Atmosfærisk tryk er den kraft, hvormed luft presser på Jorden, mennesket og alt, hvad der omgiver ham. Artiklen vil fortælle dig hvordan i det XVII århundrede. ved hjælp af forsøget blev lufttrykkets kraft vist for første gang. Det er meget interessant! Vi vil lære, hvordan atmosfærisk tryk angives, og hvordan det måles.
Oplev Otto von Guericke
Hvor stort atmosfærisk tryk er, lærte verden i 1654. Dette skete takket være borgmesteren i byen Magdeburg (Tyskland) Otto von Guericke. Han demonstrerede erfaring med de såkaldte Magdeburg-halvkugler. Så blev der ikke t alt om, hvordan lufttrykket angives, for de vidste stadig ikke, hvordan de skulle måle det. Hvordan halvkuglerne ser ud kan ses på billedet fra Magdeburg Museum.
Dette er to bronzehalvkugler, en af dem er solid, og den anden har et hul. En olieret læderpakning blev placeret mellem halvkuglerne for tæthed og forbundet. Luft blev pumpet ud gennem hullet fra halvkuglerne. Interessant nok, Guericke selv fire år tidligere, i 1650opfandt vakuumpumpen. Han er også afbilledet. Når luften blev pumpet ud, blev halvkuglerne klemt af atmosfærisk tryk. For at afbryde dem fra hinanden brugte de trækkraften fra heste.
Eksperimenter med Magdeburg-halvkugler
Før vi lærer, hvordan atmosfærisk tryk angives, lad os udføre et eksperiment. Til det vil vi bruge Magdeburg hemisfære-modellen. Fastgør en vakuumpumpe til hullet i halvkuglen med en gummislange. Tænd for den, åbn hanen på en af halvkuglerne. Trykket i mellemrummet mellem dem vil falde. Som følge heraf aftager kraften, der virker på halvkuglerne indefra, og kraften, der virker udefra, stiger.
Under udpumpningen af luft er det umuligt at adskille halvkuglerne, da de passer tæt sammen. Sluk for pumpen, afmonter gummislangen. Luft vil begynde at trænge ind i rummet mellem halvkuglerne. Så skilles de let ad.
Hvilket bogstav repræsenterer lufttryk
Lad os prøve at beregne den kraft, der klemte halvkuglerne. Når vi pumper luft ud, virker kun kraften fra atmosfærisk tryk på halvkuglerne. Det komprimerer halvkuglerne og er rettet fra de hule kuglers indre vægge til midten af mellemrummet mellem dem. Diameteren af halvkuglerne (d) i Guericke var 35,5 cm.
Baseret på det faktum, at vi ikke kunne adskille halvkuglerne, bliver det klart, at trykkraften er meget stor. Selv otte heste på hver side kunne ikke bryde disse halvkugler. Her er en gravering, der illustrerer Otto von Guerickes oplevelse.
Hvilket bogstav repræsenterer pres? Bogstavet P. Norm alt atmosfærisk tryk (Patm) er 100 kilopascal (kPa). En sådan kraft virker på hver del af halvkuglen. Trykkraften F er lig med produktet af atmosfærisk tryk og arealet af tværsnittet af halvkuglerne S.
S=πd2/4. F=100103 Pa3, 14(0,355 m)2/4≈10 kN (kilonewton). Dette er vægten af en 1-tons belastning, så hestene var ude af stand til at bryde disse halvkugler.
Barometer
Hvordan angives atmosfærisk tryk, vi ved, men hvordan måles det? Barometeret, som blev opfundet af italieneren Torricelli i første halvdel af 1600-tallet, havde mangler. Den kunne nemt gå i stykker, den var fyldt med giftigt kviksølv, og man ville virkelig tage den med til forskellige steder for at forudsige vejret.
Det var nødvendigt at finde på en enhed uden glasrør, altså uden væske. Et sådant barometer blev opfundet kun to hundrede år senere, og det blev kaldt aneroidet. Dette ord oversat til russisk betyder væskefri. Overvej, hvad et aneroidbarometer er.
Dette er en lille enhed. I modsætning til Torricelli kviksølvrøret, som er en meter højt, kan det nemt tages med dig, uanset hvor du går. Hvad er der i den indeni? Lad os se på barometeret eksploderede.
Hvordan vises trykket i den? Enheden har en skala, der ligner en urskive. Tryk i kilopascal er angivet med en pil. Bag urskiven ser vi tre flade kasser. Der pumpes luft ud af dem, og der er en fjeder indeni. Hvis det ikke var der, ville stemningenknuste kasser. Længere fra fjederen bevæger håndtaget sig væk, det overfører kassernes bevægelser. Hvorfor flytter de? Æsker kan ændre deres tykkelse. Når det atmosfæriske tryk er større, komprimerer luften kasserne, deres tykkelse falder. Når trykket er mindre, retter fjederen sig ud, og kasserne bliver tykkere. Gennem håndtagenes mekanisme overføres bevægelsen til pilen.
Væskefri barometerenhed
Vi lærte, hvordan trykket angives i et væskefrit barometer, og nu vil vi tegne dets diagram.
Tre kasser giver enheden mere nøjagtighed, men i princippet er én nok. Den er specialfremstillet bølgepap for at have mulighed for at ændre dens tykkelse. Husk korrugerede, og derfor fleksible støvsugerslanger. Bunden af kassen er fastgjort til basen. En fjeder er fastgjort til toppen af den, som forsøger at rette kassen op på samme måde, som en aluminiumslineal, hvis den er bøjet, forsøger at rette ud. Atmosfærisk tryk forsøger tværtimod at komprimere kassen.
Når trykket stiger, falder kassens tykkelse, hvilket betyder, at håndtaget drejer akslen. Hvis du fastgør en pil til aksen, vil den rotere til højre, når tykkelsen aftager, og til venstre, når tykkelsen øges.
