В верхней части ртутного чашечного барометра имеется отверстие, через которое чашка сообщается с воздухом. В некоторых случаях отверстие закрывается винтом. В верхней части трубки нет воздуха, поэтому под воздействием атмосферного давления Столбик ртути поднимается в колбе на определенную высоту до поверхности ртути в бассейне.
Атмосферное давление и его измерение
История открытия атмосферного давления Тесно связано с объяснением того, как работают насосы.
Простейшие насосы известны со времен Аристотеля, который утверждал, что вода поднимается за поршнем, потому что «природа не терпит вакуума». Однако при строительстве фонтанов во Флоренции в 1638 году было обнаружено, что вода в трубе высотой 12 метров поднимается чуть более чем на 10 метров и остается неподвижной, как бы сильно ее ни качали, не заполняя «вакуум», оставленный трубой.
Галилео Галилей, к которому он обратился за помощью, предложил своему ученику Эванджелисте Торричелли исследовать эту проблему. После ряда экспериментов Торричелли пришел к выводу: вес столба воды в трубе насоса составляет давлением воздухом, действующим на свободную поверхность воды в резервуаре.
Поскольку это была жидкая колонна, возникла замечательная идея: Плотность ртути в 13,6 раз больше плотности воды, поэтому столбик ртути того же веса будет в 13,6 раз меньше, и можно перейти от громоздких экспериментов на строительной площадке к лабораторным испытаниям.
Отметим, что такое небрежное обращение с самым опасным веществом сегодня является позором. Однако техника безопасности при работе с ртутью в те времена была не самой лучшей. Вероятно, из-за этих экспериментов Торичелли дожил только до 39 лет.
Из полученных результатов Торричелли сделал следующий вывод: давление ртутного столба равно давлению на поверхности ртути. атмосферное давление на поверхности ртути в мензурке: \(p_\text=p_\text\). Поэтому, измеряя высота столба ртути, приводит к тому, что атмосферное давление.
Идея о том, что планета атмосфера, воздух имеет вес и действует с силой давление на поверхности Земли были настолько смелыми, что прошло некоторое время, прежде чем они были приняты современниками.
п.2. Эксперименты Отто фон Герике
В 1654 году Отто фон Герике провел масштабный эксперимент в Магдебурге, чтобы проверить силу давления воздуха и изобретенный им воздушный насос.
Сам Герике описывал этот опыт следующим образом:
«Я заказал две полусферы из меди, диаметром в три четверти локтя Магдебурга. К одной из полусфер был прикреплен кран, через который с помощью воздушного насоса можно было откачивать воздух. К полушариям были прикреплены кольца, через которые к лошадям были протянуты веревки. Я собрал полушария в шар и поместил между ними кожаное кольцо, пропитанное смесью воска и скипидара — оно не пропускало воздух внутрь полушарий.
Когда воздух был выкачан из полушарий, давление наружный воздух так сильно толкнул их, что 16 лошадей не смогли их разделить. Но если повернуть кран, чтобы открыть воздух внутри полушарий, их можно раздвинуть руками.
Опыт магдебургских полушарий стал убедительным доказательством существования обоих, как атмосферы, а также вакуум — безвоздушное пространство внутри полушарий.
В 1657 году Герике сконструировал водяной барометр, который позволил ему предсказать надвигающуюся бурю на 2 часа раньше, чем в 1660 году. В 1663 году он изобрел электростатический генератор, изучил свойства электричества и описал отталкивание одинаково заряженных объектов. Будучи сторонником гелиоцентрической системы, он также занимался астрономией.
Герике был важным ученым, инженером, мыслителем и общественным деятелем своего времени. Как ученый, он подчеркивал важность экспериментов для получения научных знаний.
п.3. Как взвесить воздух в школьной лаборатории?
Эксперименты Торричелли и Герике доказывают, что воздух имеет вес.
Вы также можете взвесить воздух с помощью простых средств в школьной лаборатории. Для этого вам понадобятся:
1) прочная стеклянная бутылка; 2) пробка с трубкой и зажимом; 3) насос; 4) весы.
 Закроем колбу пробкой, уравновесим её на весах гирями |
 Насосом откачаем воздух из колбы |
 Вновь взвесим колбу. Равновесие нарушилось. |
Вывод: Отклонение иглы весов равно массе накачанного воздуха.
Также широко используются анемометрические барометры. Обычно они используются на географических станциях для исследования путей, а также на метеорологических станциях. Они часто используются для барометрической настройки.
Измерение атмосферного давления
В этом уроке мы совершим небольшое путешествие в историю и рассмотрим исторические предпосылки изучения атмосферного давления. Узнаем, какое давление считается физиологическим и как он рассчитывается атмосферное давление.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам необходимо добавить его в свой личный кабинет, купив его в каталоге.
Конспект урока «Измерение атмосферного давления»
Измерение атмосферного давления
«Мы живем на дне удивительного океана.
Она огромна и безгранична».
Э. Торричелли
Следующая тема посвящена тому, как использовать его наилучшим образом. измерить атмосферное давление.
Уже было сказано, что газы, как твердые и жидкие вещества, имеют массу и соответствующий вес. Земля окружена невидимой газовой оболочкой, называемой газовой оболочкой. атмосферой. Земная атмосфера Он также имеет вес, обусловленный земным притяжением, и поэтому производит давление, который называется атмосферным давлением .
