Откривање на воздушниот притисок кај студентите по физика помагало за учење лексикони

Историјата на откривањето на воздушниот притисок се протега од античко време до 17 век. Тоа беше тесно поврзано со потрагата по вакуумот, вакуумот. Околу 1630 година, ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕИ го запознале градежните работници со проблемот, кој побарал од неговата ученичка ЕВАНГЕЛИСТА ТОРИЦЕЛИ да го реши. TORRICELLI беше во можност да го измери притисокот на воздухот за прв пат.
БЛЕЈС ПАСКАЛ, кој дозна за ова, го изгради првиот барометар. ОТО ФОН ГУЕРИКЕ стана светски познат со своите? Магдебург хемисфери? Со кои импресивно го демонстрираше ефектот на воздушниот притисок во 1654 година. Воздушниот притисок е посебен вид на гравитациски притисок. Доаѓа преку тежината на воздушната колона (атмосфера) и затоа е најголема на земја. Нормалниот притисок на воздухот на 0 ° C на ниво на морето се нарекува стандарден притисок. Тој има количина од
1.013,25 hPa = 1.013,25 mbar = 101,325 kPa = 760 Torr.

Откривањето на воздушниот притисок беше тесно поврзано со потрагата по вакуум.

Уште од античко време се верувало дека не може да има вакуум. Како треба нешто да постои во „ништо“? АРИСТОТЕЛ (околу 384-322 п.н.е.) имал став дека природата има „ужас од празнина“ (хорор вакуи). Овој принцип важел сè до средниот век.

Први истраги за воздушен притисок

Околу 1630 година, познатиот италијански натуралист ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕИ (1564-1642) бил запознаен со проблемот од градежниците на бунари дека тие можат да креваат вода само од длабочина од околу 10 метри со своите пумпи. Тој ја нарачал својата студентка ЕВАНГЕЛИСТА ТОРИЦЕЛИ (1608-1647) да го испита овој проблем.

TORRICELLI (Слика 1) експериментираше со долги цевки исполнети со жива наместо со вода. Mивата има многу поголема густина од водата. За време на овие експерименти, тој открил дека живата колона во цевка исполнета со жива, која била превртена и ставена во жива со отвор насочен надолу, потонала сè додека не била долга само околу 760 мм.

Понатамошно истражување за притисокот на воздухот

Францускиот истражувач БЛАЈС ПАСКАЛ (1623-1662) исто така дознал за откритието на ТОРИЦЕЛИ. Со поставувањето на тестот TORRICELLI, тој прв ги утврди флуктуациите на воздушниот притисок и го измисли првиот барометар. PASCAL беше на мислење дека притисокот на воздухот се должи на сериозноста на воздухот. Тој извлече заклучок дека тогаш воздушниот притисок со зголемување на надморската височина, на пр. Б. при искачување на планина, мора да се намали. Бидејќи тој самиот немал можност да го спроведе експериментот во тоа време, тој му напишал на својот зет ПЕРИЕР во неговиот роден град Клермонт на 15 ноември 1647 година. Тој го замолил да провери дали барометар на блискиот приближно 900 метри висок Пуј-де-Дом покажува помала вредност отколку во Клермонт. ПЕРИЕР беше подготвен и го спроведе експериментот на 19 септември 1648 година со големо внимание. Резултатот ја потврди претпоставката, која конечно го поби концептот на „хорор вакуи“.

ЕВАНГИЛАСТА ТОРИЦЕЛИ (1608-1647)

Слика 2 ја прикажува поставеноста на тестот од страна на TORRICELLI. Гравитациониот притисок на оваа жива колона долга 760 мм мораше да се балансира со воздушниот притисок. Очигледно имало вакуум над колоната. Притисокот од 760 mm жива одговара на нормалниот притисок на воздухот (стандарден притисок). Во чест на TORRICELLI, соодветната единица за воздушен притисок подоцна беше именувана како 1 Torr:

1 Torr ≙ 1 mm жива 760 Torr ≙ 760 mm жива

Слична истрага со вода покажува: Колоната за вода , што врши нормален притисок на воздухот и со тоа одговара на воздушниот притисок, има должина од 10,33 м, што е и причина зошто пумпа за вшмукување може да пумпа вода само од длабочина од приближно.
Следниот цитат од писмото до неговиот пријател јасно го опишува обидот на ТОРИЦЕЛИ да ги објасни неговите резултати:

„Може да се претпостави дека силата што спречува паѓање на жива, според нејзината природа, дејствува во садот, или од вакуумот или од некоја многу разредена материја. Но, убеден сум дека ефектот доаѓа однадвор. Оти има колона воздух висок педесет милји на надворешната површина на живата. Значи, во никој случај не е изненадувачки што живата продира во стаклената цевка и се крева толку високо што доаѓа во рамнотежа со тежината на надворешниот притисок што го врши воздухот “.
(Од: Е. ТОРИЦЕЛИ: Писмо до РИЦЦИ од 11 јуни 1644 година)

Експериментот на ТОРИЦЕЛИ за воздушен притисок

Во Магдебург, OTTO VON GUERICKE (1602-1686) експериментираше со пумпи независно од TORRICELLI и PASCAL и ја измисли пумпата за воздух. Тој стана светски познат преку „хемисферите во Магдебург“.
ОТО ФОН ГЕРИКЕ (Слика 3) најпрво студирал право во Лајпциг, Хелмштет и Јена, а потоа математика, механика и градежништво во Лајден, Холандија. Во неговиот роден град Магдебург, во кој се вратил во 1626 година, тој станал советник, а подоцна и градоначалник.

