Atmosferiese druk is die krag waarmee lug op die Aarde, die mens en alles wat hom omring, druk. Die artikel sal jou vertel hoe in die XVII eeu. met behulp van die eksperiment is die krag van lugdruk vir die eerste keer getoon. Dit is baie interessant! Ons sal leer hoe atmosferiese druk aangedui word en hoe dit gemeet word.
Ervaar Otto von Guericke
Hoe groot atmosferiese druk is, het die wêreld in 1654 geleer. Dit het gebeur te danke aan die burgemeester van die stad Magdeburg (Duitsland) Otto von Guericke. Hy het ondervinding getoon met die sogenaamde Magdeburgse halfronde. Toe was daar nie sprake van hoe lugdruk aangedui word nie, want hulle het nog nie geweet hoe om dit te meet nie. Hoe die hemisfere lyk, kan op die foto van die Magdeburg Museum gesien word.
Dit is twee brons hemisfere, een van hulle is solied, en die tweede het 'n gat.’n Geoliede leerpakking is tussen die hemisfere geplaas vir styfheid en verbind. Lug is deur die gat uit die hemisfere uitgepomp. Interessant genoeg, Guericke self vier jaar vroeër, in 1650het die vakuumpomp uitgevind. Hy is ook op die foto. Toe die lug uitgepomp is, is die hemisfere deur atmosferiese druk vasgedruk. Om hulle van mekaar te ontkoppel, het hulle die trekkrag van perde gebruik.
Eksperimenteer met Magdeburg-hemisfere
Kom ons doen 'n eksperiment voordat ons leer hoe atmosferiese druk aangedui word. Daarvoor sal ons die Magdeburgse hemisfere-model gebruik. Heg `n vakuumpomp aan die gat van die halfrond met `n rubberslang. Draai dit aan, maak die kraan op een van die hemisfere oop. Die druk in die spasie tussen hulle sal afneem. Gevolglik neem die krag wat van binne op die hemisfere inwerk af, en die krag wat van buite inwerk neem toe.
Tydens die uitpomp van lug is dit onmoontlik om die hemisfere te skei, aangesien hulle styf op mekaar pas. Skakel die pomp af, ontkoppel die rubberslang. Lug sal die spasie tussen die hemisfere begin binnedring. Dan sal hulle maklik skei.
Watter letter verteenwoordig lugdruk
Kom ons probeer om die krag te bereken wat die hemisfere gedruk het. Wanneer ons lug uitpomp, werk slegs die krag van atmosferiese druk op die hemisfere in. Dit druk die hemisfere saam en word vanaf die binnewande van die hol sfere na die middel van die spasie tussen hulle gerig. Die deursnee van die hemisfere (d) in Guericke was 35,5 cm.
Gegrond op die feit dat ons nie die hemisfere kon skei nie, word dit duidelik dat die drukkrag baie groot is. Selfs agt perde aan elke kant kon nie hierdie hemisfere breek nie. Hier is 'n gravure wat die ervaring van Otto von Guericke illustreer.
Watter letter verteenwoordig druk? Die letter P. Normale atmosferiese druk (Patm) is 100 kilopascal (kPa). So 'n krag werk op elke deel van die halfrond in. Die drukkrag F is gelyk aan die produk van atmosferiese druk en die oppervlakte van die deursnee van die hemisfere S.
S=πd2/4. F=100103 Pa3, 14(0,355 m)2/4≈10 kN (kilonewton). Dit is die gewig van 'n vrag van een ton, so die perde kon nie hierdie hemisfere breek nie.
Barometer
Hoe word atmosferiese druk aangedui, ons weet, maar hoe word dit gemeet? Die barometer, wat in die eerste helfte van die 17de eeu deur die Italianer Torricelli uitgevind is, het gebreke gehad. Dit kon maklik gebreek word, dit was gevul met giftige kwik, en jy wou dit regtig na verskillende plekke toe neem om die weer te voorspel.
Dit was nodig om met 'n toestel vorendag te kom sonder 'n glasbuis, dit wil sê sonder vloeistof. So 'n barometer is eers tweehonderd jaar later uitgevind en dit is die aneroïed genoem. Hierdie woord wat in Russies vertaal word, beteken vloeistofloos. Dink aan wat 'n aneroïedbarometer is.
Dit is 'n klein toestel. Anders as die Torricelli-kwikbuis, wat een meter hoog is, kan dit maklik saam met jou gedra word waar jy ook al gaan. Wat is daarin binne? Kom ons kyk na die barometer wat ontplof het.
Hoe word die druk daarin aangedui? Die toestel het 'n skaal soortgelyk aan 'n horlosieskakelaar. Druk in kilopascals word met 'n pyl aangedui. Agter die draaiknop sien ons drie platgedrukte bokse. Lug word uit hulle gepomp, en daar is 'n veer binne. As dit nie daar was nie, sou die atmosfeergebreekte bokse. Verder van die veer af beweeg die hefboom weg, dit dra die bewegings van die bokse oor. Hoekom trek hulle? Bokse kan hul dikte verander. Wanneer die atmosferiese druk groter is, druk die lug die bokse saam, hul dikte neem af. Wanneer die druk minder is, word die veer reguit en die bokse word dikker. Deur die meganisme van die hefbome word die beweging na die pyl oorgedra.
Vloeistoflose barometertoestel
Ons het geleer hoe druk in 'n vloeistoflose barometer aangedui word, en nou sal ons sy diagram teken.
Drie bokse gee die toestel meer akkuraatheid, maar in beginsel is een genoeg. Dit is spesiaal geriffel gemaak om die vermoë te hê om die dikte daarvan te verander. Onthou geriffelde, en dus buigsame stofsuierslange. Die onderkant van die boks is aan die basis vasgemaak.’n Veer is aan die bokant daarvan geheg, wat probeer om die boks reguit te maak op dieselfde manier as wat’n aluminiumliniaal, as dit gebuig is, probeer reguit trek. Atmosferiese druk, inteendeel, probeer om die boks saam te druk.
Wanneer die druk toeneem, neem die dikte van die boks af, wat beteken dat die hefboom die as draai. As jy 'n pyl aan die as heg, sal dit na regs draai wanneer die dikte afneem, en na links wanneer die dikte toeneem.
