Измерване на атмосферното налягане
Един от най-историческите преживявания, които са доказали съществуването на атмосферно налягане, се опита на Торичели и Вивиани, което вече беше споменато. Този опит е фактът, че живакът напълнената и затворена в единия край на тръба понижава в съда с живак. Част от живак се излива в съд, и както и водната помпа над повърхността кухината на живак настъпили.
В това съобщение, че височината на колоната на живак не зависи от формата на тръба и празният обем над повърхността на живак. Съотношението на височината към който живакът се издига на височина, при която подобен експеримент разположена вода, равно на съотношението на плътността на водата към плътността на живак.
Резултатите от този експеримент не са убедени. Но постепенно, след многократно възпроизвеждане, идеята за възможността за кухини и налягането на въздуха на съществуване стана общоприето.
За бизнес се присъедини към представителния философ, математик и физик Блез Паскал (1623-1662).
Паскал Предполага се, че височината на живак в повдигане тръба Торичели на трябва да се промени, за да една висока планина, тъй като има по-малко от атмосферното налягане.
Устройство за измерване на атмосферно налягане - барометър
след това Паскал продължи с подобен експеримент в Париж - в известната катедрала Нотр Дам, а след това на кулата на Сен-Жак. Тези експерименти потвърждават Torricelli идеи за атмосферно налягане и са показали способност за измерване на това налягане.
По този начин, може да се твърди, че от експерименти Torricelli и Pascal "отгледани" устройство за измерване на атмосферно налягане - живак барометър. Имаше след единица налягане - мм живак, който се използва в момента. Международната система единици е в чест на Паскал единица налягане е кръстен на него - Паскал (Ра).
Освен течност устройства (живак, вода) за измерване на атмосферно налягане се използва и друга - например, барометър барометър.
Барометър със скала, на която височината на повдигане може да се определи над Земята, наречен висотомер (алтиметър). Трябва да се подчертае, че принципът на неговото действие е същият като този на стандарта барометър - с разлика само в мащаба, който е предварително калибриран в метри (км) от повърхността на земята. Altimeter широко използвани в авиацията, скачане с парашут, планинско катерене и други подобни. Г.
Преди маса резултат данни за атмосферното налягане на различни височини, ние се отбележи, че тези стойности съответстват на така наречения стандарт атмосферата. В тропосферата и стратосферата, Земята въздух плик плътност, налягане и температура се колебае доста широко, в зависимост от географската ширина, време на годината и час на денонощието, от метеорологичните условия. За по-големи височини на физическите свойства на въздух са много зависими от слънчевата активност. Следователно, за общо представяне на атмосферата и практически изчисления приет стандарт атмосфера - разпределение условно плътност, налягане и температура в чист сух въздух в зависимост от височината. Standard атмосфера на базата на годишна статистически данни и съдържа средните стойности на физическите параметри на въздуха.
Изобретения на хората, които се движат напред от век на век. Доброта и гняв като човешкото по принцип остават същите. Блез Паскал
Standard атмосфера определя средните стойности на тези параметри за географска ширина 45,4 °, което съответства на средното равнище на слънчевата активност. Първоначалната стойност на морското равнище на въздуха: температура от 15 ° С, налягане 101 325 Ра (760.0 mm Hg ..), Плътността 1,225 кг / м3.
Така налягането на атмосферата на различни височини над повърхността на земята:
Има един интересен исторически анекдот, по определен начин, свързани с измерването на налягането на различни височини. Между другото, историята самата каза Ърнест Ръдърфорд - изключителен физик, президент на Кралското дружество в Лондон, Нобеловия лауреат.
Веднъж, един колега се обърна към Ръдърфорд за помощ. Той щеше да се сложи най-ниската оценка на физиката на един от неговите ученици, а ученикът твърди, че заслужава най-високата оценка. Най-инструктора и обучаемия се съгласи да се разчита на становището на трето лице, незаинтересован арбитър, изборът падна на Ръдърфорд.
Разглеждане въпрос беше: "Обяснете как да се измери височината на сградата с помощта на барометър".
Студентът отвърнал: "Вземете барометър до покрива, издърпайте барометър до дълго въже, а след това да го изведете, измерване на дължината на въжето, което ще покаже точната височина на сградата."
Случаят беше много сложно, защото отговорът е пълна и точна! От друга страна, изпита беше по физика, и този отговор е малко общо с прилагането на знания в тази област.
Студентът се предлага да се опита да отговори на още веднъж, като в същото време подчерта, че отговорът трябва да покаже някои познания по физика.
