1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Вага повітря

Вага повітря

Те, що гази можна розглядати як рідини з низькою щільністю, не було очевидно три сотні років тому. Закони гідростатичного тиску не видалися універсальними. Але з часом ряду вчених вдалося довести, що повітря чинить тиск, яке, як і тиск рідини, залежить від висоти стовпа, і володіє масою.

Вага повітря: досліди

Стародавні греки і римляни створили насоси, фонтани, акведуки більше двох тисяч років тому, тільки вони не знали, що повітря, як всякі тіла, має вагу. Довести це вдалося лише в 17 столітті. Галілей провів ряд дослідів: він накачував судини повітрям і опускав їх в рідину, потім робив те ж саме з судинами, з яких повітря перед цим викачували. Він побачив, що в першому випадку посудину занурювався на велику глибину, що й довело наявність у повітря ваги.

Під вагою в цьому випадку розуміють НЕ масу, а силу, що вимірюється в Ньютона. Вона дорівнює добутку маси на прискорення вільного падіння. Галілей також розрахував, що питома вага повітря (вага, поділений на обсяг) відноситься до питомої ваги води як 1: 400.

Потім Торрічеллі, учень Галілея, сконструював перший в історії барометр, прилад, що вимірює тиск атмосфери, і встановив, що стовп ртуті висотою 760 мм тисне з тією ж силою, що і товща повітря над поверхнею планети.

Питома вага

Становлення молекулярної фізики дозволило з великою точністю розрахувати щільність повітря. Для це необхідно скористатися рівнянням Менделєєва-Клайпейрона для ідеального газу.

З підвищенням вологості з огляду на те, що щільність води менше (1000 кг\м3), щільність повітря зменшується. Також впливає температура повітря. З її збільшенням кінетична енергія молекул повітря збільшується, через що відстань між ними збільшується. Повітря стає більш розрідженим. Теж саме відбувається, коли зменшується тиск. Зовнішній вплив в меншій мірі заважає молекулам втечуть один від одного, а значить повітря знову розріджується.

Щоб визначити питому вагу, необхідно отримане значення щільності помножити на прискорення вільного падіння. Залежно від обраної системи одиниць значення питомої ваги і питомої щільності можуть бути як різними, так і однаковими (наприклад, щільність в СІ збігається зі значенням питомої ваги в МКГСС). У сучасній науці найчастіше оперують поняття щільності, ніж поняттям питомої ваги.

Що ми дізналися?

В ході уроку було розглянуто становлення уявлень про повітрі, коротко описані досліди, які доводять наявність у повітря ваги і тиску, а також наведені формули для розрахунку його щільності. На завершення уроку більш детально розібрані відмінності між поняттями питомої ваги і щільності.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
КМОП мікросхеми