ما الذي يسبب ضغط الهواء

الضغط مفهومه وأهميته

الضغط هو مصطلح يُستخدم لوصف وزن عمود الهواء الذي يؤثر على مساحة قدرها سنتيمتر مربع واحد في منطقة مفتوحة، أو وزن عمود من الزئبق بارتفاع 760 مليمترًا. يُقاس الضغط عادة بوحدة الباسكال، تيمنًا بالعالم الذي اكتشفه، أو بالمليمتر زئبق. ينشأ الضغط من تأثير القوة المطبقة على سطح أو جسم معين، ويرمز له غالبًا بالرمز (ض) أو (p).

تكوين الضغط وأهميته

يظهر الضغط نتيجة تأثير وزن جسم على جسم آخر أو منطقة معينة. يتكون الهواء الجوي من مكونات متعددة تُسهم في تشكيل وزنه وبالتالي الضغط. يتواجد الهواء في كافة أرجاء كوكب الأرض، وهو يتميز بأنه غير محسوس نظرًا لوزنه الخفيف. يعتبر الضغط الجوي ضروريًا لاستدامة الحياة على الأرض وله دور أساسي في وجود كافة أنواع الكائنات الحية. من المهم الإشارة إلى مكونات الهواء الجوي

الأكسجين يشكل حوالي 21%.
غاز النيتروجين يشكل نحو 78%.
غاز ثاني أكسيد الكربون حوالي 3%.
الغازات الأخرى، مثل الأرجون 0.97%.
نسبة ضئيلة من بخار الماء.

أنواع الضغط

هناك عدة أنواع رئيسية من الضغط، منها

ضغط الانفجار الناتج عن انفجار الغازات وبخار الماء الذي يرتفع في الهواء.
الضغط السلبي يشير إلى القيمة السلبية للضغط، أي عندما يكون الضغط في منطقة معينة أقل من الضغط القياسي عند مستوى سطح البحر، والذي يقدر بحوالي 110 باسكال. وعادة ما يُستخدم الضغط الجوي القياسي الذي يتميز بقيمه الموجبة.
ضغط الغازات المثالية يتصف بالضغط الناتج عن العلاقة الخطية بين ضغط الغازات المثالية ودرجة حرارتها وعدد مولات الغاز. في هذا النوع من الضغط، تكون جزيئات الغاز مثالية ولا تمتلك حجمًا، مما يمنع التفاعلات الكيميائية بينها.
ضغط الموائع الساكنة يتكون بناءً على وزن الضغط في السوائل، حيث يؤثر في كل الاتجاهات. يتأثر ضغط السائل بعدة عوامل، منها
- كثافة السائل حيث تتناسب بشكل مباشر مع الضغط، فكلما زادت كثافة السائل، زادت قيمة الضغط.
- عمق القياس يتناسب أيضًا بشكل طردي مع الضغط، أي أنه كلما زاد عمق النقطة التي يُقاس منها الضغط، زادت قيمة الضغط.

يمكن حساب الضغط في السوائل باستخدام العلاقة الرياضية التالية
[ \text{الضغط} = \text{تسارع الجاذبية} \times \text{عمق النقطة} \times \text{كثافة السائل} ]

وحدات قياس الضغط

تُستخدم وحدتان قياسيتان في النظام العالمي لقياس الضغط

النظام البريطاني حيث يتم استخدام وحدة الباسكال، والتي تُعرّف رياضيًا بأنها القوة مقسومة على المساحة.
النظام الأمريكي يشمل وحدات مثل البار والبساي، ويتم التحويل بين قيم الضغط في النظامين لتسهيل الاستخدام. يُعتبر الباسكال الواحد يساوي مئة ألف بار، و9.80665 ضغط جوي تقني، و10.1325 ضغط جوي.

في الختام، يُعتبر فهم الضغط وأهميته أمرًا ضروريًا في العديد من المجالات العلمية والهندسية، حيث يؤثر على الظواهر الطبيعية والتطبيقات التكنولوجية بشكل ملحوظ.