Покрај тоа, GUERICKE се занимаваше и со прашањето дали има празен простор, вакуум. За таа цел, тој изврши бројни експериментални студии. Една од неговите идеи беше следната: Ако целосно наполните барел со вода и потоа ја испумпувате оваа вода, тогаш бурето треба да биде празно потоа. Во него треба да има вакуум.
Експерименталната реализација на оваа идеја наиде на големи тешкотии: штом дел од водата се испумпа од бурето, воздухот свиркаше низ сите пукнатини и се влеваше во бурето. Кога се користеше топка со тенки ledидови, таа беше компримирана од воздушниот притисок. Само многу постабилна конструкција која се состои од две хемисфери го издржа огромниот притисок.

ОТО ФОН ГЕРИКЕ (1602-1686)

Во 1654 година ГУЕРИКЕ го изврши својот познат експеримент со двете хемисфери пред Рајхстагот во Регенсбург (слика 4). Воздухот се испумпуваше од двете хемисфери собрани во сфера. 16 коњи не беа во можност да го надминат притисокот на воздухот што ги држеше хемисферите заедно. Во чест на родниот град на ГУЕРИКЕ, ваквите хемисфери сега се нарекуваат „Магдебуршки хемисфери“.

На ирскиот физичар и хемичар РОБЕРТ БОЈЛЕ (1627-1691) му должиме дополнителни истражувања во физиката на гасови. Главен предмет на неговите физички истражувања беа експериментите со пумпата за воздух, кои тој значително ги подобри. Неговото најзначајно откритие беше законот за врска помеѓу волуменот и притисокот на воздухот, именуван по него и францускиот МАРИОТ.

Познатиот експеримент со хемисферите во Магдебург

Создавање на воздушен притисок

Создавањето на воздушниот притисок може да се разјасни со помош на скица (слика 2): Ако сте на пр. Б. на земјата, тежината на воздушната колона горе делува на подрачјето А во оваа точка. Силата по површина е еднаква на притисокот што го врши колоната на воздухот. Притисокот на воздухот е притисок на гравитацијата, сличен на притисокот на гравитацијата во течностите.
Ако, пак, сте на поголема висина, колоната на воздухот одозгора има помала висина. Притисокот на воздухот е помал. Но, нема пропорционална врска помеѓу висината над земјата и притисокот на воздухот.

Стандардниот притисок

Нормалниот притисок на воздухот на ниво на морето на 0 ° C се нарекува стандарден притисок. Тоа е 101,325 kPa. Воздушниот притисок, како и стандардниот притисок понекогаш се даваат во други единици. Единиците на милибар (1 mbar), хектопаскал (1 hPa) или torr (1 torr) се исто така вообичаени за воздушниот притисок. Следното се применува:

101,325 kPa = 1,013,25 mbar
101,325 kPa = 1,013,25 hPa
101,325 kPa = 760 Torr = 10,33 m колона вода

Воздушниот притисок варира околу овој стандарден притисок и обично има вредности помеѓу 970 hPa за област со низок притисок и до
1.030 hPa за површина под висок притисок.

Мерење на притисокот на воздухот

Уредите за мерење на притисокот на воздухот се нарекуваат барометри. Тие се манометри за притисок кои се специјално дизајнирани за мерење на притисокот на воздухот и имаат опсег на мерење околу стандардниот притисок. Подетални информации може да најдете под клучниот збор „Барометар“.

Воздушниот притисок се создава од самиот воздух. Тој е гравитациониот притисок што се создава од тежината на воздушната колона (атмосфера).

Зависност на воздушниот притисок од надморската височина
Притисокот на воздухот зависи од висината над земјата. Следното се применува:

Притисокот на воздухот се намалува со зголемување на надморската височина.

Дијаграмот на воздушен притисок-надморска височина ја покажува врската попрецизно (Слика 6): Притисокот на воздухот прво нагло се намалува со зголемување на надморската височина, а потоа сè помалку и помалку. Сепак, не постои пропорционалност помеѓу надморската височина и притисокот на воздухот. Се применува таканаречената формула за барометриска надморска височина:

p = p 0 ⋅ e - ρ 0 ⋅ g ⋅ h p 0 p 0 стандарден притисок e број на Ојлер ρ 0 густина на воздухот при стандарден притисок g просторен фактор (забрзување поради гравитацијата) h висина над површината на земјата

На пример, воздушниот притисок на највисоката планина во Германија, Цугспице (надморска височина: 2.962 м), сè уште е околу 700 hPa. На највисоката планина на земјата, Монт Еверест (8.848 м), има само околу 340 hPa и модерен патнички авион (10.000 м) уште 290 hPa на висина на летот.
Зависноста на воздушниот притисок од надморската височина се користи во височините. Бидејќи притисокот зависи од надморската височина, важи следново: За секоја надморска височина нормалниот притисок на воздухот има одредена вредност. Ако го измерите воздушниот притисок, може да ја заклучите висината од него.