По телебаченню чи радіо ми часто чуємо, що атмосферний тиск становить, наприклад, 760 мм рт. ст. (читається: 760 міліметрів ртутного стовпчика). Це число буває більше або менше.
Як це розуміти? Для відповіді на це питання розглянемо досвід, запропонований в XVII столітті італійським вченим Е. Торрічеллі.
Скляну трубку завдовжки близько метра, запаяну з одного кінця, наповнюють доверху ртуттю. Потім, щільно закривши отвір пальцем, трубку перевертають і опускають в чашу зі ртуттю. Після цього палець прибирають.
Ртуть з трубки починає виливатися, але не вся! Залишається її “стовпчик” приблизно 76 см заввишки (рахуючи від рівня ртуті в чаші). Примітно, що ця висота не залежить ні від довжини трубки, ні від глибини її занурення в ртуть.
Пояснимо цей дослід. В середині трубки знаходиться шар ртуті. Вага верхніх шарів діє на ніжній, штовхаючи його в чашу. Причина цього – сила тяжіння. А ртуть у чаші тисне на шар вгору, штовхаючи його назад в трубку.
Причина виникнення цієї сили – атмосферний тиск, що діє на поверхню ртуті в чаші. Відповідно до закону Паскаля він поширюється через ртуть навіть всередину трубки. Оскільки ртуть спочиває, то названі сили (позначимо їх F1 і F2) врівноважують один одного.
З формули
p = F/S
випливає, що
F = pS
Оскільки:
F1 = F2
то
p1S1 = p2S2
Тут
- S1 і S2 – площі верхньої та нижньої поверхонь шару ртуті.
Оскільки вони рівні, то p1 = p2.
Тобто тиск, який створюється стовпом ртуті в трубці, дорівнює атмосферному тиску.