Alle lewende wesens op Aarde merk nie die druk op wat die grootse lugdop van ons planeet op hulle uitoefen nie. Die rede is dat hulle van geboorte af gewoond is aan blootstelling aan die atmosfeer, en hul organismes is biologies daarby aangepas.
Intussen het so 'n gaswolk eintlik 'n aansienlike gewig. Dit word vasgehou deur die swaartekrag van die planeet, waardeur dit nie in eindelose ruimte verdamp nie, wat duisend kilometer opwaarts strek. En dit beteken dat die lugdop druk uitoefen op alles wat op die oppervlak van die aardbol geleë is. Hoeveel kos een atmosfeer in Pascals? Wetenskaplikes het in die 17de eeu daarin geslaag om lugdruk in getalle uit te druk.
Atmosferiese druk
In Regensburg in 1654 het Otto von Guericke aan keiser Ferdinand III en sy medewetenskaplikes 'n skouspelagtige ervaring gegee. Die Duitse fisikus het twee hol koperhemisfere geneem, klein van grootte (ongeveer 35,6 cm in deursnee). Toehy het hulle styf teen mekaar gedruk, hulle met 'n leerring verbind en die lug van binne uitgepomp deur middel van 'n insetbuis en 'n pomp. Daarna kon die hemisfere nie geskei word nie. Boonop kon sestien perde wat aan albei kante aan elke kant van die gevolglike sfeer aan ysterringe vasgemaak was, dit nie doen nie.
Hierdie eksperiment het aan die wêreld die uitwerking van druk op omliggende voorwerpe gedemonstreer. Dit was hierdie krag wat beide dele van die sfeer so geknyp het. Dus, sy grootte is werklik indrukwekkend. Twee jaar later is die merkwaardige ervaring in Magdeburg herhaal. Daar het reeds 24 perde probeer om die sfeer te breek, maar met dieselfde sukses. Hierdie hemisfere wat tydens die eksperiment gebruik is, het die geskiedenis ingegaan onder die naam Magdeburg. Hulle word steeds in die Duitse Museum bewaar.
Een atmosfeer in Pascals
Hoe om die druk van die planeet se gasvormige mantel te bereken? Niks sou makliker wees as die digtheid van die lug en die hoogte van die lugdop met akkuraatheid bekend was nie. Maar in die 17de eeu kon wetenskaplikes nog nie sulke dinge weet nie. Hulle het hulle egter uitstekend van hul taak gekwyt. En dit is die eerste keer gedoen deur 'n student van Galileo - die Italianer Torricelli.
Hy het 'n meter lange glasbuis geneem en dit met kwik gevul nadat hy een van die punte gesoldeer het. En hy het die oop deel in 'n houer met dieselfde stof laat sak. Terselfdertyd het 'n deel van die kwik uit die buis afgestorm. Nie alles het egter uitgemors nie. En die hoogte van die oorblywende kolom was ongeveer 760 mm. Dit was hierdie ervaring wat dit later maklik gemaak het om te bereken hoeveel Pascals in een atmosfeer is. Hierdie getal is ongeveeris 101 300 Pa. Dit is die waarde van normale atmosferiese druk.
Verduideliking van Torricelli se eksperiment
Die druk van die atmosfeer affekteer alle aardse liggame. Maar dit is onmerkbaar, want dit word gebalanseer deur die werking van lug, wat in die voorwerpe self en lewende organismes is. Die eksperiment met die Magdeburgse halfronde het welsprekend getoon wat sou gebeur as die gas nie die vermoë het om byna oral deur te dring nie.’n Luglose ruimte is kunsmatig in die gevolglike sfeer geskep. Gevolglik het dit geblyk buitengewoon sterk en onafskeidbaar te wees, van alle kante vasgedruk deur een atmosfeer, in Pascals, waarvan die drukwaarde, soos ons reeds weet, baie betekenisvol is.
Dieselfde wette lê onder pompe. Vloeistof jaag die gevormde luglose ruimte binne. Dit styg totdat die bestaande lugdruk en stowwe mekaar balanseer. En die hoogte van die kolom hang af van die digtheid van die vloeistof.
Om dit te weet, het Torricelli die druk gemeet wat deur een atmosfeer geskep word. Natuurlik kon hy steeds nie hierdie waarde in Pascals vertaal nie. Dit is later gedoen. Daarom het hy dit in millimeter kwik gemeet. Dit is bekend dat atmosferiese druk in ons tyd gewoonlik in soortgelyke eenhede gemeet word.
Hoe om atmosfeer na Pascals om te skakel
Die Fransman Blaise Pascal (sy portret is 'n bietjie hoër), na wie se naam die drukeenhede vernoem is, nadat hy van Torricelli se eksperimente geleer het,herhaal soortgelyke eksperimente op verskillende hoogtes, met behulp van, benewens kwik, water en ander vloeistowwe. En dit het uiteindelik die teenwoordigheid en effek van atmosferiese druk op aardse liggame en stowwe bewys, hoewel daar in daardie dae baie twyfelaars was.
Die volgende wys hoe om druk in atmosfeer om te skakel na Pascals en ander eenhede.
Hierdie waarde is nie konstant nie en hang af van baie aanwysers. Eerstens, vanaf die hoogte bo seespieël. Soos Pascal bewys het, hoe hoër jy na die top van die berg klim, hoe minder word die druk. Dit word maklik verduidelik. Die diepte van die lugdop neem immers af, so ook die digtheid daarvan. En reeds op 'n hoogte van ongeveer gelyk aan 5,5 km, word die drukaanwysers gehalveer. En as jy 11 km klim, sal hierdie waarde met vier keer verminder.
Daarbenewens hang die atmosferiese druk van die weer af. Daarom word hierdie aanwyser as beduidend beskou in sy voorspellings. Byvoorbeeld, hoe hoër die druk in die somer, hoe meer waarskynlik is dit dat die son op hierdie dag sal behaag met sy strale en daar sal geen neerslag wees nie.
