Налягането на въздушната обвивка на земята: една атмосфера в паскали

Всички живи същества на Земята не забелязват налягането, което им оказва огромната въздушна обвивка на нашата планета. Причината за това е, че от раждането си те са свикнали с въздействието на атмосферата и организмите им са биологично адаптирани към него.

В същото време подобен газов облак всъщност има голяма тежест. Той се задържа на място от гравитацията на планетата, така че не се изпуска в пространството, а се простира на хиляди километри във въздуха. А това означава, че въздушната обвивка оказва натиск върху всичко на повърхността на земното кълбо. Колко е една атмосфера в Паскал?? Още през XVII век учените успяват да изразят въздушното налягане с числа.

Атмосферно налягане

През 1654 г. в Регенсбург Ото фон Герике демонстрира пред император Фердинанд III и колегите си учени впечатляващ експеримент. Немският физик взема две медни кухи полусфери с малък размер (около 35,6 см в диаметър). След това ги притисна плътно с кожен пръстен и изпомпа въздуха отвътре с тръба и помпа. След това е невъзможно да се разделят полукълбата. Нещо повече, това не можеше да стане с шестнадесет коня, вързани за железни халки с два края от всяка страна на получената сфера.

Този експеримент демонстрира на света въздействието на налягането върху околните обекти. Именно тази сила притиска двете части на сферата толкова плътно една до друга. И така, мащабите му са наистина впечатляващи. Две години по-късно забележителният експеримент е повторен в Магдебург. Там 24 коня се опитаха да разбият сферата, но със същия успех. Използваните по време на експеримента полусфери са останали в историята под името Магдебург. Днес те все още се намират в един германски музей.

Една атмосфера в Паскали

Как да изчислим налягането на газовата мантия на планета? Нямаше да е по-лесно, ако плътността на въздуха и височината на въздушната обвивка бяха известни с точност. Но през XVII век учените все още не са могли да знаят такива неща. Въпреки това те свършиха отлична работа. За първи път това е направено от ученика на Галилей, италианеца Торичели.

Той взе стъклена тръба, дълга метър, и я напълни с живак, като предварително запечата единия край с. А отворената част се спуска в съд със същото вещество. Част от живака в тръбата падна. Въпреки това не всичко се излива. А височината на останалата колона е около 760 мм. Именно този експеримент впоследствие позволи да се изчисли колко Паскала има в една атмосфера. Този брой е приблизително 101 300 Pa. Това е стойността на нормалното атмосферно налягане.

Обяснение на експеримента на Торичели

Атмосферното налягане оказва влияние върху всички земни тела. Но то е незабележимо, защото се балансира от действието на въздуха в самите предмети и живи организми. Експериментът в Магдебург красноречиво демонстрира какво би се случило, ако газът не притежаваше свойството да прониква почти навсякъде. В получената сфера изкуствено е създадено безвъздушно пространство. Вследствие на това, което е изглеждало необичайно силен и неразделна, притиснати от всички страни от една атмосфера, в Паскал, която стойност на налягането, както вече знаем, е доста значителен.

Същите закони са в основата на работата на помпите. В образувалото се безвъздушно пространство нахлува течност. То се издига, докато съществуващото налягане на въздуха и материята се уравновеси. А височината на колоната зависи от плътността на течността.

Знаейки това, Торичели измерва налягането, създавано от една атмосфера. В Паскали, разбира се, той все още не можеше да го преведе. Те го направиха по-късно. И така, той го измери в милиметри живак. Известно е, че днес атмосферното налягане обикновено се измерва в подобни единици.

Как да преведете атмосферното налягане в Паскали?

Французинът Блез Паскал (портретът му горе), на когото е кръстена единицата за налягане, научава за експериментите на Торичели и повтаря подобни опити на различни височини, като освен живак използва вода и други течности. Той доказва убедително съществуването и влиянието на атмосферното налягане върху земните тела и вещества, въпреки че по онова време има много съмняващи се.

Показано по-долу, като налягане в атмосфери в Паскалеви и други мерни единици.

Тя не е постоянна и зависи от много променливи. На първо място, това зависи от надморската височина. Както доказа Паскал, колкото по-високо се изкачвате до върха на планината, толкова по-ниско става налягането. Това може да се обясни лесно. Защото дълбочината на въздушната обвивка намалява, както и нейната плътност. Още на височина от около 5,5 км показанията на налягането намаляват наполовина. А при изминаване на разстояние до 11 км тя намалява четири пъти.

Освен това атмосферното налягане зависи от времето. Ето защо той се счита за важен показател в нейните прогнози. Например, колкото по-високо е налягането през лятото, толкова по-вероятно е да грее слънце и да няма валежи в този ден.