Daripada konsep "tekanan atmosfera" ia mengikuti bahawa udara mesti mempunyai berat, jika tidak, ia tidak boleh memberi tekanan pada apa-apa. Tetapi kita tidak perasan ini, nampaknya udara itu tidak berat. Sebelum bercakap tentang tekanan atmosfera, anda perlu membuktikan bahawa udara mempunyai berat, anda perlu menimbangnya. Bagaimana hendak melakukannya? Kami akan mempertimbangkan berat udara dan tekanan atmosfera secara terperinci dalam artikel, mengkajinya dengan bantuan percubaan.
Pengalaman
Kami akan menimbang udara dalam bekas kaca. Ia memasuki bekas melalui tiub getah di leher. Injap menutup hos supaya tiada udara memasukinya. Kami mengeluarkan udara dari kapal menggunakan pam vakum. Menariknya, apabila pengepaman berlangsung, bunyi pam berubah. Semakin sedikit udara yang tinggal di dalam kelalang, semakin senyap pam berjalan. Semakin lama kita mengepam udara, semakin rendah tekanan dalam kapal.
Apabila semua udara dikeluarkan,tutup paip, picit hos untuk menghalang bekalan udara. Timbang kelalang tanpa udara, kemudian buka paip. Udara akan masuk dengan wisel khas, dan beratnya akan ditambah pada berat kelalang.
Letak dahulu bekas kosong dengan ketukan tertutup pada baki. Dalam bekas ada vakum, jom timbang. Mari buka paip, udara akan masuk ke dalam, dan timbang kandungan kelalang itu semula. Perbezaan antara berat kelalang yang diisi dan kosong ialah jisim udara. Mudah sahaja.
Berat udara dan tekanan atmosfera
Sekarang mari kita teruskan untuk menyelesaikan masalah seterusnya. Untuk mengira ketumpatan udara, anda perlu membahagikan jisimnya dengan isipadu. Isipadu kelalang diketahui kerana ia ditanda pada bahagian tepi kelalang. ρ=mudara /V. Saya mesti mengatakan bahawa untuk mendapatkan apa yang dipanggil vakum tinggi, iaitu, ketiadaan udara di dalam kapal, anda memerlukan banyak masa. Jika kelalang ialah 1.2L, kira-kira setengah jam.
Kami mendapati bahawa udara mempunyai jisim. Bumi menariknya, dan oleh itu daya graviti bertindak ke atasnya. Udara menolak ke bawah di atas tanah dengan daya yang sama dengan berat udara. Oleh itu, tekanan atmosfera wujud. Ia menunjukkan dirinya dalam pelbagai eksperimen. Mari lakukan salah satu daripada ini.
Percubaan picagari
Ambil picagari kosong yang dipasangkan tiub fleksibel. Turunkan pelocok picagari dan rendamkan hos dalam bekas air. Tarik pelocok ke atas, dan air akan mula naik melalui tiub, mengisi picagari. Mengapakah air, yang ditarik ke bawah oleh graviti, masih naik di belakang omboh?
Di dalam kapal, ia terjejas dari atas ke bawahTekanan atmosfera. Mari kita nyatakan Patm. Menurut hukum Pascal, tekanan yang dikenakan oleh atmosfera pada permukaan cecair dihantar tidak berubah. Ia merebak ke semua titik, yang bermaksud bahawa terdapat juga tekanan atmosfera di dalam tiub, dan terdapat vakum (ruang tanpa udara) dalam picagari di atas lapisan air, iaitu P \u003d 0. Jadi ternyata tekanan atmosfera menekan air dari bawah, tetapi tidak ada tekanan di atas omboh, kerana terdapat kekosongan di sana. Disebabkan perbezaan tekanan, air memasuki picagari.
Eksperimen dengan merkuri
Berat udara dan tekanan barometrik - berapa besarnya? Mungkin ia sesuatu yang boleh diabaikan? Lagipun, satu meter padu besi mempunyai jisim 7600 kg, dan satu meter padu udara - hanya 1.3 kg. Untuk memahami, mari kita ubah suai percubaan yang baru kita jalankan. Daripada picagari, ambil botol yang ditutup dengan gabus dengan tiub. Sambungkan tiub ke pam dan mula mengepam udara.
Tidak seperti pengalaman sebelumnya, kami mencipta vakum bukan di bawah omboh, tetapi dalam keseluruhan isipadu botol. Matikan pam dan pada masa yang sama turunkan tiub botol ke dalam bekas air. Kita akan melihat bagaimana air mengisi botol melalui tiub dalam beberapa saat sahaja dengan bunyi yang khas. Kelajuan tinggi yang dia "meletup" ke dalam botol menunjukkan bahawa tekanan atmosfera adalah nilai yang agak besar. Pengalaman membuktikannya.
Buat pertama kali mengukur tekanan atmosfera, berat udara saintis Itali Torricelli. Dia mempunyai pengalaman sedemikian. Saya mengambil tiub kaca lebih sedikit daripada 1 m panjang, dimeterai pada satu hujung. Mengisinya dengan merkuri sehingga penuh. SelepasKemudian dia mengambil bejana dengan merkuri, mencubit hujung terbukanya dengan jarinya, membalikkan tiub itu dan membenamkannya ke dalam bekas. Sekiranya tidak ada tekanan atmosfera, maka semua merkuri akan dicurahkan, tetapi ini tidak berlaku. Ia mencurah sebahagiannya, paras merkuri mendap pada ketinggian 760 mm.
Ia berlaku kerana atmosfera menekan merkuri di dalam bekas. Atas sebab inilah dalam eksperimen kami sebelum ini, air didorong ke dalam tiub, itulah sebabnya air mengikuti picagari. Tetapi dalam dua eksperimen ini, kami mengambil air, yang ketumpatannya rendah. Merkuri mempunyai ketumpatan yang tinggi, jadi tekanan atmosfera dapat menaikkan merkuri, tetapi tidak ke bahagian paling atas, tetapi hanya sebanyak 760 mm.
Menurut hukum Pascal, tekanan yang dikenakan pada merkuri dihantar ke semua titiknya tidak berubah. Ini bermakna terdapat juga tekanan atmosfera di dalam tiub. Tetapi sebaliknya, tekanan ini diimbangi oleh tekanan lajur cecair. Mari kita nyatakan ketinggian lajur merkuri sebagai h. Kita boleh mengatakan bahawa tekanan atmosfera bertindak dari bawah ke atas, dan tekanan hidrostatik bertindak dari atas ke bawah. Baki 240 mm kosong. By the way, vakum ini juga dipanggil Torricelli void.
Formula dan pengiraan
Tekanan atmosfera Patm adalah sama dengan tekanan hidrostatik dan dikira dengan formula ρptgh. ρrt=13600 kg/m3. g=9.8 N/kg. h=0.76 m. Patm=101.3 kPa. Ini adalah jumlah yang agak besar. Sehelai kertas yang terletak di atas meja menghasilkan tekanan 1 Pa, dan tekanan atmosfera ialah 100,000 pascal. Ternyata anda perlu meletakkan100,000 helai kertas satu di atas yang lain untuk menghasilkan tekanan sedemikian. Ingin tahu, bukan? Tekanan atmosfera dan berat udara sangat tinggi, jadi air telah ditolak ke dalam botol dengan kekuatan sedemikian semasa percubaan.
