Измерение атмосферного давления

Конспект по физике для 7 класса «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли». ВЫ УЗНАЕТЕ: Как можно измерить атмосферное давление. В каких единицах измеряется атмосферное давление. Чему равно нормальное атмосферное давление. В чём заключается опыт Торричелли. ВСПОМНИТЕ: Что такое атмосфера? Что такое атмосферное давление?

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Измерение атмосферного давления.
Опыт Торричелли

Давление в жидкости и газе определяют по формуле р = pgh. Следовательно, для определения атмосферного давления необходимо знать плотность воздуха и высоту воздушного столба над поверхностью Земли. Но атмосфера не имеет чёткой верхней границы, а плотность воздуха существенно меняется с высотой. Опыт, помогающий измерит атмосферное давление, был предложен в 1643 г. итальянским учёным Е. Торричелли.

ОПЫТ ТОРРИЧЕЛЛИ

Торричелли использовал стеклянную трубку длиной около 1 м. запаянную с одного конца и наполненную ртутью. Закрыв открытый конец трубки, он перевернул ее и опустил в чашку с ртутью. После того как он открыл конец трубки, часть ртути вылилась в чашку, а часть её осталась в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, оказалась равной приблизительно 760 мм. Над ртутью в трубке образовалось безвоздушное пространство, так как воздух там отсутствовал. Впоследствие пустота, образующаяся в трубке при опыте Торричелли, получила название «торричеллиева пустота».

Почему же вся ртуть из трубки не вылилась в чашку? Сам Торричелли предложил следующее объяснение происходящего. Сила тяжести заставляет ртуть двигаться вниз. При этом на поверхность ртути в чашке оказывает давление атмосфера Земли. Это давление по закону Паскаля передаётся без изменения в каждую точку жидкости и оказывает воздействие на ртуть в трубке снизу. Следовательно, столбик ртути перестаёт перемещаться, когда силы уравновешиваются, т. е. когда давление столба ртути на уровне, совпадающем с уровнем свободной поверхности ртути в чашке, становится равным атмосферному давлению.

Паскаль считал, что для окончательного доказательства факта существования атмосферного давления не обходимо проделать опыт Торричелли один раз у подножия какой-нибудь горы, другой раз на её вершине и в обоих случаях измерить высоту ртутного столба в трубке.

В 1648 г. по поручению Паскаля такой эксперимент проделал Ф. Перье. Он полностью подтвердил предположение Паскаля о том, что атмосферное давление зависит от высоты При высоте горы около 1,5 км разница уровней ртути составила более 8 см.

НОРМАЛЬНОЕ АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Значение атмосферного давления, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С называют нормальным атмосферным давлением.

Измерив высоту столба ртути, можно рассчитать давление, которое производит ртуть. Если внимательно отмечать положение уровня ртути, можно заметить, что с течением времени оно меняется. Это указывает на то, что атмосферное давление может изменяться по ряду причин (изменение температуры, смена направлений ветра и т. д.).

Если атмосферное давление уменьшается, то столб ртути в опыте Торричелли понижается. Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опыте Торричелли.

ЕДИНИЦЫ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

На практике атмосферное давление часто удобно измерять высотой ртутного столба. В этом случае единицей атмосферного давления является 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.). Например, если говорят, что атмосферное давление равно 770 мм рт. ст., то это значит, что воздух производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 770 мм.

Найдём соотношение между этой единицей и паскалем (Па). Для этого рассчитаем давление столбика ртути высотой 1 мм:

Итак, 1 мм рт. ст. = 133,3 Па. На практике также используют специальную единицу давления — атмосферу. Одна атмосфера равна 105 Па.

Опытами установлено, что при подъёме в среднем на каждые 12 м давление уменьшается на 1 мм рт. ст.

ОПЫТ ГЕРИКЕ

В 1654 г., спустя 11 лет после открытия Торричелли, действие атмосферного давления было наглядно показано бургомистром г. Магдебурга Отто фон Герике.

Два медных полушария были соединены кольцевой прокладкой. Через кран, приделанный к одному из полушариев, из составленного шара был выкачан воздух. Давление наружного воздуха прижало полушария друг к другу настолько сильно, что их не могли разнять восемь пар лошадей.


ДЛЯ СПРАВКИ:

Евангелиста Торричелли (1608–1647) Итальянский математик и физик, живший во Флоренции.

Отто фон Герике (1602–1686). Немецкий физик, инженер и философ. Изобрёл вакуумную откачку и провёл известный эксперимент с «магдебургскими полушариями», который доказал наличие давления воздуха.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли»: Как можно измерить атмосферное давление. В каких единицах измеряется атмосферное давление. Чему равно нормальное атмосферное давление. В чём заключается опыт Торричелли.

Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

Пройти онлайн-тест «»

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *