Tlak zemljinega ozračja: eno ozračje v paskalih

Vsa živa bitja na Zemlji se ne zavedajo pritiska, ki ga nanje izvaja ogromna zračna ovojnica našega planeta. To je zato, ker so že od rojstva navajeni biti izpostavljeni ozračju in je njihovo telo na to biološko prilagojeno.

Medtem ima takšen plinast oblak dejansko veliko težo. Gravitacija planeta ga drži na mestu, zato ne pobegne v vesolje in se raztegne več tisoč kilometrov daleč v vesolje. To pomeni, da zračna ovojnica pritiska na vse na površini Zemlje. Koliko je ena atmosfera v Pascal? Znanstveniki lahko zračni tlak v številke pretvorijo že od 17. stoletja.

Atmosferski tlak

Leta 1654 je Otto von Guericke v Regensburgu cesarju Ferdinandu III. in njegovim kolegom znanstvenikom predstavil spektakularen poskus. Nemški fizik je vzel dve bakreni votli polobli, majhni (premera približno 35,6 cm). Nato ju je z usnjenim obročem tesno stisnil skupaj in zrak iz notranjosti izčrpal s sesalno cevjo in črpalko. Nato polobli ni bilo mogoče ločiti. Še več, šestnajst konj je bilo privezanih na železne obroče z obeh koncev na vsaki strani nastale krogle.

Ta poskus je svetu pokazal učinek pritiska na okoliške predmete. Ta sila je tako tesno stisnila oba dela krogle. To pomeni, da je njegova velikost resnično impresivna. Dve leti pozneje se je izjemna izkušnja ponovila v Magdeburgu. Štiriindvajset konj je skušalo razbiti kroglo, vendar z enakim uspehom. Polobli, ki sta bili uporabljeni med poskusom, sta se v zgodovino zapisali pod imenom Magdeburg. Še vedno ga hranijo v nemškem muzeju.

Ena atmosfera v Paskalovih

Kako izračunati tlak v plinastem plašču planeta? Nič ne bi bilo enostavneje, če bi bila natančno znana gostota zraka in višina zračne lupine. Toda v 17. stoletju znanstveniki tega še niso mogli vedeti. Vendar so svoje delo opravili odlično. To je prvi storil Galilejev učenec, Italijan Torricelli.

Vzel je meter dolgo stekleno cev, jo napolnil z živim srebrom in en konec zatesnil z. Odprti del je potopil v posodo z isto snovjo. Pri tem je del živega srebra v cevi padel navzdol. Vendar se ni izlila vsa. Višina preostalega stebra je bila približno 760 mm. Prav ta izkušnja nam je pozneje omogočila, da smo zlahka izračunali, koliko Pascalov je v ozračju. Ta številka znaša približno 101 300 Pa. To je vrednost normalnega atmosferskega tlaka.

Razlaga Torricellijevega poskusa

Tlak ozračja vpliva na vsa zemeljska telesa. Vendar je nevidna, saj jo uravnoveša delovanje zraka v predmetih in živih organizmih. Magdeburški poskus je nazorno pokazal, kaj bi se zgodilo, če plin ne bi imel lastnosti, da prodre praktično povsod. V nastali krogli je bil umetno ustvarjen prostor brez zraka. Zaradi tega se je izkazalo, da je nenavadno močno in neločljivo, z vseh strani stisnjeno z eno atmosfero, katere tlak je, kot že vemo, zelo velik v Pascalovem.

Enaki zakoni veljajo za delovanje črpalk. Tekočina priteče v prostor brez zraka, ki nastane. Dviga se, dokler se obstoječi pritiski zraka in snovi med seboj ne izničijo. Višina stolpca je odvisna od gostote tekočine.

Torricelli je na podlagi tega izmeril tlak, ki ga ustvari ena atmosfera. V Pascalu te vrednosti seveda še ni mogel pretvoriti v. To je bilo storjeno pozneje. Zato jo je izmeril v milimetrih živega srebra. Znano je, da se v podobnih enotah danes običajno meri atmosferski tlak.

Kako pretvoriti atmosfero v Paskal

Francoz Blaise Pascal (njegov portret zgoraj), po katerem so poimenovane enote za merjenje tlaka, je izvedel za Torricellijeve poskuse, ponovil podobne poskuse na različnih višinah, pri čemer je poleg živega srebra uporabil tudi vodo in druge tekočine. S tem je dokončno dokazal obstoj in vpliv atmosferskega tlaka na zemeljska telesa in snovi, čeprav je bilo takrat veliko dvomljivcev.

Spodaj je prikazano, kot pritisk v atmosferah za pretvorbo v Pascalijeve in druge merske enote.

Vrednost ni stalna in je odvisna od številnih spremenljivk. Najprej zaradi nadmorske višine. Kot je dokazal Pascal, višje ko se povzpneš na vrh gore, manjši je pritisk. Enostavno je razložiti. Navsezadnje se globina zračne lupine zmanjšuje, prav tako tudi njena gostota. Že na višini približno 5,5 km se tlak prepolovi. Če se povzpnete na 11 kilometrov, se vrednost zmanjša za štirikrat.

Poleg tega je atmosferski tlak odvisen od vremena. Zato se v svojih napovedih šteje za pomembno. Na primer, višji kot je tlak poleti, večja je verjetnost, da bo tisti dan sijalo sonce in ne bo padavin.