La pressió atmosfèrica és la força amb què l'aire pressiona la Terra, l'home i tot allò que l'envolta. L'article us explicarà com al segle XVII. amb l'ajuda de l'experiment, es va mostrar per primera vegada la força de la pressió de l'aire. És molt interessant! Aprendrem com s'indica la pressió atmosfèrica i com es mesura.
Experiència Otto von Guericke
Quan gran és la pressió atmosfèrica, va saber el món l'any 1654. Això va passar gràcies a l'alcalde de la ciutat de Magdeburg (Alemanya) Otto von Guericke. Va demostrar experiència amb els anomenats hemisferis de Magdeburg. Aleshores no es va parlar de com s'indica la pressió de l'aire, perquè encara no sabien mesurar-la. Com es veuen els hemisferis es pot veure a la foto del Museu de Magdeburg.
Són dos hemisferis de bronze, un d'ells és massís i el segon té un forat. Es va col·locar una junta de cuir oliada entre els hemisferis per a l'estanquitat i connectada. L'aire es va bombejar a través del forat des dels hemisferis. Curiosament, el mateix Guericke quatre anys abans, el 1650va inventar la bomba de buit. També està a la foto. Quan es bombejava l'aire, els hemisferis es van comprimir per la pressió atmosfèrica. Per desconnectar-los entre ells, van utilitzar la força de tracció dels cavalls.
Experimenta amb els hemisferis de Magdeburg
Abans d'aprendre com s'indica la pressió atmosfèrica, fem un experiment. Per a això, utilitzarem el model dels hemisferis de Magdeburg. Connecteu una bomba de buit al forat de l'hemisferi amb una mànega de goma. Enceneu-lo, obriu l'aixeta d'un dels hemisferis. La pressió a l'espai entre ells disminuirà. En conseqüència, la força que actua sobre els hemisferis des de l'interior disminueix i la força que actua des de l'exterior augmenta.
Durant el bombeig de l'aire, és impossible separar els hemisferis, ja que encaixen perfectament. Apagueu la bomba, desconnecteu la mànega de goma. L'aire començarà a entrar a l'espai entre els hemisferis. Aleshores es separaran fàcilment.
Quina lletra representa la pressió de l'aire
Intentem calcular la força que va estrènyer els hemisferis. Quan bombem aire, només la força de la pressió atmosfèrica actua sobre els hemisferis. Comprimeix els hemisferis i es dirigeix des de les parets interiors de les esferes buides fins al centre de l'espai entre elles. El diàmetre dels hemisferis (d) a Guericke era de 35,5 cm.
A partir del fet que no hem pogut separar els hemisferis, queda clar que la força de pressió és molt gran. Fins i tot vuit cavalls a cada costat no podien trencar aquests hemisferis. Aquí teniu un gravat que il·lustra l'experiència d'Otto von Guericke.
Quina lletra representa la pressió? La lletra P. La pressió atmosfèrica normal (Patm) és de 100 kilopascals (kPa). Aquesta força actua sobre cada part de l'hemisferi. La força de pressió F és igual al producte de la pressió atmosfèrica per l'àrea de la secció transversal dels hemisferis S.
S=πd2/4. F=100103 Pa3, 14(0,355 m)2/4≈10 kN (kilonewtons). Aquest és el pes d'una càrrega d'una tona, de manera que els cavalls no van poder trencar aquests hemisferis.
Baròmetre
Com s'indica la pressió atmosfèrica, ho sabem, però com es mesura? El baròmetre, que va ser inventat per l'italià Torricelli a la primera meitat del segle XVII, tenia defectes. Es podia trencar fàcilment, estava ple de mercuri verinós i realment volies portar-lo a diferents llocs per predir el temps.
Va ser necessari un aparell sense tub de vidre, és a dir, sense líquid. Aquest baròmetre es va inventar només dos-cents anys més tard i es va anomenar aneroide. Aquesta paraula traduïda al rus significa sense líquid. Penseu en què és un baròmetre aneroide.
Aquest és un dispositiu petit. A diferència del tub de mercuri Torricelli, que té un metre d'alçada, es pot portar fàcilment amb tu allà on vagis. Què hi ha dins? Fem una ullada al baròmetre que ha explotat.
Com s'indica la pressió que hi ha? El dispositiu té una escala semblant a un esfera de rellotge. La pressió en quilopascals s'indica amb una fletxa. Darrere del dial veiem tres caixes aplanades. Se'n bombeja l'aire i hi ha una molla a l'interior. Si no hi fos, l'ambient seriacaixes triturades. Més enllà de la molla, la palanca s'allunya, transmet els moviments de les caixes. Per què es mouen? Les caixes poden canviar el seu gruix. Quan la pressió atmosfèrica és més gran, l'aire comprimeix les caixes, el seu gruix disminueix. Quan la pressió és menor, la molla es redreça i les caixes es fan més gruixudes. A través del mecanisme de les palanques, el moviment es transmet a la fletxa.
Dispositiu baròmetre sense líquid
Hem après com s'indica la pressió en un baròmetre sense líquid i ara dibuixarem el seu diagrama.
Tres caixes donen més precisió al dispositiu, però en principi n'hi ha prou amb una. Està fet especialment corrugat per tal de tenir la capacitat de canviar el seu gruix. Recordeu les mànegues d'aspiradora corrugades i, per tant, flexibles. La part inferior de la caixa està subjecta a la base. A la part superior s'adjunta una molla, que intenta redreçar la caixa de la mateixa manera que un regle d'alumini, si es doblega, intenta redreçar-lo. La pressió atmosfèrica, per contra, intenta comprimir la caixa.
Quan augmenta la pressió, el gruix de la caixa disminueix, la qual cosa significa que la palanca fa girar l'eix. Si adjunteu una fletxa a l'eix, girarà cap a la dreta quan el gruix disminueixi i cap a l'esquerra quan el gruix augmenta.
