Uit die konsep van "atmosferiese druk" volg dit dat lug gewig moet hê, anders kon dit niks druk uitoefen nie. Maar ons sien dit nie raak nie, dit lyk vir ons of die lug gewigloos is. Voordat jy oor atmosferiese druk praat, moet jy bewys dat lug gewig het, jy moet dit op een of ander manier weeg. Hoe om dit te doen? Ons sal luggewig en atmosferiese druk in detail in die artikel oorweeg en dit met behulp van eksperimente bestudeer.
Ervaring
Ons sal die lug in 'n glashouer weeg. Dit gaan die houer binne deur 'n rubberbuis in die nek. Die klep maak die slang toe sodat geen lug daarin inkom nie. Ons verwyder die lug uit die houer met 'n vakuumpomp. Interessant genoeg, soos die pomp vorder, verander die klank van die pomp. Hoe minder lug in die fles bly, hoe stiller loop die pomp. Hoe langer ons die lug uitpomp, hoe laer word die druk in die houer.
Wanneer al die lug verwyder is,maak die kraan toe, knyp die slang vas om die lugtoevoer te blokkeer. Weeg die fles sonder lug en maak dan die kraan oop. Die lug sal inkom met 'n kenmerkende fluitjie, en die gewig daarvan sal by die gewig van die fles gevoeg word.
Plaas eers 'n leë houer met 'n toe kraan op die weegskaal. Daar is 'n vakuum in die houer, kom ons weeg dit. Kom ons maak die kraan oop, die lug gaan binne, en weeg die inhoud van die fles weer. Die verskil tussen die gewig van die gevulde en leë fles sal die massa lug wees. Dit is eenvoudig.
Luggewig en atmosferiese druk
Kom ons gaan nou aan om die volgende probleem op te los. Om die digtheid van lug te bereken, moet jy die massa daarvan deur volume verdeel. Die volume van die fles is bekend omdat dit aan die kant van die fles gemerk is. ρ=mair /V. Ek moet sê dat om die sogenaamde hoë vakuum te verkry, dit wil sê die volledige afwesigheid van lug in die vaartuig, het jy baie tyd nodig. As die fles 1,2L is, is dit omtrent 'n halfuur.
Ons het uitgevind dat lug massa het. Die aarde trek dit, en daarom werk die swaartekrag daarop in. Die lug druk op die grond af met 'n krag gelykstaande aan die gewig van die lug. Atmosferiese druk bestaan dus. Dit manifesteer hom in verskeie eksperimente. Kom ons doen een van hierdie.
Spuiteksperiment
Neem 'n leë spuit waaraan 'n buigsame buis vasgemaak is. Laat sak die suier van die spuit en dompel die slang in 'n houer met water. Trek die plunjer op, en die water sal deur die buis begin styg en die spuit vul. Waarom styg water, wat deur swaartekrag afgetrek word, steeds agter die suier op?
In die vaartuig word dit van bo na onder beïnvloedAtmosfeerdruk. Kom ons noem dit Patm. Volgens Pascal se wet word die druk wat deur die atmosfeer op die oppervlak van 'n vloeistof uitgeoefen word, onveranderd oorgedra. Dit versprei na alle punte, wat beteken dat daar ook atmosferiese druk binne die buis is, en daar is 'n vakuum (luglose spasie) in die spuit bokant die waterlaag, dit wil sê P \u003d 0. Dit blyk dus dat atmosferiese druk van onder op die water druk, maar daar is geen druk bo die suier nie, want daar is leegheid daar. As gevolg van die drukverskil kom water die spuit binne.
Eksperimenteer met kwik
Luggewig en barometriese druk – hoe groot is dit? Dalk is dit iets wat afgeskeep kan word? Een kubieke meter yster het immers 'n massa van 7600 kg, en een kubieke meter lug - slegs 1,3 kg. Om te verstaan, kom ons verander die eksperiment wat ons sopas uitgevoer het. In plaas van 'n spuit, neem 'n bottel toegemaak met 'n kurkprop met 'n buis. Koppel die buis aan die pomp en begin lug pomp.
Anders as die vorige ervaring, skep ons 'n vakuum nie onder die suier nie, maar in die hele volume van die bottel. Skakel die pomp af en laat sak terselfdertyd die buis van die bottel in 'n houer water. Ons sal sien hoe water die bottel binne 'n paar sekondes deur die buis gevul het met 'n kenmerkende klank. Die hoë spoed waarmee sy in die bottel “bars” dui aan dat atmosferiese druk’n taamlike groot waarde is. Ervaring bewys dit.
Vir die eerste keer gemeet die atmosferiese druk, die gewig van die lug Italiaanse wetenskaplike Torricelli. Hy het so 'n ervaring gehad. Ek het 'n glasbuis van bietjie meer as 1 m lank geneem, aan die een kant verseël. Het dit tot op die rand met kwik gevul. NaToe neem hy 'n houer met kwik, knyp sy oop punt met sy vinger, draai die buis om en dompel dit in 'n houer. As daar geen atmosferiese druk was nie, dan sou al die kwik uitgestort het, maar dit het nie gebeur nie. Dit het gedeeltelik uitgestort, die kwikvlak het op 'n hoogte van 760 mm gaan lê.
Dit het gebeur omdat die atmosfeer op die kwik in die houer gedruk het. Dit is om hierdie rede dat daar in ons vorige eksperimente water in die buis ingedryf is, en daarom het water die spuit gevolg. Maar in hierdie twee eksperimente het ons water geneem, waarvan die digtheid laag is. Kwik het 'n hoë digtheid, dus kon atmosferiese druk die kwik laat styg, maar nie tot heel bo nie, maar slegs met 760 mm.
Volgens Pascal se wet word die druk wat op kwik uitgeoefen word, onveranderd na al sy punte oorgedra. Dit beteken dat daar ook atmosferiese druk binne die buis is. Maar aan die ander kant word hierdie druk gebalanseer deur die druk van die vloeistofkolom. Kom ons dui die hoogte van die kwikkolom aan as h. Ons kan sê dat atmosferiese druk van onder na bo optree, en hidrostatiese druk van bo na onder. Die oorblywende 240 mm is leeg. Terloops, hierdie vakuum word ook die Torricelli-leegte genoem.
Formule en berekeninge
Atmosferiese druk Patm is gelyk aan hidrostatiese druk en word bereken deur die formule ρptgh. ρrt=13600 kg/m3. g=9.8 N/kg. h=0,76 m. Patm=101,3 kPa. Dit is 'n redelike groot bedrag. 'n Vel papier wat op 'n tafel lê produseer 'n druk van 1 Pa, en atmosferiese druk is 100 000 pascal. Dit blyk dat jy nodig het om te sit100 000 velle papier een op die ander om sulke druk te produseer. Nuuskierig, is dit nie? Atmosferiese druk en luggewig is baie hoog, so water is tydens die eksperiment met soveel krag in die bottel gedruk.
