Semua makhluk hidup di Bumi tidak menyedari tekanan yang dikenakan ke atas mereka oleh cangkang udara yang megah di planet kita. Sebabnya ialah mereka terbiasa sejak lahir hingga terdedah kepada atmosfera, dan organisma mereka secara biologi menyesuaikan diri dengannya.
Sementara itu, awan gas seperti itu sebenarnya mempunyai berat yang agak besar. Ia dipegang oleh graviti planet, berkat ia tidak menguap ke angkasa yang tidak berkesudahan, meregangkan ke atas selama seribu kilometer. Dan ini bermakna cangkerang udara memberikan tekanan pada semua yang terletak di permukaan dunia. Berapakah harga satu suasana di Pascals? Para saintis berjaya menyatakan tekanan udara dalam jumlah pada abad ke-17.
Tekanan atmosfera
Di Regensburg pada tahun 1654, Otto von Guericke memberikan pengalaman yang menakjubkan kepada Maharaja Ferdinand III dan rakan-rakan saintisnya. Ahli fizik Jerman mengambil dua hemisfera tembaga berongga, bersaiz kecil (kira-kira 35.6 cm diameter). Kemudiandia menekannya dengan ketat antara satu sama lain, menyambungkannya dengan cincin kulit, dan mengepam keluar udara dari dalam dengan menggunakan tiub sisipan dan pam. Selepas itu, hemisfera tidak dapat dipisahkan. Selain itu, enam belas ekor kuda yang diikat pada gelang besi di kedua-dua hujung pada setiap sisi sfera yang terhasil tidak dapat melakukannya.
Percubaan ini menunjukkan kepada dunia kesan tekanan pada objek sekeliling. Daya inilah yang menghimpit kedua-dua bahagian sfera itu. Jadi, saiznya benar-benar mengagumkan. Dua tahun kemudian, pengalaman luar biasa itu berulang di Magdeburg. Sudah ada 24 ekor kuda cuba memecahkan sfera, tetapi dengan kejayaan yang sama. Hemisfera ini yang digunakan semasa eksperimen telah tercatat dalam sejarah di bawah nama Magdeburg. Mereka masih disimpan di Muzium Jerman.
Satu suasana di Pascals
Bagaimana untuk mengira tekanan mantel gas planet ini? Tiada yang lebih mudah jika ketumpatan udara dan ketinggian cangkerang udara diketahui dengan tepat. Tetapi pada abad ke-17, saintis belum dapat mengetahui perkara sedemikian. Walau bagaimanapun, mereka melakukan kerja yang sangat baik. Dan ini pertama kali dilakukan oleh pelajar Galileo - Torricelli Itali.
Dia mengambil tiub kaca sepanjang meter dan mengisinya dengan merkuri selepas memateri salah satu hujungnya. Dan dia menurunkan bahagian yang terbuka ke dalam bekas dengan bahan yang sama. Pada masa yang sama, sebahagian daripada merkuri dari tiub meluru turun. Namun, tidak semua tumpah. Dan ketinggian lajur yang tinggal adalah kira-kira 760 mm. Pengalaman inilah yang kemudiannya memudahkan untuk mengira berapa banyak Pascal dalam satu suasana. Nombor ini adalah lebih kurangialah 101,300 Pa. Ini ialah nilai tekanan atmosfera biasa.
Penjelasan tentang percubaan Torricelli
Tekanan atmosfera mempengaruhi semua badan darat. Tetapi ia tidak dapat dilihat, kerana ia diimbangi oleh tindakan udara, yang berada di dalam objek itu sendiri dan organisma hidup. Eksperimen dengan hemisfera Magdeburg dengan fasih menunjukkan apa yang akan berlaku jika gas tidak mempunyai keupayaan untuk menembusi hampir di mana-mana. Ruang tanpa udara telah dicipta secara buatan dalam sfera yang terhasil. Akibatnya, ia ternyata menjadi luar biasa kuat dan tidak dapat dipisahkan, dihimpit dari semua pihak oleh satu atmosfera, dalam Pascals, yang nilai tekanannya, seperti yang kita sedia maklum, sangat ketara.
Undang-undang yang sama mendasari pam. Cecair menyerbu ke dalam ruang tanpa udara yang terbentuk. Ia meningkat sehingga tekanan udara dan bahan sedia ada mengimbangi antara satu sama lain. Dan ketinggian lajur bergantung pada ketumpatan cecair.
Mengetahui perkara ini, Torricelli mengukur tekanan yang dicipta oleh satu atmosfera. Sudah tentu, dia masih tidak dapat menterjemah nilai ini ke dalam Pascals. Ini dilakukan kemudian. Oleh itu, dia mengukurnya dalam milimeter merkuri. Adalah diketahui bahawa tekanan atmosfera biasanya diukur dalam unit yang serupa pada zaman kita.
Cara menukar atmosfera kepada Pascal
Lelaki Perancis Blaise Pascal (potretnya lebih tinggi sedikit), yang namanya dinamakan unit tekanan, setelah mengetahui tentang eksperimen Torricelli,mengulangi eksperimen serupa pada ketinggian yang berbeza, menggunakan, sebagai tambahan kepada merkuri, air dan cecair lain. Dan ini akhirnya membuktikan kehadiran dan kesan tekanan atmosfera pada badan dan bahan daratan, walaupun terdapat ramai yang meragui pada zaman itu.
Berikut menunjukkan cara menukar tekanan dalam atmosfera kepada Pascal dan unit lain.
Nilai ini tidak tetap dan bergantung pada banyak penunjuk. Pertama sekali, dari ketinggian di atas paras laut. Seperti yang dibuktikan oleh Pascal, semakin tinggi anda mendaki ke puncak gunung, semakin kurang tekanan. Ini dijelaskan dengan mudah. Lagipun, kedalaman cangkang udara berkurangan, begitu juga ketumpatannya. Dan sudah pada ketinggian kira-kira sama dengan 5.5 km, penunjuk tekanan dibelah dua. Dan jika anda mendaki 11 km, maka nilai ini akan berkurangan sebanyak empat kali ganda.
Selain itu, tekanan atmosfera bergantung pada cuaca. Itulah sebabnya penunjuk ini dianggap penting dalam ramalannya. Sebagai contoh, semakin tinggi tekanan pada musim panas, semakin besar kemungkinan pada hari ini matahari akan gembira dengan sinarnya dan tidak akan ada hujan.
