyrekleşir.

Sıvılarda Derinlik, Havada Yükseklik

Sıvılarda basınç formülünü hatırlayalım; basınç derinlik (h), yoğunluk (d) ve yerçekimi ivmesine (g) bağlıydı:

Sıvılarda kabın tabanından yukarı doğru çıktıkça üzerimizdeki sıvı derinliği (h) azalır, bu yüzden basınç da düşer. Atmosferde ise bizim kabımızın tabanı deniz seviyesidir. Bir dağa tırmandığınızı veya uçakla havalandığınızı hayal edelim.

Yükseklere tırmandıkça başınızın hizasından atmosferin en uç noktasına kadar olan mesafe kısalır. Başka bir deyişle, artık omuzlarınızda taşıdığınız havanın miktarı azalmıştır. Üstelik kalan bu havanın yoğunluğu da deniz seviyesine kıyasla çok daha düşüktür.

Kısa Bir Özet

• Tıpkı sıvılar gibi havanın da ağırlığı vardır ve bu ağırlık açık hava basıncını oluşturur.
• Sıvıların yoğunluğu her derinlikte eşit (homojen) kabul edilirken, havanın yoğunluğu deniz seviyesinde en fazla, yükseklerde ise en azdır.
• Atmosferin dış sınırından deniz seviyesine kadar olan mesafe, yüksek dağların zirvesine olan mesafeden daha fazladır. Bu yüzden deniz seviyesinde açık hava basıncı yüksektir, yukarılara çıkıldıkça azalır.