Как мы можем рассчитать атмосферное давление? Формула для расчета гидростатического давления не может быть использована здесь, поскольку для такого расчета требуется знание высоты атмосферы и его плотность. Влияние гравитации и хаотичное движение молекул воздуха означает, что плотность земной почвы атмосферы неравномерно и сильно зависит от высоты над уровнем моря.
Измерить атмосферное давление Можно. Рассмотрим насос — устройство, используемое для добычи воды из почвы в дачных поселках. С древнейших времен и примерно до середины 17 века утверждение древнегреческого ученого Аристотеля о том, что вода поднимается в насосе, следуя за штоком поршня, потому что «природа боится вакуума», считалось многими учеными неоспоримым.
В 1638 году герцог Тосканский решил украсить сады Флоренции великолепными фонтанами, и эта задача была возложена на итальянских инженеров. Они будут транспортировать воду на относительно большую высоту с помощью всасывающих насосов. Однако им это не удалось. Оказалось, что вода, всасываемая насосами, не хотела подниматься выше 18 итальянских кубов (т.е. около 10,3 метра). После многочисленных попыток устранить проблему, озадаченные инженеры обратились за помощью к пожилому Галилео Галилею. Великий ученый не смог объяснить это явление и лишь пошутил: «Возможно, природа не любит вакуум, но только до определенного момента».
После смерти Галилея этим вопросом занялись два его ученика, Торричелли и Вивиани.
Рассмотрим наиболее важный из экспериментов, проведенных Эванджелистой Торричелли в 1643 году. Для эксперимента он предложил использовать трубку длиной один метр, запаянную с одного конца и наполненную ртутью. Верхний конец трубки был запечатан. Пробирку перевернули вверх дном и опустили в большой контейнер с ртутью, затем сняли крышку. Часть ртути вытекла из трубки в контейнер, а в трубке остался столбик ртути высотой около 760 мм.
Но что препятствовало вытеканию ртути, оставшейся в трубке? Торричелли так и думал. Широкий сосуд и трубка являются сообщающимися сосудами. Над ртутью в трубке нет воздуха. И ртуть в большой кастрюле атмосферное давление, что позволяет жидкой ртути проходить во всех направлениях, в том числе и вверх. Сила этого давления поддерживает ртутный столб.
Рассмотрим состояние равновесия тонкого слоя ртути. Это условие требует силыатмосферного давления снизу и сила гидростатического давления ртутного столба в верхней части были равны.
Для мужчины комфортным считается атмосферное давление, между 750 и 765 мм рт.ст., т.е. в нормальном диапазоне.
Высокое и низкое атмосферное давление
Низкие значения вызывают симптом, похожий на альпинизм. Недостаток кислорода вызывает одышку, пульс учащается, появляется боль в висках, голова сжимается.
Это опасно для людей, страдающих высоким кровяным давлением и артериосклерозом, так как приводит к свертыванию крови, недостатку кислорода и увеличению количества кровяных телец. Сердце и кровеносные сосуды работают с повышенной скоростью, что приводит к повышению артериального давления. давления крови, тахикардия и аритмия. Очень опасно для пожилых людей.
Головокружение и мигрень также часто встречаются, а аллергики и астматики подвержены большему риску возникновения приступа. Те, кто менее чувствителен, здоров и молод, чувствуют сонливость и низкий уровень энергии.
В более высоких районах погода спокойная, с небольшим количеством облаков на небе и слабыми порывами ветра. Погода сухая и теплая.
В зонах низкого давления Много облаков, дождь и ветер. В этих районах более низкие температуры, дожди и пасмурное небо летом и снег зимой.
Большая разница между двумя зонами является фактором для ураганов и штормов.
Высокие значения оказывают пагубное влияние на людей, страдающих от низких давления крови, негативно влияя на пищеварение, сердце и кровеносные сосуды.
Атмосферное давление – норма для человека
Люди могут привыкнуть к изменениям. Не стоит расстраиваться, если вы живете в районе с низким уровнем крови. давления. Люди, живущие в небоскребах, например, не чувствуют падения, хотя стремительный подъем на 100 метров — это большая нагрузка.
В Центральной Азии норма несколько ниже (715-730 мм рт. ст.). Норма для средней полосы Российской Федерации составляет 730-770 мм рт. ст.
Организм может адаптироваться к разным высотам. По мнению медицинских экспертов, человеку, чей рост слишком высок, не стоит беспокоиться. давление Если она не оказывает на человека крайне опасного воздействия, то это вариант нормы. Все зависит от адаптации. Врачи часто считают нормальными значения от 750 до 765 мм рт. ст.
В Москве норма составляет 747-749 мм рт. ст.
Поскольку Новосибирск находится на высоте 120-130 м над уровнем моря, норма составляет 750 мм рт. ст.
В Самаре он составляет 752-753, а в Санкт-Петербурге 753-755 мм рт. ст.
Норма в Нижнем Новгороде в Заречной зоне составляет 754 мм рт. ст., в Возвышенной зоне — 747 мм рт. ст.
Следует отметить, что общего наилучшего показателя не существует. Существуют территориальные правила. Люди могут безболезненно воспринимать повышение стоимости, если оно происходит постепенно.
Чем здоровее образ жизни и чем чаще удается соблюдать распорядок дня (вставать, спать несколько часов ночью, регулярно питаться), тем меньше человек подвержен метеозависимости.
