La pressione atmosferica è la forza con cui l'aria preme sulla Terra, sull'uomo e su tutto ciò che lo circonda. L'articolo ti dirà come nel XVII secolo. con l'aiuto dell'esperimento, è stata mostrata per la prima volta la forza della pressione dell'aria. È molto interessante! Impareremo come viene indicata la pressione atmosferica e come viene misurata.
Esperienza Otto von Guericke
Quanto è grande la pressione atmosferica, il mondo imparò nel 1654. Ciò è avvenuto grazie al borgomastro della città di Magdeburgo (Germania) Otto von Guericke. Ha dimostrato esperienza con i cosiddetti emisferi di Magdeburgo. Quindi non si è parlato di come viene indicata la pressione dell'aria, perché non sapevano ancora come misurarla. L'aspetto degli emisferi può essere visto nella foto del Museo di Magdeburgo.
Questi sono due emisferi di bronzo, uno è solido e il secondo ha un buco. Una guarnizione in pelle oliata è stata posizionata tra gli emisferi per la tenuta e collegata. L'aria è stata pompata fuori attraverso il foro dagli emisferi. È interessante notare che lo stesso Guericke quattro anni prima, nel 1650ha inventato la pompa a vuoto. È anche raffigurato. Quando l'aria è stata espulsa, gli emisferi sono stati schiacciati dalla pressione atmosferica. Per disconnetterli l'uno dall' altro, hanno usato la forza di trazione dei cavalli.
Esperimento con gli emisferi di Magdeburgo
Prima di sapere come viene indicata la pressione atmosferica, conduciamo un esperimento. Per questo, useremo il modello degli emisferi di Magdeburgo. Collegare una pompa a vuoto al foro dell'emisfero con un tubo di gomma. Accendilo, apri il rubinetto su uno degli emisferi. La pressione nello spazio tra di loro diminuirà. Di conseguenza, la forza che agisce sugli emisferi dall'interno diminuisce e la forza che agisce dall'esterno aumenta.
Durante il pompaggio dell'aria, è impossibile separare gli emisferi, poiché si adattano perfettamente l'uno all' altro. Spegnere la pompa, scollegare il tubo di gomma. L'aria inizierà a entrare nello spazio tra gli emisferi. Quindi si separeranno facilmente.
Quale lettera rappresenta la pressione dell'aria
Proviamo a calcolare la forza che ha schiacciato gli emisferi. Quando pompiamo l'aria, solo la forza della pressione atmosferica agisce sugli emisferi. Comprime gli emisferi ed è diretto dalle pareti interne delle sfere cave al centro dello spazio tra di loro. Il diametro degli emisferi (d) in Guericke era di 35,5 cm.
Sulla base del fatto che non siamo riusciti a separare gli emisferi, diventa chiaro che la forza di pressione è molto grande. Anche otto cavalli per lato non potevano rompere questi emisferi. Ecco un'incisione che illustra l'esperienza di Otto von Guericke.
Quale lettera rappresenta la pressione? La lettera P. La pressione atmosferica normale (Patm) è 100 kilopascal (kPa). Tale forza agisce su ciascuna parte dell'emisfero. La forza di pressione F è uguale al prodotto della pressione atmosferica e dell'area della sezione trasversale degli emisferi S.
S=πd2/4. F=100103 Pa3, 14(0,355 m)2/4≈10 kN (kilonewton). Questo è il peso di un carico di una tonnellata, quindi i cavalli non sono stati in grado di rompere questi emisferi.
Barometro
Come viene indicata la pressione atmosferica, lo sappiamo, ma come viene misurata? Il barometro, inventato dall'italiano Torricelli nella prima metà del XVII secolo, presentava dei difetti. Potrebbe essere facilmente rotto, era pieno di mercurio velenoso e volevi davvero portarlo in posti diversi per prevedere il tempo.
Era necessario inventare un dispositivo senza tubo di vetro, cioè senza liquido. Un tale barometro fu inventato solo duecento anni dopo e fu chiamato aneroide. Questa parola tradotta in russo significa senza liquidi. Considera cos'è un barometro aneroide.
Questo è un piccolo dispositivo. A differenza del tubo di mercurio Torricelli, che è alto un metro, può essere facilmente portato con te ovunque tu vada. Cosa c'è dentro? Diamo un'occhiata al barometro esploso.
Come viene indicata la pressione al suo interno? Il dispositivo ha una scala simile a un quadrante di un orologio. La pressione in kilopascal è indicata da una freccia. Dietro il quadrante vediamo tre scatole appiattite. L'aria viene espulsa da loro e all'interno c'è una molla. Se non ci fosse, l'atmosfera sarebbescatole frantumate. Più lontano dalla molla, la leva si allontana, trasmette i movimenti delle scatole. Perché si stanno muovendo? Le scatole possono cambiare il loro spessore. Quando la pressione atmosferica è maggiore, l'aria comprime le scatole, il loro spessore diminuisce. Quando la pressione è minore, la molla si raddrizza e le scatole diventano più spesse. Attraverso il meccanismo delle leve, il movimento viene trasmesso alla freccia.
Dispositivo barometro senza liquidi
Abbiamo imparato come la pressione viene indicata in un barometro senza liquidi e ora ne disegneremo il diagramma.
Tre scatole danno al dispositivo una maggiore precisione, ma in linea di principio una è sufficiente. È appositamente realizzato ondulato in modo da avere la possibilità di cambiarne lo spessore. Ricorda i tubi per aspirapolvere corrugati e quindi flessibili. Il fondo della scatola è attaccato alla base. Sulla parte superiore è fissata una molla, che cerca di raddrizzare la scatola nello stesso modo in cui un righello di alluminio, se piegato, cerca di raddrizzarlo. La pressione atmosferica, al contrario, cerca di comprimere la scatola.
Quando la pressione aumenta, lo spessore della scatola diminuisce, il che significa che la leva gira l'asse. Se alleghi una freccia all'asse, ruoterà verso destra quando lo spessore diminuisce e verso sinistra quando lo spessore aumenta.