Пет минути по-късно, той не е написал нищо лист, като каза, че той има няколко решения на този проблем, а той просто избира най-добрия.
Новият отговорът на въпроса е тази. Тя трябва да бъде барометър на покрива на къщата ... и я съборят, измерване на есента. След това, като се използва формула з = (G · т 2) 2, изчисляване на височината на сградата. (В тази формула, G = 9,8 м / сек. 2 - земно ускорение)
Студентът след това е довело няколко начина за определяне на височината на сградата. Например, ако денят е слънчев, е необходимо първо да се измери височината на барометъра на височината на неговата сянка, както и да се измери дължината на сянката на сградата. Тогава, след като направи сравнително проста дял, определяне на височината на сградата.
Друг начин е изчезнал. Ние трябва да се вземат барометъра в ръцете си и започна да се изкачва по стълбите, който прати барометър до стената и я накара марка. Преброяване на тагове и се умножи по размера на барометър, можете да получите от височината на сградата.
След като описва няколко начина студент предложи следното: необходимо е да се вземат барометъра да намерите домоуправителя и да му кажа, че имате прекрасна барометър и той отива в имота му, ако той ще се обади ... височината на сградата.
Когато Ръдърфорд попита студента - ако той наистина не знае как да се реши този проблем, той призна, че е знаел, но каза, че в същото време, че той е уморен, когато инструктори, които се опитват да го научи как да се мисли.
Този студент беше Нилс Бор (1885-1962), бъдещият виден датски физик и носител на Нобелова награда за 1922
Това е историята. Очевидно е, че това е наистина не само барометър ...
Значителен принос за развитието на хидростатично - клон на физиката, в която свойствата на стационарен течност проучени - направи френския учен Блез Паскал, който вече споменахме.
В посока на Pascal, солидна дъбови бъчви до върха, пълен с вода и плътно затворен капак. Малкия отвор в капака поставена и фиксирана в края на вертикална стъклена тръба на такава дължина, че горния си край е на втория етаж на къщата.
На балкона, Pascal започна да се пълни тръбата с вода. Преди да успее да се излее и дузина чаши, когато един барел се спука с гръм и трясък. Нейният отрязани доста значителна сила. Паскал е сигурен, че силата да пробие цевта не зависи от количеството на водата в тръбата. Всичко зависи от височината, от която се пълни тръбата.
Освен това е разкрит изненадващо свойство на вода - "трансфер налягане", генерирани по повърхността на водата през целия обем вътре в течността.
Така Паскал дума за откриването на закона за разпределение на налягането в течността, която по-късно е наречен на негово име.
В допълнение, доста известен експеримент, проведен Pascal и др. Той взе един кораб с дупки със същото сечение в стените и дъното. Отворите се добавят с тръба на буталото. Когато контейнерът е напълнен с вода, водата се пресова на буталата, които запазват силни нишки.
Проучване на истината, това е възможно да има три цели: да открият истината, когато се търсят за него; го докаже, когато намери; Накрая, която се отличава от лъжата и когато се разглежда. Блез Паскал
За да се измери ефекта на налягане на всяко бутало, Pascal конец, прикрепен към нея, които са свързани чрез блокове тегло тиган. Гири тиган от друга страна, запазване на буталото в баланс, показа сила налягане действа върху буталото.
Тези експерименти потвърждават, че налягането в дъното на пропорционално на съда за плътност течност и височината на нивото си от дъното. Формулата на хидростатичното налягане, което се използва за различни интересни задачи, получени от тези експерименти: р = ρ · г · часа.
Pascal също така доказа, че налягането в течността се пренася във всички посоки, без да се изключва посока вертикално нагоре. За този плавателен съд с вода здраво капака, който имаше две дупки.
Отворите идентичен добавя (с площ на напречното сечение) на тръбата, затворени същите бутала. Когато едно бутало се поставя тегло, след това се наблюдава, че буталото в другата тръба се повишава. За да се запази на буталото в другата тръба в равновесие, е необходимо да се постави върху него по същия гира.
Ако диаметърът на едно бутало в сравнение с диаметъра на буталото друг е по-дълго, например, се удвои, след това за задържане на първото бутало в равновесие е необходимо да се постави тегло четири пъти по-тежък от бутало в тясна тръба.
При описването на тези експерименти в своя "Трактат за равновесието на течности" (1654), Паскал пише:
"Съдът се напълва с вода, това е нов принцип на механиката и нова машина за увеличаване на сила, ако е необходимо, защото по този начин човек може да вдигне някаква тежест който му се предлага."
Може би вече сте предположили, че това е хидравлична машина, която се използва широко в научни изследвания и технологии.
Свързани статии