Измерение атмосферного давления.
| Вопросом, как измерить атмосферное давление, были озадачены многие мыслители. В 1643 году был проведен наиболее значимый опыт по его измерению. Его провел итальянский физик, ученик Галилео Галилея, Эванджелиста Торричелли. |
| Для проведения опыта ученому понадобились две емкости: узкая стеклянная трубка, длиной один метр, запаянная с одно стороны и широкая чаша. Наполнив метровую трубку до краев ртутью, физик закрыл ее, перевернул и опустил в чашу, также частично заполненную ртутью. Открывать метровый сосуд необходимо было под слоем ртути в широкой чаше, чтобы туда не попал воздух. Ртуть частично выливалась в сосуд, но останавливалась на высоте около 76 сантиметров или 760 миллиметров. Над ртутью в метровой пробирке образовалось пространство, в котором не было воздуха. |
Торричелли, проведя опыт, смог его обосновать: на открытую жидкость в широкой чаше действует атмосферное давление. Ртуть, остановившаяся на отметке 760 миллиметров, находится в покое, а значит в равновесии. Значит, давление столба ртути уравновешивается атмосферным давлением, т.к. если бы давление ртути было больше атмосферного давления, то ртуть бы выливалась из трубки в чашку, а если меньше, то поднималась бы по стрелке вверх.
Так как в верхней части трубки воздуха нет, то давление в трубке на уровне аа1 создается весом столба ртути в трубке. Значит атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке.
Если рассчитать давление столба ртути по уже известной формуле, мы найдем величину атмосферного давления. Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути. Поэтому на практике используется расчёт атмосферного давления с помощью измерения высоты ртутного столба.
При высоте столба ртути 760 миллиметров, давление составляет приблизительно 100 килопаскалей:  .
Один миллиметр ртутного столба так же приняли за единицу измерения атмосферного давления. Он равен 133,3 паскалей.
1 мм рт. ст.  133,3Па
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C, также обозначают как одна атмосфера.
760 мм рт. ст. = 1 атм
С такой единицей вы встретитесь, накачивая автоматическим насосом колеса автомобиля.
|
| Измерять давление атмосферы в миллиметрах ртутного столба оказалось также очень удобно. Если вы посмотрите прогноз погоды, то непременно встретитесь с этой единицей измерения давления. Наблюдая за уровнем ртути в закрытом сосуде, ученый заметил, что он изменяется. А значит, изменяется и атмосферное давление. И эти изменения связаны с погодой. Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опыте Торричелли. |
| Если прикрепить к трубке с ртутью, которую использовал Торричелли, шкалу с делениями, получим простейший прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. Слово «барометр» происходит от греческих слов барос – «тяжесть» и метрео – «измеряю». |
| Намного удобнее и безопаснее для измерения атмосферного давления использовать металлический барометр – анероид (в переводе с греческого — безжидкостной), поскольку в нем не используется ртуть. С помощью этого прибора можно предсказывать погоду – так, например, повышение давление означает, что погода будет хорошая и солнечная. В основе его устройства лежит металлическая гофрированная коробка, которая сжимается под действием давления. Ее деформация передается стрелке, движущейся по шкале. |
| Прослушайте небольшой отрывок из книги «Весёлое мореплавание Солнышкина» Виталия Коржикова. Вся бухта внизу сверкала, и в темноте переливались разноцветные огоньки. В море над чёрной водой вспыхивал и гас свет маяка. Над ним светили громадные звёзды, и Солнышкину показалось, что он плывёт по далёким южным морям… Вдруг Мирон Иванович зашмыгал носом, посмотрел в окно, потом на барометр и скомандовал: — Задраить иллюминаторы, или через полчаса хижину старого Робинзона зальёт водой! Солнышкин с сомнением посмотрел на звёздное небо и собирался возразить, но тут же громадная капля щёлкнула его по носу, и по стёклам забарабанил дождь. А теперь ответьте на вопрос, как изменились показания барометра, по которому Мирон Иванович предсказал дождь. Давление на шкале барометра понизилось. |