Légköri nyomás és légtömeg. Képlet, számítások, kísérletek

A koncepciótól kezdve "légköri nyomás" , ebből következik, hogy a levegőnek súlyának kell lennie, különben nem tudott nyomást gyakorolni semmire. De ezt nem vesszük észre, számunkra úgy tűnik, hogy a levegő súlytalan. Mielőtt beszélsz a légköri nyomásról be kell bizonyítania, hogy a levegőnek súlya van, valahogy meg kell mérnie. Hogyan kell csinálni? A levegő és a légköri nyomás súlyát részletesen tárgyaljuk a cikkben, kísérletekkel tanulmányozva őket.

Tapasztalat

Megmérjük az üvegedényben lévő levegőt. A tartályba a nyakban lévő gumi csövön keresztül jut be. A csap bezárja a tömlőt, hogy ne kerüljön levegő. Vákuumszivattyú segítségével eltávolítjuk a levegőt az edényből. Érdekes, hogy a szivattyú kiszivattyúzásakor a szivattyú hangja megváltozik. Minél kisebb a lombikban maradt levegő mennyisége, annál csendesebb a szivattyú. Minél hosszabb ideig pumpáljuk ki a levegőt, annál alacsonyabb lesz a nyomás az edényben.

Amikor az összes levegőt eltávolítjuk, bezárjuk a csapot, összenyomjuk a tömlőt, hogy megakadályozzuk a levegő hozzáférését. Levegő nélkül lemérjük a lombikot, majd kinyitjuk a csapot. A levegő jellegzetes síppal jön be, súlya pedig hozzáadódik az izzó súlyához.

Először egy üres edényt helyezünk el zárt csappal a mérlegen. A tartály belsejében vákuum van, megmérjük. Nyissa ki a csapot, a levegő belép, majd ismét mérje meg a lombik tartalmát. A töltött és az üres lombik tömegének különbsége a levegő tömege lesz. Ez egyszerű.

Légtömeg és légköri nyomás

Most térjünk át a következő probléma megoldására. A levegő sűrűségének kiszámításához meg kell osztani tömegét térfogat szerint. A lombik térfogata ismert, mert a falán van feltüntetve. p=m_vozd / V. Azt kell mondanom, hogy sok időbe telik az úgynevezett nagy vákuum elérése, vagyis a levegő teljes hiánya az edényben. Ha a lombik 1,2 liter, akkor körülbelül fél óra.

Kiderült, hogy a levegőnek tömege van. A föld vonzza őt, ezért a gravitáció hat rá. A levegő a levegő súlyával megegyező erővel nyomja a talajt. A légköri nyomás tehát létezik. Különböző kísérletekben nyilvánul meg. Tartsunk egy ilyen.

Kísérlet fecskendőkkel

Vegyünk egy üres fecskendőt, amelyhez rugalmas cső van csatlakoztatva. Engedje le a fecskendő dugattyúját, majd merítse a tömlőt egy tartályba vízzel. Húzza fel a dugattyút, és a víz elkezd emelkedni a csövön keresztül, feltöltve a fecskendőt. Miért emelkedik fel a víz, amelyet a gravitáció lehúz, még mindig a dugattyú mögött?

A légköri nyomás felülről lefelé hat az edényben. Jelöljük p_atm. Pascal törvénye szerint a légkör által a folyadék felületén keletkező nyomás változatlan marad. Minden pontra terjed, ami azt jelenti, hogy a légköri nyomás a cső belsejében is van, és a fecskendőben vákuum (légmentes tér) van a vízréteg felett, azaz. . P=0. Így kiderül, hogy a légköri nyomás alulról nyomja a vizet, de a dugattyú felett nincs nyomás, mert ott van egy üreg. A nyomáskülönbség miatt a víz belép a fecskendőbe.

Mercury tapasztalat

Légtömeg és légköri nyomás-mekkora? Talán ez valami, ez lehet elhanyagolt? Végül is egy köbméter vas tömege 7600 kg, egy köbméter levegő pedig csak 1,3 kg. Hogy kitaláljuk, módosítsuk az imént elvégzett kísérletet. A fecskendő helyett Vegyünk egy palackot, amely egy csővel ellátott dugóval van lezárva. Csatlakoztassa a csövet a szivattyúhoz, és indítsa el a levegő kiszivattyúzását.

A korábbi tapasztalatokkal ellentétben vákuumot hozunk létre nem a dugattyú alatt, hanem a palack teljes térfogatában. Kapcsolja ki a szivattyút, ugyanakkor engedje le a palack csövét a tartályba vízzel. Látni fogjuk, hogy a víz néhány másodperc alatt jellegzetes hanggal töltötte be a palackot a csövön keresztül. A nagy sebesség, amellyel "felrobbant" a palackba, azt sugallja, hogy a légköri nyomás meglehetősen nagy mennyiség. A tapasztalat bizonyítja.

Torricelli olasz tudós először mérte a légköri nyomást és a levegő súlyát. Ilyen tapasztalata volt. Vettem egy üvegcső egy kicsit több, mint 1 m hosszú, lezárt egyik végén. Tele van higannyal a széléig. Ezután vett egy edényt higanyval, ujjával megcsípte annak nyitott végét, megfordította a csövet, majd a tartályba merítette. Ha nem lenne légköri nyomás, a higany mind kiöntött volna, de ez nem történt meg. Részben kiöntötték, a higanyszintet 760 mm magasságban állították be.

Ez azért történt, mert a légkör a tartályban lévő higanyra nyomódott. Ezért korábbi kísérleteink során vizet vezettek a csőbe, ezért követte a víz a fecskendőt. De ebben a két kísérletben vizet vettünk, amelynek sűrűsége kicsi. A higany nagy sűrűségű, így a légköri nyomás képes volt higanyt emelni, de nem a legmagasabb szintre, hanem csak 760 mm-rel.

Pascal törvénye szerint a higanyra gyakorolt nyomás minden pontjára változatlan marad. Ez azt jelenti, hogy a légköri nyomás a csőben is van. De másrészt ezt a nyomást kiegyensúlyozza a folyadékoszlop nyomása. Jelölje meg a H higanyoszlop magasságát. Azt mondhatjuk, hogy a légköri nyomás alulról felfelé, a hidrosztatikus nyomás pedig felülről lefelé hat a higanyra. A fennmaradó 240 mm-ben vákuum van. Egyébként ezt a vákuumot Torricelli ürességnek is nevezik.

Képlet és számítások

Légköri nyomás P_atm egyenlő a hidrosztatikus nyomással, amelyet a P képlettel kell kiszámítani_rt* g * h . _pt=13600 kg/^m3. g=9,8 N / kg. h=0,76 m. P_atm=101,3 kPa. Ez elég nagy összeg. Az asztalon fekvő papírlap 1 Pa nyomást eredményez, a légköri nyomás pedig 100 ezer. Pascal. Kiderül, ki, hogy meg kell tenni 100 ezer. papírlapokat egymás tetejére, hogy ilyen nyomást hozzanak létre. Kíváncsi, nem? A légköri nyomás és a levegő súlya nagyon nagy, ezért a kísérlet során ilyen erővel vizet nyomtak a palackba.