Тиск повітря

Всі фізичні тіла (вода в річці, озері або в море, камені, будинки, дерева, тварини, людина) мають масу і притягуються до Землі. Притягується до Землі і повітря. Тому багатокілометровий шар атмосфери тисне на всі наявні предмети і організми. Перебуваючи в будь-яких пустотах, повітря тисне і на їх стінки.
Переконатися в цьому можна на наступному досвіді. Надуємо злегка повітряну кульку і перев’яжемо його отвір ниткою так, щоб повітря не міг вийти. Помістимо кулька під товстостінний скляний ковпак і будемо викачувати з-під ковпака повітря. Гумовий мішечок почне роздуватися. Чому це відбувається? Спочатку тиск повітря в кульці і тиск повітря під ковпаком було однаковим. Коли ж з-під ковпака викачали частина повітря, тиск повітря в ньому зменшилася, а в кульці залишилося колишнім. Повітря в кульці став розширюватися і рівномірно тиснути на всю його внутрішню поверхню (рис. 77).

На кожен квадратний сантиметр земної поверхні, будь то суша або вода, будь-якого предмета, який на них знаходиться, тисне близько одного кілограма атмосферного повітря. На людську долоню, поверхня якої приблизно дорівнює 150 см2, тисне 150 кг повітря. Однак наш організм пристосований до такого тиску, і тому ми його не помічаємо. Але варто тиску повітря різко зменшитися, як людина починає відчувати нудоту, запаморочення, слабкість.
Існування тиску повітря було доведено ще в XVII столітті італійським вченим Е. Торрічеллі за допомогою проведеного ним досвіду. Торрічеллі заповнив ртуттю запаяну з одного кінця скляну трубочку довжиною 1 м. Потім, затиснувши пальцем відкритий кінець трубки, перевернув її і опустив у посудину з ртуттю (рис. 78). При цьому ртуть в трубці опустилася, але вся в посудину не вилилася. У верхній частині трубки утворилося безповітряний простір – «торрічелліевой порожнеча». Висота стовпчика ртуті, що залишилася в трубці, дорівнювала 760 мм.
Чому не вся ртуть з трубки вилилася в посудину з цим же речовиною? Причина такого явища – тиск повітря на поверхню ртуті в посудині, яке врівноважує тяжкість стовпчика ртуті висотою 760 мм. Такий тиск повітря називають нормальним.
Спостерігаючи за висотою стовпчика ртуті, можна помітити, що вона може змінюватися. У похмуру погоду стовпчик ртуті знижується, в ясну – підвищується. Отже, атмосферний тиск може змінюватися. Тиск повітря нижче 760 мм ртутного стовпа вважається зниженим, а вище 760 мм ртутного стовпа – підвищеним.
Тиск повітря змінюється не тільки зі зміною погоди, але й залежно від висоти місцевості над рівнем моря. Тиск повітря високо в горах нижче, ніж на рівні моря. Ось чому людям, що піднялися високо в гори, важко дихати. У альпіністів на великій висоті з’являються втома, задишка, частішає серцебиття. У сучасних літаках, що літають на великій висоті, штучно створюється тиск повітря, близьке до тиску біля поверхні Землі.
Для вимірювання тиску повітря користуються барометрами (від грец. «Барос» – тяжкість). Самий найпростіший барометр – скляна трубка і чашка, наповнені ртуттю. Однак пари ртуті отруйні. Тому були винайдені металеві («анероїд» в перекладі з грецького означає «безжідкостний»). У таких барометрах є тонка металева коробочка, з якої викачане повітря. Кришка коробочки утримується пружиною. При зміні тиску повітря кришка коробочки або втягується всередину, або випинається. Цей рух передається стрілці приладу, яка показує на шкалі тиск повітря в міліметрах ртутного стовпа (рис. 78).
За зміною атмосферного тиску, з яким пов’язана зміна погоди, ведуть постійні спостереження на метеорологічних станціях. Відомості про тиск повітря регулярно передають по радіо і телебаченню, друкують у газетах, тому що вони необхідні багатьом організаціям, людям, страждаючим підвищеним або зниженим тиском крові.
Чому в дослідах, проведених Торрічеллі, ртуть з запаяної з одного кінця трубки не виливалася повністю в посудину з ртуттю?
Який тиск повітря називають нормальним?
Як змінюється тиск повітря з висотою?
Як змінюється тиск повітря перед дощем, при настанні ясної погоди?
Що таке барометр і для чого він застосовується?
Які барометри називають анероїдами і чому вони широко використовуються при визначенні тиску повітря?

Посилання на основну публікацію