Cara tekanan udara ditunjukkan. Bagaimana ia diukur. Eksperimen

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 17:53

Tekanan atmosfera ialah daya yang digunakan oleh udara menekan Bumi, manusia dan semua yang mengelilinginya. Artikel itu akan memberitahu anda bagaimana pada abad XVII. dengan bantuan eksperimen, daya tekanan udara ditunjukkan buat kali pertama. Ia sangat menarik! Kami akan mempelajari cara tekanan atmosfera ditunjukkan dan cara ia diukur.

Alami Otto von Guericke

Betapa hebatnya tekanan atmosfera, dunia belajar pada tahun 1654. Ini berlaku terima kasih kepada burgomaster bandar Magdeburg (Jerman) Otto von Guericke. Dia menunjukkan pengalaman dengan apa yang dipanggil hemisfera Magdeburg. Kemudian tidak ada perbincangan tentang bagaimana tekanan udara ditunjukkan, kerana mereka masih tidak tahu bagaimana untuk mengukurnya. Penampilan hemisfera boleh dilihat dalam foto dari Muzium Magdeburg.

Ini adalah dua hemisfera gangsa, satu daripadanya pepejal, dan yang kedua mempunyai lubang. Gasket kulit berminyak diletakkan di antara hemisfera untuk ketat dan disambungkan. Udara dipam keluar melalui lubang dari hemisfera. Menariknya, Guericke sendiri empat tahun lebih awal, pada tahun 1650mencipta pam vakum. Dia juga bergambar. Apabila udara dipam keluar, hemisfera terhimpit oleh tekanan atmosfera. Untuk memutuskan hubungan antara satu sama lain, mereka menggunakan daya tarikan kuda.

Eksperimen dengan hemisfera Magdeburg

Sebelum kita mengetahui cara tekanan atmosfera ditunjukkan, mari kita jalankan eksperimen. Untuk itu, kami akan menggunakan model hemisfera Magdeburg. Pasangkan pam vakum pada lubang hemisfera dengan hos getah. Hidupkannya, buka paip pada salah satu hemisfera. Tekanan dalam ruang antara mereka akan berkurangan. Akibatnya, daya yang bertindak pada hemisfera dari dalam berkurangan, dan daya yang bertindak dari luar meningkat.

Semasa mengepam keluar udara, adalah mustahil untuk memisahkan hemisfera, kerana ia sesuai bersama. Matikan pam, cabut hos getah. Udara akan mula memasuki ruang antara hemisfera. Kemudian mereka akan berpisah dengan mudah.

Apakah huruf yang mewakili tekanan udara

Mari kita cuba mengira daya yang memerah hemisfera. Apabila kita mengepam keluar udara, hanya daya tekanan atmosfera yang bertindak pada hemisfera. Ia memampatkan hemisfera dan diarahkan dari dinding dalaman sfera berongga ke tengah ruang di antara mereka. Diameter hemisfera (d) dalam Guericke ialah 35.5 cm.

Berdasarkan fakta bahawa kita tidak dapat memisahkan hemisfera, menjadi jelas bahawa daya tekanan adalah sangat besar. Malah lapan kuda pada setiap sisi tidak dapat memecahkan hemisfera ini. Berikut ialah ukiran yang menggambarkan pengalaman Otto von Guericke.

Apakah huruf yang mewakili tekanan? Huruf P. Tekanan atmosfera biasa (P_{atm) ialah 100 kilopascals (kPa). Daya sedemikian bertindak pada setiap bahagian hemisfera. Daya tekanan F adalah sama dengan hasil darab tekanan atmosfera dan luas keratan rentas hemisfera S.}

S=πd²/4. F=10010³ Pa3, 14(0.355 m)^{2/4≈10 kN (kilonewton). Ini adalah berat beban satu tan, jadi kuda tidak dapat memecahkan hemisfera ini.}

Barometer

Bagaimanakah tekanan atmosfera ditunjukkan, kita tahu, tetapi bagaimanakah ia diukur? Barometer, yang dicipta oleh Torricelli Itali pada separuh pertama abad ke-17, mempunyai kelemahan. Ia boleh dipecahkan dengan mudah, ia dipenuhi dengan merkuri beracun, dan anda benar-benar ingin membawanya ke tempat yang berbeza untuk meramalkan cuaca.

Peranti tanpa tiub kaca adalah perlu, iaitu tanpa cecair. Barometer sedemikian dicipta hanya dua ratus tahun kemudian dan ia dipanggil aneroid. Perkataan ini diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia bermaksud tidak cair. Pertimbangkan apa itu barometer aneroid.

Ini ialah peranti kecil. Tidak seperti tiub merkuri Torricelli, yang setinggi satu meter, ia boleh dibawa dengan mudah ke mana sahaja anda pergi. Apa yang ada di dalamnya? Mari kita lihat barometer yang meletup.

Bagaimanakah tekanan di dalamnya ditunjukkan? Peranti mempunyai skala yang serupa dengan dail jam tangan. Tekanan dalam kilopascals ditunjukkan oleh anak panah. Di sebalik dail kita melihat tiga kotak yang diratakan. Udara dipam keluar daripada mereka, dan terdapat mata air di dalamnya. Jika ia tidak ada, suasana akan berlakukotak hancur. Lebih jauh dari musim bunga, tuil bergerak jauh, ia menghantar pergerakan kotak. Mengapa mereka bergerak? Kotak boleh menukar ketebalannya. Apabila tekanan atmosfera lebih besar, udara memampatkan kotak, ketebalannya berkurangan. Apabila tekanan kurang, spring diluruskan dan kotak menjadi lebih tebal. Melalui mekanisme tuas, pergerakan dihantar ke anak panah.

Peranti barometer tanpa cecair

Kami mempelajari cara tekanan ditunjukkan dalam barometer tanpa cecair, dan kini kami akan melukis rajahnya.

Tiga kotak memberikan peranti lebih ketepatan, tetapi pada dasarnya satu sudah memadai. Ia dibuat khas beralun supaya mempunyai keupayaan untuk menukar ketebalannya. Ingat hos pembersih vakum yang beralun dan oleh itu fleksibel. Bahagian bawah kotak dilekatkan pada pangkalan. Spring dipasang pada bahagian atasnya, yang cuba meluruskan kotak dengan cara yang sama seperti pembaris aluminium, jika bengkok, cuba meluruskan. Tekanan atmosfera, sebaliknya, cuba memampatkan kotak.

Apabila tekanan meningkat, ketebalan kotak berkurangan, yang bermaksud tuil memusingkan gandar. Jika anda memasang anak panah pada paksi, ia akan berputar ke kanan apabila ketebalan berkurangan dan ke kiri apabila ketebalan meningkat.