Nga vetë koncepti i "presionit atmosferik" rrjedh se ajri duhet të ketë peshë, përndryshe nuk mund të bënte presion mbi asgjë. Por ne nuk e vërejmë këtë, na duket se ajri është pa peshë. Para se të flisni për presionin atmosferik, duhet të vërtetoni se ajri ka peshë, duhet ta peshoni disi. Si ta bëjmë atë? Ne do të shqyrtojmë peshën e ajrit dhe presionin atmosferik në detaje në artikull, duke i studiuar ato me ndihmën e eksperimenteve.
Përvojë
Do ta peshojmë ajrin në një enë qelqi. Ai hyn në enë përmes një tubi gome në qafë. Valvula mbyll zorrën në mënyrë që të mos hyjë ajri në të. Ne heqim ajrin nga ena duke përdorur një pompë vakum. Është interesante se ndërsa pompimi përparon, zhurma e pompës ndryshon. Sa më pak ajër të mbetet në balonë, aq më e qetë funksionon pompa. Sa më gjatë të nxjerrim ajrin, aq më i ulët bëhet presioni në enë.
Kur të hiqet i gjithë ajri,mbyllni rubinetin, kapni zorrën për të bllokuar furnizimin me ajër. Peshoni balonën pa ajër, më pas hapni rubinetin. Ajri do të hyjë me një bilbil karakteristik dhe pesha e tij do t'i shtohet peshës së balonës.
Së pari vendosni një enë bosh me një rubinet të mbyllur në peshore. Brenda enës ka një vakum, le ta peshojmë. Le të hapim rubinetin, ajri do të hyjë brenda dhe do të peshojmë përsëri përmbajtjen e balonës. Dallimi midis peshës së balonës së mbushur dhe të zbrazët do të jetë masa e ajrit. Është e thjeshtë.
Pesha e ajrit dhe presioni atmosferik
Tani le të kalojmë në zgjidhjen e problemit tjetër. Për të llogaritur densitetin e ajrit, duhet të ndani masën e tij sipas vëllimit. Vëllimi i balonës dihet sepse është shënuar në anë të balonës. ρ=majër /V. Duhet të them që për të marrë të ashtuquajturin vakum të lartë, domethënë mungesë të plotë të ajrit në anije, ju duhet shumë kohë. Nëse baloni është 1,2 litra, është rreth gjysmë ore.
Kemi zbuluar se ajri ka masë. Toka e tërheq atë, dhe për këtë arsye forca e gravitetit vepron mbi të. Ajri shtyhet poshtë në tokë me një forcë të barabartë me peshën e ajrit. Pra, presioni atmosferik ekziston. Ajo manifestohet në eksperimente të ndryshme. Le të bëjmë një nga këto.
Eksperiment me shiringë
Merrni një shiringë të zbrazët në të cilën është ngjitur një tub fleksibël. Uleni pistën e shiringës dhe zhytni zorrën në një enë me ujë. Tërhiqeni pistonin lart dhe uji do të fillojë të ngrihet përmes tubit, duke mbushur shiringën. Pse uji, i cili tërhiqet poshtë nga graviteti, ngrihet ende pas pistonit?
Në enë preket nga lart poshtëPresioni i atmosferës. Le ta shënojmë Patm. Sipas ligjit të Paskalit, presioni i ushtruar nga atmosfera në sipërfaqen e një lëngu transmetohet i pandryshuar. Përhapet në të gjitha pikat, që do të thotë se ka edhe presion atmosferik brenda tubit, dhe ka një vakum (hapësirë pa ajër) në shiringë mbi shtresën e ujit, d.m.th. P \u003d 0. Pra, rezulton se presioni atmosferik shtyp ujin nga poshtë, por nuk ka presion mbi piston, sepse atje ka zbrazëti. Për shkak të ndryshimit të presionit, uji hyn në shiringë.
Eksperiment me merkur
Pesha e ajrit dhe presioni barometrik - sa të mëdha janë? Ndoshta është diçka që mund të neglizhohet? Në fund të fundit, një metër kub hekur ka një masë prej 7600 kg, dhe një metër kub ajër - vetëm 1.3 kg. Për të kuptuar, le të modifikojmë eksperimentin që sapo kryem. Në vend të një shiringe, merrni një shishe të mbyllur me një tapë me një tub. Lidheni tubin me pompën dhe filloni të pomponi ajrin.
Ndryshe nga përvoja e mëparshme, ne krijojmë një vakum jo nën piston, por në të gjithë vëllimin e shishes. Fikni pompën dhe në të njëjtën kohë uleni tubin e shishes në një enë me ujë. Do të shohim sesi uji e mbushi shishen përmes tubit në vetëm pak sekonda me një tingull karakteristik. Shpejtësia e madhe me të cilën ajo "shpërtheu" në shishe tregon se presioni atmosferik është një vlerë mjaft e madhe. Përvoja e vërteton këtë.
Për herë të parë mati presionin atmosferik, peshën e ajrit shkencëtari italian Torricelli. Ai kishte një përvojë të tillë. Mora një tub qelqi pak më shumë se 1 m të gjatë, të mbyllur në njërin skaj. E mbushi me merkur deri në buzë. PasPastaj mori një enë me merkur, ia shtrëngoi me gisht skajin e hapur, e ktheu tubin dhe e zhyti në një enë. Nëse nuk do të kishte presion atmosferik, atëherë i gjithë merkuri do të ishte derdhur, por kjo nuk ndodhi. U derdh pjesërisht, niveli i merkurit u vendos në një lartësi prej 760 mm.
Kjo ndodhi sepse atmosfera shtypte merkurin në enë. Është për këtë arsye që në eksperimentet tona të mëparshme, uji futej në tub, prandaj uji ndoqi shiringën. Por në këto dy eksperimente morëm ujë, dendësia e të cilit është e ulët. Mërkuri ka një densitet të lartë, kështu që presioni atmosferik ishte në gjendje të ngrinte merkurin, por jo në majë, por vetëm me 760 mm.
Sipas ligjit të Paskalit, presioni i ushtruar mbi merkurin transmetohet në të gjitha pikat e tij i pandryshuar. Kjo do të thotë se ka edhe presion atmosferik brenda tubit. Por nga ana tjetër, ky presion balancohet nga presioni i kolonës së lëngshme. Le ta shënojmë lartësinë e kolonës së merkurit si h. Mund të themi se presioni atmosferik vepron nga poshtë lart, dhe presioni hidrostatik vepron nga lart poshtë. Pjesa e mbetur prej 240 mm është bosh. Meqë ra fjala, ky vakum quhet edhe zbrazëtia e Torricellit.
Formula dhe llogaritjet
Presioni atmosferik Patm është i barabartë me presionin hidrostatik dhe llogaritet me formulën ρptgh. ρrt=13600 kg/m3. g=9,8 N/kg. h=0,76 m. Patm=101,3 kPa. Kjo është një sasi mjaft e madhe. Një fletë letre e shtrirë në një tavolinë prodhon një presion prej 1 Pa, dhe presioni atmosferik është 100,000 pascals. Rezulton se ju duhet të vendosni100,000 fletë letre njëra mbi tjetrën për të prodhuar një presion të tillë. Kuriozë, apo jo? Presioni atmosferik dhe pesha e ajrit janë shumë të larta, kështu që uji u fut në shishe me një forcë të tillë gjatë eksperimentit.
