Waarom oefent de atmosfeer druk uit op de aarde?

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 knallen. Maar waarom staat lucht onder druk? Het is een gas, dus je zou denken dat het zich in de ruimte zou uitbreiden. Waarom staat er gas onder druk? In een notendop, het is omdat moleculen erin zitten de atmosfeer hebben energie, zodat ze met elkaar omgaan en stuiteren, en omdat ze door de zwaartekracht gebonden zijn om bij elkaar te blijven. Bekijk het van dichterbij:

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 "aantrekkingskracht" heeft op de moleculen om ze dicht bij de planeet te houden. Sommige gassen ontsnappen, zoals helium, maar zwaardere gassen zoals stikstof, zuurstof, waterdamp en koolstofdioxide zijn sterker gebonden. Ja, sommige van deze grotere moleculen stromen nog steeds de ruimte in, maar terrestrische processen absorberen beide gassen (zoals

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 stuiteren dan ze aan elkaar plakken. De "bounce" is een kracht. Wanneer het wordt aangebracht over een gebied, zoals je huid of het aardoppervlak, wordt het druk.

Druk is afhankelijk 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 × 10⁵ pascals. De atmosferische druk is slechts ongeveer half zo hoog op 5 km hoogte (ongeveer 3,1 mijl).

Waarom is de druk zo dicht bij het aardoppervlak zoveel hoger? 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!