Presiunea atmosferică este forța cu care aerul apasă asupra Pământului, a omului și a tot ceea ce îl înconjoară. Articolul vă va spune cum în secolul al XVII-lea. cu ajutorul experimentului s-a arătat pentru prima dată forța presiunii aerului. Este foarte interesant! Vom afla cum este indicată presiunea atmosferică și cum este măsurată.
Experiență Otto von Guericke
Cât de mare este presiunea atmosferică, a aflat lumea în 1654. Acest lucru s-a întâmplat datorită primarului orașului Magdeburg (Germania) Otto von Guericke. El a demonstrat experiență cu așa-numitele emisfere Magdeburg. Atunci nu s-a vorbit despre cum este indicată presiunea aerului, pentru că încă nu știau să o măsoare. Cum arată emisferele poate fi văzut în fotografia de la Muzeul Magdeburg.
Acestea sunt două emisfere de bronz, una dintre ele este solidă, iar a doua are o gaură. O garnitură din piele unsă a fost plasată între emisfere pentru etanșeitate și conectată. Aerul a fost pompat prin orificiu din emisfere. Interesant este că Guericke însuși cu patru ani mai devreme, în 1650a inventat pompa de vid. El este si el in poza. Când aerul a fost pompat, emisferele au fost strânse de presiunea atmosferică. Pentru a le deconecta unul de celăl alt, au folosit forța de tracțiune a cailor.
Experiment cu emisferele Magdeburg
Înainte de a afla cum este indicată presiunea atmosferică, să facem un experiment. Pentru aceasta, vom folosi modelul emisferelor Magdeburg. Atașați o pompă de vid la orificiul emisferei cu un furtun de cauciuc. Porniți-l, deschideți robinetul de pe una dintre emisfere. Presiunea din spațiul dintre ele va scădea. În consecință, forța care acționează asupra emisferelor din interior scade, iar forța care acționează din exterior crește.
În timpul eliminării aerului, este imposibil să separați emisferele, deoarece se potrivesc perfect. Opriți pompa, deconectați furtunul de cauciuc. Aerul va începe să intre în spațiul dintre emisfere. Apoi se vor separa cu ușurință.
Ce literă reprezintă presiunea aerului
Să încercăm să calculăm forța care a strâns emisferele. Când pompăm aer, asupra emisferelor acționează doar forța presiunii atmosferice. Comprimă emisferele și este îndreptată de la pereții interiori ai sferelor goale spre centrul spațiului dintre ele. Diametrul emisferelor (d) în Guericke a fost de 35,5 cm.
Pe baza faptului că nu am putut separa emisferele, devine clar că forța de presiune este foarte mare. Nici măcar opt cai de fiecare parte nu au putut sparge aceste emisfere. Iată o gravură care ilustrează experiența lui Otto von Guericke.
Ce literă reprezintă presiunea? Litera P. Presiunea atmosferică normală (Patm) este de 100 kilopascali (kPa). O astfel de forță acționează asupra fiecărei părți a emisferei. Forța de presiune F este egală cu produsul presiunii atmosferice și aria secțiunii transversale a emisferelor S.
S=πd2/4. F=100103 Pa3, 14(0,355 m)2/4≈10 kN (kilonewtoni). Aceasta este greutatea unei încărcături de o tonă, așa că caii nu au putut să spargă aceste emisfere.
Barometru
Cum este indicată presiunea atmosferică, știm, dar cum se măsoară? Barometrul, care a fost inventat de italianul Torricelli în prima jumătate a secolului al XVII-lea, avea defecte. Se putea sparge cu ușurință, era umplut cu mercur otrăvitor și chiar ai vrut să-l duci în locuri diferite pentru a prezice vremea.
A fost necesar să vină cu un dispozitiv fără tub de sticlă, adică fără lichid. Un astfel de barometru a fost inventat doar două sute de ani mai târziu și a fost numit aneroid. Acest cuvânt tradus în rusă înseamnă fără lichid. Luați în considerare ce este un barometru aneroid.
Acesta este un dispozitiv mic. Spre deosebire de tubul de mercur Torricelli, care are un metru înălțime, poate fi purtat cu ușurință cu tine oriunde te duci. Ce este în el înăuntru? Să aruncăm o privire la barometrul explodat.
Cum este indicată presiunea din el? Dispozitivul are o scară asemănătoare unui cadran de ceas. Presiunea în kilopascali este indicată de o săgeată. În spatele cadranului vedem trei cutii turtite. Din ele este pompat aer și există un arc înăuntru. Dacă nu ar fi acolo, atmosfera ar ficutii zdrobite. Mai departe de arc, maneta se indeparteaza, transmite miscarile cutiilor. De ce se mișcă? Cutiile își pot schimba grosimea. Când presiunea atmosferică este mai mare, aerul comprimă cutiile, grosimea acestora scade. Când presiunea este mai mică, arcul se îndreaptă și cutiile devin mai groase. Prin mecanismul pârghiilor, mișcarea este transmisă săgeții.
Dispozitiv barometru fără lichid
Am aflat cum este indicată presiunea într-un barometru fără lichid, iar acum îi vom desena diagrama.
Trei cutii dau dispozitivului mai multa acuratete, dar in principiu una este suficienta. Este special realizat ondulat pentru a avea capacitatea de a-si schimba grosimea. Amintiți-vă de furtunurile de aspiratoare ondulate și, prin urmare, flexibile. Partea inferioară a cutiei este atașată la bază. În partea superioară a acestuia este atașat un arc, care încearcă să îndrepte cutia în același mod în care o riglă de aluminiu, dacă este îndoită, încearcă să se îndrepte. Presiunea atmosferică, dimpotrivă, încearcă să comprime cutia.
Când presiunea crește, grosimea cutiei scade, ceea ce înseamnă că pârghia rotește axa. Dacă atașați o săgeată pe axă, aceasta se va roti la dreapta când grosimea scade și la stânga când grosimea crește.
