لا تلاحظ جميع الكائنات الحية على الأرض الضغط الذي تمارسه عليهم بفعل الغلاف الجوي الضخم لكوكبنا. والسبب في ذلك أنهم اعتادوا منذ الولادة على التعرض للغلاف الجوي ، وكائناتهم الحية تتكيف معها بيولوجيا.
وفي الوقت نفسه ، مثل هذه السحابة الغازية لها وزن كبير في الواقع. يتم الاحتفاظ به من خلال جاذبية الكوكب ، وبفضل ذلك لا يتبخر في الفضاء اللامتناهي ، ويمتد لأعلى لألف كيلومتر. وهذا يعني أن الغلاف الجوي يمارس ضغطًا على كل شيء موجود على سطح الكرة الأرضية. كم هو جو واحد في باسكال؟ تمكن العلماء من التعبير عن ضغط الهواء بالأرقام في القرن السابع عشر.
الضغط الجوي
في ريغنسبورغ عام 1654 ، أعطى أوتو فون غريكه الإمبراطور فرديناند الثالث وزملائه العلماء تجربة مدهشة. أخذ الفيزيائي الألماني نصفي كرة نحاسي مجوفين ، صغير الحجم (حوالي 35.6 سم في القطر). ثمضغطهم بإحكام ضد بعضهم البعض ، وربطهم بحلقة جلدية ، وضخ الهواء من الداخل بواسطة أنبوب إدخال ومضخة. بعد ذلك ، لا يمكن فصل نصفي الكرة الأرضية. علاوة على ذلك ، فإن ستة عشر حصانًا مرتبطة بحلقات حديدية عند كلا الطرفين على كل جانب من الكرة الناتجة لا تستطيع فعل ذلك.
أوضحت هذه التجربة للعالم آثار الضغط على الأشياء المحيطة. كانت هذه القوة هي التي ضغطت على كلا الجزأين من الكرة كثيرًا. لذا ، حجمها مثير للإعجاب حقًا. بعد ذلك بعامين ، تكررت التجربة الرائعة في ماغدبورغ. كان هناك بالفعل 24 حصانًا حاولوا كسر الكرة ، لكن بنفس النجاح. تم استخدام نصفي الكرة الأرضية أثناء التجربة في التاريخ تحت اسم Magdeburg. لا تزال محفوظة في المتحف الألماني
جو واحد في باسكال
كيف تحسب ضغط الوشاح الغازي للكوكب؟ لن يكون أي شيء أسهل إذا كانت كثافة الهواء وارتفاع الغلاف الجوي معروفتين بدقة. لكن في القرن السابع عشر ، لم يكن باستطاعة العلماء معرفة مثل هذه الأشياء. ومع ذلك ، قاموا بعمل ممتاز. وقد تم ذلك لأول مرة من قبل طالب من Galileo - الإيطالي Torricelli.
أخذ أنبوبًا زجاجيًا طوله مترًا وملأه بالزئبق بعد لحام أحد طرفيه. وأنزل الجزء المفتوح في إناء يحتوي على نفس المادة. في الوقت نفسه ، اندفع جزء من الزئبق من الأنبوب إلى أسفل. ومع ذلك ، لم ينسكب كل شيء. وكان ارتفاع العمود المتبقي حوالي 760 مم. كانت هذه التجربة هي التي جعلت من السهل حساب عدد باسكال في جو واحد. هذا الرقم تقريبيهو 101300 باسكال. هذه هي قيمة الضغط الجوي العادي.
شرح تجربة توريشيلي
يؤثر ضغط الغلاف الجوي على جميع الأجسام الأرضية. لكنها غير محسوسة ، لأنها متوازنة بفعل الهواء الموجود في الأشياء نفسها والكائنات الحية. أظهرت التجربة مع نصفي كرة ماغدبورغ ببلاغة ما يمكن أن يحدث إذا لم يكن للغاز القدرة على اختراق كل مكان تقريبًا. تم إنشاء مساحة خالية من الهواء بشكل مصطنع في الكرة الناتجة. نتيجة لذلك ، اتضح أنها قوية بشكل غير عادي ولا يمكن فصلها ، مضغوطة من جميع الجوانب بجو واحد ، في باسكال ، قيمة ضغطه ، كما نعلم بالفعل ، مهمة جدًا.
نفس القوانين تكمن وراء المضخات. يندفع السائل إلى الفضاء الخالي من الهواء. يرتفع حتى يتوازن ضغط الهواء الموجود والمواد مع بعضها البعض. و إرتفاع العمود يعتمد على كثافة السائل
بمعرفة ذلك ، قاس توريشيلي الضغط الناتج عن جو واحد. بالطبع ، لا يزال غير قادر على ترجمة هذه القيمة إلى باسكال. تم ذلك في وقت لاحق. لذلك ، قاسه بالمليمترات من الزئبق. من المعروف أن الضغط الجوي يقاس عادة بوحدات مماثلة في عصرنا.
كيفية تحويل الأجواء إلى باسكال
الفرنسي Blaise Pascal (صورته أعلى قليلاً) ، الذي سميت وحدات الضغط باسمه ، بعد أن علم بتجارب Torricelli ،كرروا تجارب مماثلة على ارتفاعات مختلفة ، باستخدام الزئبق والماء وسوائل أخرى. وهذا يثبت أخيرًا وجود وتأثير الضغط الجوي على الأجسام والمواد الأرضية ، رغم وجود العديد من المشككين في تلك الأيام.
يوضح التالي كيفية تحويل الضغط في الأجواء إلى باسكال ووحدات أخرى.
هذه القيمة ليست ثابتة وتعتمد على العديد من المؤشرات. بادئ ذي بدء ، من ارتفاع فوق مستوى سطح البحر. كما أثبت باسكال ، كلما صعدت أعلى قمة الجبل ، قل الضغط. يمكن تفسير ذلك بسهولة. بعد كل شيء ، عمق الغلاف الجوي يتناقص وكذلك كثافته. وبالفعل على ارتفاع يساوي 5.5 كم تقريبًا ، تنخفض مؤشرات الضغط إلى النصف. وإذا صعدت 11 كم فإن هذه القيمة ستنخفض بمقدار أربع مرات
بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد الضغط الجوي على الطقس. هذا هو السبب في أن هذا المؤشر يعتبر مهمًا في توقعاته. على سبيل المثال ، كلما زاد الضغط في الصيف ، زادت احتمالية إرضاء الشمس بأشعةها في هذا اليوم ولن يكون هناك هطول للأمطار.
