Tlak vzduchovej obálky zeme: jedna atmosféra v pascaloch

Všetky živé bytosti na zemi si nevšimnú tlak, ktorý na ne vyvíja grandiózna vzduchová obálka našej planéty. Dôvod je ten, že na účinky atmosféry na ne sú zvyknutí už od narodenia a ich organizmy sú na to biologicky prispôsobené.

Medzitým má taký plynný oblak v skutočnosti značnú váhu. Je držaná gravitáciou planéty, vďaka ktorej sa neodparuje do bezhraničného vesmíru a tiahne sa smerom nahor na tisíc kilometrov. A to znamená, že vzduchová obálka vyvíja tlak na všetko na povrchu zemegule. Koľko je jedna atmosféra v Pascals? Vedci sa podarilo vyjadriť tlak vzduchu v číslach späť v XVII storočí.

Atmosférický tlak

V Regensburgu v roku 1654 predviedol Otto von Guericke veľkolepý zážitok cisárovi Ferdinandovi III a jeho kolegom vedcom. Nemecký fyzik vzal dve medené duté hemisféry, malé (asi 35,6 cm v priemere). Potom ich pevne pritlačil k sebe, spojil ich s koženým krúžkom a pomocou zásuvnej trubice a pumpy odčerpal vzduch zvnútra. Potom sa hemisféry nedali oddeliť. Okrem toho šestnásť koní viazaných na železné krúžky na dvoch koncoch na každej strane vytvorenej gule to nemohlo urobiť.

Tento experiment preukázal svetu vplyv tlaku na okolité objekty. Bola to táto sila, ktorá tak veľmi stlačila obe časti gule. Takže jeho veľkosť je skutočne pôsobivá. O dva roky neskôr sa pozoruhodný zážitok zopakoval v Magdeburgu. 24 koní sa tam už pokúsilo rozbiť guľu, ale s rovnakým úspechom. Tieto hemisféry použité počas experimentu vošli do histórie pod názvom Magdeburg. Stále sú uložené v nemeckom múzeu.

Jedna atmosféra v pascaloch

Ako vypočítať tlak plynného plášťa planéty? Nič by nebolo jednoduchšie, keby bola hustota vzduchu a výška vzduchového obalu známa s presnosťou. Ale v XVII storočí vedci ešte nemohli vedieť také veci. S touto úlohou sa však vyrovnali dokonale. A prvýkrát to urobil Galileov učeník, taliansky Torricelli.

Vzal metrovú sklenenú trubicu a naplnil ju ortuťou, pričom predtým utesnil jeden z koncov. A otvorená časť bola spustená do nádoby s rovnakou látkou. Zároveň sa časť ortuti z trubice ponáhľala dole. Nie všetko sa však vylialo. A výška zostávajúceho stĺpca bola asi 760 mm. Práve táto skúsenosť neskôr uľahčila výpočet: koľko Pascalov v jednej atmosfére. Toto číslo je približne 101 300 Pa. To je presne hodnota normálneho atmosférického tlaku.

Vysvetlenie Torricelliho experimentu

Atmosférický tlak má vplyv na všetky pozemské telesá. Je to však nepostrehnuteľné, pretože je vyvážené pôsobením vzduchu obsiahnutého v samotných objektoch a živých organizmoch. Experiment s magdeburskými hemisférami výrečne ukázal, čo by sa stalo, keby plyn nemal tú vlastnosť, že preniká takmer všade. Vo výslednej sfére bol umelo vytvorený bezvzduchový priestor. V dôsledku toho sa ukázalo, že je mimoriadne silný a neoddeliteľný, stlačený zo všetkých strán jednou atmosférou, v pascaloch je hodnota tlaku, ako už vieme, veľmi významná.

Rovnaké zákony sú základom pre prevádzku čerpadiel. Kvapalina sa ponáhľa do výsledného bezvzduchového priestoru. Stúpa, kým sa existujúci tlak vzduchu a látky navzájom nevyvážia. A výška stĺpca závisí od hustoty kvapaliny.

Torricelli to vedel a zmeral tlak vytvorený jednou atmosférou. Túto hodnotu samozrejme ešte nemohol preložiť do Pascalu. Toto sa stalo neskôr. Zmeral to teda v milimetroch ortuti. Je známe, že je obvyklé merať atmosférický tlak v takýchto jednotkách av našej dobe.

Ako preložiť atmosféru do Pascalu

Francúz Blaise Pascal (jeho portrét je o niečo vyšší), po ktorom sú pomenované jednotky na meranie tlaku, keď sa dozvedel o Torricelliho experimentoch, opakoval podobné experimenty v rôznych výškach, pričom okrem ortuti používal aj vodu a iné kvapaliny. A to nakoniec dokázalo prítomnosť a vplyv atmosférického tlaku na suchozemské telá a látky, aj keď v tom čase bolo veľa pochybovačov.

Nižšie je uvedené, ako tlak previesť ho na Pascal a ďalšie jednotky merania v atmosfére.

Táto hodnota nie je konštantná a závisí od mnohých ukazovateľov. Po prvé, z nadmorskej výšky nad morom. Ako dokázal Pascal, čím vyššie stúpate na vrchol hory, tlak sa znižuje. To sa dá ľahko vysvetliť. Koniec koncov, hĺbka vzduchového plášťa klesá, rovnako ako jeho hustota. A už v nadmorskej výške približne 5,5 km sú indikátory tlaku znížené na polovicu. A ak stúpate 11 km, potom sa táto hodnota zníži štvornásobne.

Atmosférický tlak navyše závisí od počasia. Preto sa tento ukazovateľ považuje za významný vo svojich prognózach. Napríklad, čím vyšší je tlak v lete, tým je pravdepodobnejšie, že v tento deň slnko poteší svojimi lúčmi a nebudú žiadne zrážky.