الضغط الجوي هو القوة التي يضغط بها الهواء على الأرض والإنسان وكل ما يحيط به. ستخبرك المقالة كيف في القرن السابع عشر. بمساعدة التجربة ، تم عرض قوة ضغط الهواء لأول مرة. إنه مشوق جدا! سوف نتعلم كيف يشار إلى الضغط الجوي وكيف يتم قياسه.
تجربة Otto von Guericke
ما هو حجم الضغط الجوي ، علم العالم في عام 1654. حدث هذا بفضل رئيس برج مدينة ماغديبورغ (ألمانيا) أوتو فون جويريك. أظهر خبرة فيما يسمى بنصفي الكرة الأرضية في ماغدبورغ. ثم لم يكن هناك حديث عن كيفية الإشارة إلى ضغط الهواء ، لأنهم ما زالوا لا يعرفون كيفية قياسه. كيف يمكن رؤية نصفي الكرة الأرضية في الصورة من متحف ماغديبورغ.
هذان نصفي كرة برونز ، أحدهما صلب والثاني به ثقب. تم وضع حشية جلدية مزيتة بين نصفي الكرة الأرضية من أجل إحكام الربط والتوصيل. تم ضخ الهواء من خلال الفتحة من نصفي الكرة الأرضية. ومن المثير للاهتمام أن Guericke نفسه قبل أربع سنوات ، في عام 1650اخترع مضخة التفريغ. هو مصور أيضا. عندما تم ضخ الهواء ، تم ضغط نصفي الكرة الأرضية عن طريق الضغط الجوي. من أجل فصلهم عن بعضهم البعض ، استخدموا قوة الجر للخيول.
تجربة مع نصفي كرة ماغدبورغ
قبل أن نتعلم كيف يشار إلى الضغط الجوي ، دعونا نجري تجربة. من أجل ذلك ، سوف نستخدم نموذج نصفي الكرة Magdeburg. قم بتوصيل مضخة تفريغ بفتحة نصف الكرة بخرطوم مطاطي. قم بتشغيله ، افتح الصنبور على أحد نصفي الكرة الأرضية. سينخفض الضغط في الفراغ بينهما. وبالتالي ، تقل القوة المؤثرة على نصفي الكرة من الداخل ، وتزداد القوة المؤثرة من الخارج.
أثناء ضخ الهواء ، من المستحيل فصل نصفي الكرة الأرضية ، حيث يتناسبان معًا بشكل مريح. قم بإيقاف تشغيل المضخة ، افصل الخرطوم المطاطي. سيبدأ الهواء في دخول الفراغ بين نصفي الكرة الأرضية. ثم ينفصلون بسهولة
ما الحرف الذي يمثل ضغط الهواء
دعونا نحاول حساب القوة التي ضغطت على نصفي الكرة الأرضية. عندما نقوم بضخ الهواء ، فإن قوة الضغط الجوي فقط هي التي تؤثر على نصفي الكرة الأرضية. يقوم بضغط نصفي الكرة الأرضية ويتم توجيهه من الجدران الداخلية للكرات المجوفة إلى مركز الفراغ بينهما. كان قطر نصفي الكرة الأرضية (د) في Guericke 35.5 سم.
بناءً على حقيقة أنه لا يمكننا فصل نصفي الكرة الأرضية ، يتضح أن قوة الضغط كبيرة جدًا. حتى ثمانية خيول على كل جانب لم تستطع كسر هذين نصفي الكرة الأرضية. هذا نقش يوضح تجربة Otto von Guericke.
ما الحرف الذي يمثل الضغط؟ الضغط الجوي الطبيعي للحرف P. (Patm) هو 100 كيلو باسكال (kPa). تعمل هذه القوة في كل جزء من نصف الكرة الأرضية. قوة الضغط F تساوي ناتج الضغط الجوي ومساحة المقطع العرضي لنصفي الكرة الأرضية S.
S=πد2/ 4. F=100103Pa3 ، 14(0.355 م)2/ 4≈10 كيلو نيوتن (كيلونيوتونس). هذا وزن حمولة طن واحد ، لذلك لم تتمكن الخيول من كسر هذين النصفين.
بارومتر
كيف يُشار إلى الضغط الجوي ، كما نعلم ، ولكن كيف يتم قياسه؟ كان البارومتر ، الذي اخترعه الإيطالي توريشيلي في النصف الأول من القرن السابع عشر ، به عيوب. يمكن كسره بسهولة ، فقد كان مليئًا بالزئبق السام ، وأردت حقًا نقله إلى أماكن مختلفة للتنبؤ بالطقس.
كان من الضروري ابتكار جهاز بدون أنبوب زجاجي ، أي بدون سائل. تم اختراع مثل هذا البارومتر بعد مائتي عام فقط وكان يسمى اللاسائلي. هذه الكلمة مترجمة إلى الروسية تعني سائل. ضع في اعتبارك ما هو مقياس اللاسائلية.
هذا جهاز صغير. على عكس أنبوب الزئبق Torricelli ، الذي يبلغ ارتفاعه مترًا واحدًا ، يمكن حمله معك بسهولة أينما ذهبت. ماذا يوجد بداخلها؟ دعونا نلقي نظرة على البارومتر انفجر.
كيف يتم الإشارة إلى الضغط فيه؟ يحتوي الجهاز على مقياس مشابه لقرص الساعة. يُشار إلى الضغط بالكيلوباسكال بسهم. خلف الميناء نرى ثلاثة صناديق بالارض. يخرج منها الهواء ويوجد بداخلها نبع. إذا لم يكن هناك ، لكان الجوالصناديق المكسرة. بعيدًا عن الزنبرك ، تتحرك الرافعة بعيدًا ، تنقل حركات الصناديق. لماذا يتحركون؟ يمكن للصناديق تغيير سمكها. عندما يكون الضغط الجوي أكبر ، يضغط الهواء على الصناديق ، ويقل سمكها. عندما يكون الضغط أقل ، يتم تقويم الزنبرك وتصبح الصناديق أكثر سمكًا. من خلال آلية الروافع تنتقل الحركة إلى السهم
جهاز بارومتر سائل
تعلمنا كيفية الإشارة إلى الضغط في مقياس الخالي من السوائل ، والآن سنرسم مخططه
ثلاثة مربعات تعطي الجهاز مزيدًا من الدقة ، لكن من حيث المبدأ واحد يكفي. إنه مصنوع خصيصًا مموجًا من أجل أن يكون لديه القدرة على تغيير سمكه. تذكر خراطيم المكنسة الكهربائية المموجة ، وبالتالي المرنة. الجزء السفلي من الصندوق متصل بالقاعدة. يتم إرفاق زنبرك في الجزء العلوي منه ، والذي يحاول تقويم الصندوق بنفس الطريقة التي يحاول بها مسطرة الألمنيوم ، في حالة ثنيها ، تقويمها. الضغط الجوي ، على العكس من ذلك ، يحاول ضغط الصندوق.
عندما يزداد الضغط ، يقل سمك الصندوق ، مما يعني أن الرافعة تدير المحور. إذا قمت بإرفاق سهم بالمحور ، فسوف يدور إلى اليمين عندما تنخفض السماكة ، وإلى اليسار عند زيادة السماكة.
