Jak oznacza się ciśnienie powietrza?. Jak się ją mierzy?. Eksperymenty

Ciśnienie atmosferyczne to siła, z jaką powietrze naciska na ziemię, ludzi i wszystko wokół nich. Niniejszy artykuł wyjaśni, jak w XVII w. Za pomocą eksperymentu po raz pierwszy wykazano siłę ciśnienia powietrza. To bardzo ciekawe! Dowiadujemy się jak definiuje się ciśnienie atmosferyczne i jak się je mierzy.

Eksperyment Otto von Guericke

Jak wysokie jest ciśnienie atmosferyczne, świat dowiedział się w 1654 r. Był to burmistrz Magdeburga w Niemczech, Otto von Guericke. Doświadczenia te demonstrował za pomocą tzw. półkul magdeburskich. Wówczas nie było mowy o tym, jak odczytywać ciśnienie powietrza, bo nie było ono jeszcze mierzone. To zdjęcie z Muzeum w Magdeburgu pokazuje, jak wyglądają półkule.

Są to dwie półkule z brązu, jedna jest lita, a druga ma dziurę. Pomiędzy półkulami umieszczono uszczelkę z tłustej skóry i połączono. Powietrze zostało wypompowane z półkul przez otwór. Co ciekawe, sam Guericke cztery lata wcześniej, w 1650 r., wynalazł pompę próżniową. Jest też uwieczniony na zdjęciu. Po wypompowaniu powietrza, półkule zostały ściśnięte przez ciśnienie atmosferyczne. Aby je od siebie oddzielić, użyli siły pociągowej koni.

Eksperyment z półkulami w Magdeburgu

Zanim dowiemy się, jak oznacza się ciśnienie atmosfery, przeprowadźmy eksperyment. Wykorzystamy do tego model półkul magdeburskich. Podłączmy pompę próżniową do otworu półkuli za pomocą gumowego węża. Włączmy go, otwórzmy kran na jednej z półkul. Ciśnienie w przestrzeni między nimi spadnie. Dlatego siła działająca na półkule od wewnątrz będzie się zmniejszać, a siła działająca od zewnątrz będzie się zwiększać.

Podczas ewakuacji nie można rozdzielić półkul, ponieważ ściśle do siebie przylegają. Wyłączyć pompę, odłączyć gumowy wąż. Powietrze zacznie napływać do przestrzeni między półkulami. Wtedy z łatwością będą się rozdzielać.

Jaką literą określa się ciśnienie powietrza?

Spróbujmy obliczyć siłę, która ściska półkule. Gdy wypompowujemy powietrze, na półkule działa tylko siła ciśnienia atmosferycznego. Ściska półkule i biegnie od wewnętrznych ścian wydrążonych sfer do środka przestrzeni między nimi. Średnica półkuli (d) u Gehrigke wynosiła 35,5 cm.

Z faktu, że nie mogliśmy rozdzielić półkul wynika, że siła nacisku jest bardzo duża. Nawet osiem koni po każdej stronie nie mogło rozerwać tych półkul. Oto rycina, która ilustruje eksperyment Otto von Guericke.

Która litera symbolizuje ciśnienie?? Litera P. Normalne ciśnienie atmosferyczne (P_atm) wynosi 100 kilopaskali (kPa). Na każdy odcinek półkuli przypada siła. Siła F jest równa iloczynowi ciśnienia atmosferycznego i pola przekroju poprzecznego S półkul.

S=π*d²/4. F=100*10³ Pa*3,14*(0,355 m)²/4≈10 kN (kilonewtony). To jest waga jednej tony, więc konie nie mogły rozerwać tych półkul.

Barometr

Wiemy jak nazywa się ciśnienie atmosferyczne, ale jak się je mierzy? barometr wynaleziony przez Włocha Torricellego w pierwszej połowie XVII wieku., był wadliwy. Można go było łatwo złamać, był pełen trującej rtęci i chciało się go nosić przy sobie, żeby przewidzieć pogodę...

Trzeba było pomyśleć o urządzeniu bez szklanej rurki. е. bez płynu. Ten barometr wynaleziono dopiero dwieście lat później i nazwano go aneroidem. Słowo to w tłumaczeniu na język rosyjski oznacza "wolny od cieczy". Przyjrzyjmy się, czym jest barometr aneroidowy.

Jest to niewielkie urządzenie. W przeciwieństwie do metrowej rury rtęciowej Torricellego, można ją łatwo przenosić w dowolne miejsce. Co jest w środku?? Przyjrzyjmy się barometrowi w rozłożeniu na części.

Jak wskazuje ciśnienie wewnątrz niego? Ma skalę, jak tarcza zegara. Ciśnienie w kilopaskalach jest oznaczone strzałką. Za tarczą widzimy trzy spłaszczone pudełka. Jest z nich wypompowywane powietrze, a w środku znajduje się sprężyna. Gdyby tak nie było, atmosfera zmiażdżyłaby pudła. Następnie ze sprężyny schodzi dźwignia, która przekazuje ruch skrzynek. Dlaczego oni przeprowadzka ? Pudełka mogą zmieniać swoją grubość. Gdy ciśnienie atmosferyczne jest wyższe, powietrze ściska kapsułki, zmniejszając ich grubość. Gdy nacisk jest mniejszy, sprężyna prostuje się, a pudełka się zagęszczają. Ruch ten przenoszony jest na wskazówkę za pomocą mechanizmu dźwigniowego.

Struktura barometru bezcieczowego

Poznaliśmy sposób wskazywania ciśnienia w barometrze bez cieczy, a teraz narysujmy schemat barometru.

Trzy pola dają większą dokładność, ale w zasadzie jedno pole jest wystarczające. Jest to specjalnie wykonana falista, aby móc zmieniać jej grubość. Pomyśl o falistych, a więc elastycznych, wężach w odkurzaczach. Dolna część skrzynka jest przymocowana do podstawy. Do jego górnej części przymocowana jest sprężyna, która stara się wyprostować pudełko, tak jak aluminiowa linijka stara się wyprostować jeśli jest zgięta. Ciśnienie atmosferyczne, wręcz przeciwnie, próbuje skompresować pudełko.

Gdy ciśnienie wzrasta, grubość skrzyni maleje, więc dźwignia obraca oś. Jeśli do osi dołączona jest strzałka, to będzie się ona obracać w prawo, gdy grubość maleje, a w lewo, gdy rośnie.