Calculați presiunea atmosferică pe măsură ce am calculat presiunea coloanei de lichid, nu putem. De ce? Pentru acest calcul, trebuie să cunoaștem înălțimea atmosferei și densitatea aerului. Dar atmosfera nu are o limită precisă, iar densitatea aerului, fiind cea mai mare la suprafața Pământului, scade cu altitudine. Cu toate acestea, este posibil să se măsoare presiunea atmosferică cu ajutorul experimentului propus în secolul al XVII-lea. Toracelli, om de știință italian.
Experiența lui Torricelli este după cum urmează: un tub de sticlă de aproximativ 1 m lungime, sigilat de la un capăt, este umplut cu mercur. Apoi, închideți bine celălalt capăt al tubului, rotiți-l, coborâți-l într-o ceașcă de mercur și deschideți capătul tubului sub mercur (Figura 118). O parte din mercur este turnată în ceașcă, iar tubul are o coloană cu înălțimea de aproximativ 760 mm. Nu există aer în tub peste mercur, există un spațiu fără aer.
Torricelli, care a propus experiența descrisă mai sus, a explicat-o. Atmosfera presează pe suprafața mercurului din ceașcă. Mercurul este în echilibru. Prin urmare, presiunea din tub la nivelul αα (Figura 118) este, de asemenea, egală cu presiunea atmosferică. Dar nu există aer în partea de sus a tubului, astfel încât presiunea din tubul la αα este creată numai de greutatea coloanei de mercur din tub. Rezultă că presiunea atmosferică este egală cu presiunea coloanei de mercur din tub.
Măsurând înălțimea coloanei de mercur din experimentul lui Torricelli, se poate calcula presiunea produsă de mercur, care va fi egală cu presiunea atmosferică.
Cu cât mai mare presiunea, cu atat mai mare coloana de mercur din experimentul Torricelli, cu toate acestea, în practică, presiunea atmosferică poate fi măsurată cu o înălțime coloană de mercur (în milimetri sau centimetri). Dacă, de exemplu, presiunea atmosferică este de 780 mm Hg. Art. aceasta înseamnă că aerul produce aceeași presiune ca o coloană verticală de mercur cu o înălțime de 780 mm.
Evangelista Torricelli (1608-1647) om de știință -Italiană, elev al lui Galileo, a inventat barometrul cu mercur și a explicat acțiunea sa prin existența presiunii atmosferice, a dezvoltat o serie de alte probleme în fizică și matematică.
Prin urmare, 1 milimetru de mercur (1 mm Hg) este considerat ca unitate de presiune atmosferică în acest caz. Să găsim relația dintre această unitate și unitatea de presiune cunoscută de Pascal.
Presiunea din coloana de mercur de 1 mm este egală cu:
p = gph, p = 9,8 N / kg * 13 600 kg / m3 * 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
Deci, 1 mm de mercur. Art. = 133,3 Pa = 1,33 hPa.
În prezent, presiunea atmosferică este măsurată și în hectopascali.
Observând zi după zi înălțimea coloanei de mercur din tub, Torricelli a descoperit că această altitudine se schimbă: crește, apoi scade. De aici a concluzionat că presiunea atmosferică nu este constantă, se poate schimba. Torricelli a remarcat, de asemenea, că schimbările în presiunea atmosferică sunt într-un fel legate de schimbarea vremii.
Prin atașarea unei scări verticale la tubul de mercur din experimentul Torricelli, se obține un barometru simplu de mercur, un dispozitiv pentru măsurarea presiunii atmosferice.
Întrebări. 1. De ce nu se poate calcula presiunea aerului în același mod în care se calculează presiunea lichidului pe fundul sau pe pereții vasului? 2. Explicați modul în care presiunea atmosferică poate fi măsurată cu tubul Torricelli. 3. Care este semnificația intrării: "Presiunea atmosferei este de 780 mm Hg. Art.? 4. Care este numele aparatului pentru măsurarea presiunii atmosferice? Cum este aranjat? 5. Câte hectopascale sunt egale cu presiunea coloanei de mercur de 1 mm înălțime?
Exerciții. 1. Figura 119 arată un barometru de apă dispus de Pascal în 1646. Care a fost înălțimea coloanei de apă din acest barometru la o presiune atmosferică egală cu 760 mm Hg. Art. 2. În 1664, Otto von Guericke din Magdeburg, pentru a dovedi existența presiunii atmosferice, a făcut această experiență: a pompat aerul din Menadele cavității două emisfere metalice, pliate împreună. Presiunea atmosferei bronzului a împins puternic emisfera unii pe alții, încât nu au putut fi rupți de opt perechi de cai (Figura 120). Calculați forța de comprimare a emisferei, dacă presupunem că aceasta acționează pe o suprafață egală cu 2800 cm2, iar presiunea atmosferică este de 760 mm Hg. Art. 3. Din tubul de 1 m lungime, etanșat de la un capăt și cu o macara la celălalt capăt, aerul a fost pompat. După ce a pus capătul cu robinetul în mercur, robinetul a fost deschis. Se va umple întregul tub cu mercur? Dacă luați apă în loc de mercur, va umple întregul tub?
Alocări. 1. Îndepărtați paharul în apă, răsuciți-l sub apă cu capul în jos și apoi trageți-l ușor din apă. De ce, în timp ce marginile paharului sunt sub apă, apa rămâne în geam (nu se toarnă)? 2. Turnați un pahar cu apă, acoperiți cu o foaie de hârtie și, sprijinind foaia cu mâna, întoarceți sticla cu fața în jos. Dacă acum scoateți mâna de pe hârtie (orez, 121), atunci apa din sticlă nu se toarnă. Hârtia rămâne ca și cum ar fi lipită de marginile geamului. De ce? Justificați răspunsul.