Атмосферний тиск

Урок№2: Атмосферний тиск. Дослід Торічеллі. Вимірювання атмосферного тиску. Барометри

Перегляньте відео

Спосіб вимірювання атмосферного тиску запропонував у XVII столітті італійський вчений Еванджеліста Торрічеллі, учень Галілея, виконав такий дослід:

 

Торрічеллі наповнив ртуттю скляну трубку завдовжки близько 1 м, запаяну з одного кінця. Щільно закрив відкритий кінець трубки, перевернув її, опустив у чашку з ртуттю і відкрив кінець трубки. Частина ртуті вилилася в чашку, а частина — залишилася у трубці. Висота стовпа ртуті, що залишилася, дорівнювала приблизно 760 мм. Над ртуттю у трубці утворився безповітряний простір.

 

Виміряв висоту стовпа ртуті, можна розрахувати її тиск. Він і буде дорівнювати атмосферному тиску.

 

Атмосферний тиск дорівнює тиску стовпа ртуті у трубці.

pртуті=ρgh=13600⋅9.8⋅0.76=101293(Па)

На практиці атмосферний тиск можна вимірювати висотою ртутного стовпа (в міліметрах або сантиметрах).
Якщо, наприклад, атмосферний тиск дорівнює 780 мм рт. ст., то це означає, що повітря виробляє такий же тиск, який виробляє вертикальний стовп ртуті висотою 780мм.

 

Якщо атмосферний тиск зменшується, то стовп ртуті у трубці Торрічеллі знижується.
Чим більше атмосферний тиск, тим вище стовп ртуті в досліді Торрічеллі.

 

1 мм рт. ст. =133,3 Па.
1013 гПа (гектопаскаль), це те ж саме, що 760 мм рт. ст.

Ртутний барометр

 

          Якщо до трубки з ртуттю, що використовувалася в досліді Торрічеллі, прикріпити вертикальну шкалу, то вийде найпростіший прилад — ртутний барометр (від грец. барос — тяжкість, метрео — вимірюю).

 

          Він слугує для вимірювання атмосферного тиску за висотою стовпа ртуті в запаяній з одного кінця трубці, опущеної відкритим кінцем у посудину з ртуттю.

 

         Ртутні барометри найбільш точні прилади, тому ними обладнані метеорологічні станції та перевіряється робота інших видів барометрів.

о середини 

XIX

 ст. для вимірювання атмосферного тиску застосовували лише рідинні барометри, винайдені Е. Торрічеллі.

        У 

1844

р. Л. Віді сконструював новий, барометр без рідини, який отримав

назву барометр-анероїд (від грецького слова «анерос» — без вологи).

 

       Його основною частиною є кругла металева коробка 

1

 з хвилястими (гофрованими) основами.

        Усередині цієї коробки відкачано повітря та створено сильне розрідження. При підвищенні атмосферного тиску коробка стискається, і її верхня поверхня починає тягнути прикріплену до неї пружину 

2.

 При зменшенні тиску пружина розпрямляється, і верхня основа коробки піднімається.

        До пружини за допомогою передавального механізму 

3

 прикріплена стрілка-покажчик 4

. Ця стрілка переміщується по шкалі. Градуювання шкали анероїда роблять і вивіряють за показаннями ртутного барометра.

        Чутливість анероїда настільки висока, що навіть при піднятті барометра на 

2−3

 м стрілка-покажчик приладу помітно переміщається. Це дозволяє виявити поступову зміну атмосферного тиску.

        Барометри-анероїди менш надійні, ніж ртутні, тому що пружини і мембрани, які в них містяться, з часом змінюють свою пружність, але вони більш зручні, і тому широко використовуються на практиці.

         Оскільки кожному значенню атмосферного тиску відповідає своя висота над рівнем моря, тому шкалу цих приладів можна відразу переписати в метрах (або кілометрах). Барометричні висотоміри, наприклад, використовуються в авіації і називаються альтиметрами. З їх допомогою льотчики визначають висоту польоту літаків.

 

                           

Домашнє завдання

Виконайте та запишіть у зошит. Надішліть мені фото зручним для вас способом

1. Переведіть атмосферний тиск у паскалі: 819мм рт. ст. = Па

.

2. Переведіть атмосфери у мегапаскалі (1мега = 1000000, 1МПа=1000000Па)

(1 атм =101325 Па)

 

4атм≈МПа.

(Результат округлити до сотих).

3. Переведіть атмосферний тиск у мм рт. ст.

 

45 атм=мм рт. ст.

 45 атм=мм рт. ст.

819мм рт. ст. =