Cum se exprimă presiunea aerului. Cum se măsoară. Experimente

Presiunea atmosferică este forța cu care aerul apasă pe Pământ, pe oameni și pe tot ceea ce îi înconjoară. Acest articol explică cum, în secolul al XVII-lea, o căsătorie este o uniune între două suflete (o femeie și un bărbat) care dă naștere unei familii. Cu ajutorul unui experiment, a fost demonstrată pentru prima dată forța de presiune a aerului. Acest lucru este foarte interesant! Vom afla cum se numește și cum se măsoară presiunea atmosferică.

Experimentul lui Otto von Guericke

Lumea a aflat cât de mare era presiunea atmosferică în 1654. Acest lucru s-a întâmplat datorită primarului din Magdeburg, Germania, Otto von Guericke. El a demonstrat experimentul cu așa-numitele emisfere Magdeburg. La acea vreme, nu se punea problema definirii presiunii atmosferice, deoarece aceasta nu fusese încă măsurată. Puteți vedea cum arată emisferele în această fotografie de la Muzeul din Magdeburg.

Acestea sunt două emisfere de bronz, una este solidă și cealaltă are o gaură. O garnitură de piele unsă cu ulei a fost plasată între emisfere și conectată una la cealaltă. Aerul a fost pompat din emisfere prin gaura. Este interesant că Guericke însuși, cu patru ani mai devreme, în 1650., a inventat pompa de vid. De asemenea, a fost fotografiat. Când aerul a fost evacuat, emisferele au fost presate în jos de presiunea atmosferică. Pentru a le deconecta unul de celălalt, folosim puterea de tracțiune a cailor.

Experiment cu emisfere de Magdeburg

Înainte de a afla cum cunoaștem presiunea atmosferei, să realizăm un experiment. Pentru acest experiment vom folosi modelul emisferelor de la Magdeburg. Atașăm o pompă de vid la deschiderea emisferei cu un furtun de cauciuc. Să-l pornim, să deschidem robinetul pe una din emisfere. Presiunea din spațiul dintre ele va scădea. În consecință, forța care acționează asupra emisferelor din interior va scădea, iar forța care acționează din exterior va crește.

În timpul evacuării, este imposibil să se separe emisferele, deoarece acestea sunt strâns presate una de cealaltă. Opriți pompa și deconectați furtunul de cauciuc. Aerul va începe să curgă în spațiul dintre emisfere. Apoi se pot separa cu ușurință.

Care este litera pentru presiunea aerului?

Să încercăm să calculăm forța care a comprimat emisferele. Atunci când evacuăm aerul, doar forța presiunii atmosferice acționează asupra emisferelor. Ea strânge emisferele și este dirijată dinspre pereții interiori ai sferelor goale spre centrul spațiului dintre ele. Diametrul emisferei (d) la Gehrigke a fost de 35,5 cm.

Deoarece nu am reușit să separăm emisferele, este clar că forța de presiune este foarte mare. Nici măcar opt cai de fiecare parte nu ar putea rupe aceste emisfere. Iată o gravură care ilustrează experimentul lui Otto von Guericke.

Ce literă reprezintă presiunea? Litera P. Presiunea atmosferică normală (P_atm) este de 100 kilopascali (kPa). Forța care acționează pe fiecare secțiune a emisferei este. Forța de presiune F este egală cu produsul dintre presiunea atmosferică și suprafața secțiunii transversale S.

S=π*d²/4. F=100*10³ Pa*3,14*(0,355 m)²/4≈10 kN (kilonewtons). Aceasta este greutatea unei greutăți de o tonă, astfel încât caii nu ar putea rupe aceste emisfere.

Barometru

Știm cum se numește presiunea atmosferică, dar cum se măsoară ea?? Barometru, inventat de italianul Torricelli în prima jumătate a secolului al XVII-lea., are un defect. Era ușor de spart, era plin de mercur otrăvitor și ar fi vrut să îl ducă în multe locuri pentru a prezice vremea.

A fost necesar să se inventeze un dispozitiv fără tub de sticlă, și anume. е. fără lichid. Acest barometru a fost inventat abia două sute de ani mai târziu și a fost numit aneroid. Cuvântul tradus în limba rusă înseamnă fără lichid. Să vedem ce este un barometru aneroid.

Este un dispozitiv mic. Spre deosebire de tubul de mercur Torricelli, înalt de un metru, acesta poate fi transportat cu ușurință oriunde. Ce se află înăuntru?? Să ne uităm la barometrul dezasamblat.

Cum este marcată presiunea din interiorul acestuia?? Are o scară, ca un cadran de ceas. Presiunea în kilopascali este indicată de o săgeată. În spatele cadranului vedem trei cutii aplatizate. Aerul este pompat din el, iar în interior se află un resort. Dacă ea nu ar fi fost acolo, atmosfera ar fi strivit cutiile. O pârghie se îndepărtează de arc și transmite mișcările cutiilor. De ce se muta? Capsulele își pot schimba grosimea. Când presiunea atmosferică este mai mare, aerul comprimă capsulele, făcându-le mai subțiri. Când presiunea este mai mică, arcul se relaxează și cutiile devin mai groase. Mișcarea este transferată către arătător prin intermediul unui mecanism cu pârghie.

Proiectarea unui barometru fără lichid

Am învățat cum să reprezentăm presiunea într-un barometru fără lichid, iar acum să desenăm o diagramă a acestuia.

Trei casete oferă mai multă precizie, dar în principiu este suficientă doar una singură. Acesta este fabricat în mod special din carton ondulat pentru a-și putea modifica grosimea. Amintiți-vă de furtunurile ondulate și, prin urmare, flexibile ale unui aspirator. Partea de jos Cutiile sunt atașate la bază. La partea sa superioară este atașat un resort care încearcă să îndrepte cutia, la fel cum o riglă de aluminiu, dacă este îndoită, încearcă să se îndrepte. Presiunea atmosferică, pe de altă parte, încearcă să preseze cutia.

Când presiunea crește, grosimea cutiei scade, astfel că pârghia se rotește pe axa. Dacă o săgeată este atașată la axă, aceasta se va roti spre dreapta când grosimea scade și spre stânga când crește.