Чому атмосферний тиск вимірюють в міліметрах

Атмосферний тиск вимірюють за допомогою спеціального приладу – барометра. У перекладі з грецької мови це слово означає «Вимірювач тяжкості».

На метеостанціях для вимірювання атмосферного тиску використовують ртутний барометр.

Основна його частина – скляна трубка завдовжки 1 метр, запаяна з одного кінця. У неї налита ртуть – важкий рідкий метал. Відкритим кінцем трубка занурена в широку чашу, також заповнену ртуттю. При перевертанні ртуть з трубки вилилася лише до певного рівня і зупинилася.

Чому ж вона зупинилася, а не вилилася вся? Тому що повітря чинить тиск на ртуть у чаші і не випускає її всю з трубки. Якщо атмосферний тиск зменшується, то ртуть в трубці опускається і навпаки.

По висоті стовпа ртуті в трубці, на яку нанесена шкала, визначають величину атмосферного тиску в міліметрах

Вперше придумав як виміряти атмосферний тиск італійський вчений Е. Торрічеллі. Запропонований ним досвід був здійснений в 1643 р учнем Галілея В. Вівіані. У цьому досвіді використовувалася запаяна з одного кінця скляна трубка завдовжки близько 1 метра.

Її наповнили ртуттю і, закривши пальцем (щоб ртуть не вилилася завчасно), перевернувши, опустили в широку чашу з ртуттю. Після того як трубку відкрили, частина ртуті з неї вилилася та в її верхній частині утворилося безповітряний простір «торрічелліевой порожнеча». При цьому висота стовпа ртуті в трубці виявилася рівною приблизно 760 мм (якщо відраховувати її від рівня ртуті в чаші).

Результати цього досвіду Торрічеллі пояснив наступним чином. «До сих пір, писав він, існувала думка, ніби сила, яка не дозволяє ртуті, всупереч її природному властивості, падати вниз, знаходиться всередині верхньої частини трубки, тобто полягає або в порожнечі, або в речовині гранично розрідженому. Однак я стверджую, що це сила зовнішня і що сила береться ззовні. На поверхню рідини, що знаходиться в чаші, діють своєю вагою 50 миль повітря. Що ж дивного, якщо ртуть … піднімається настільки, щоб врівноважити тяжкість зовнішнього повітря ».

Отже, атмосферний тиск дорівнює тиску стовпа в трубці

Якби ці тиску були рівні, то ртуть не знаходять б в рівновазі: при Р ртуті> Р атм. ртуть виливалася б з трубки в чашу, а при Р ртуті <Р атм. ртуть піднімалася б по трубці вгору.

Тому тиск атмосфери можна вимірювати висотою відповідного ртутного стовпа (вираженої зазвичай в міліметрах). Якщо, наприклад, кажуть, що в якомусь місці атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт.ст., то це означає, що повітря в даному місці виробляє такий же тиск, яке виробляє вертикальний стовп ртуті висотою 760 мм. Велика висота ртутного стовпа відповідає і більшого атмосферного тиску, менша – меншого.

Досліди Торрічеллі зацікавили багатьох вчених – його сучасників. Коли про них дізнався Паскаль, він повторив їх з різними рідинами (маслом, вином і водою). Стовп води, що врівноважує тиск атмосфери, виявився набагато вище стовпа ртуті.

Посилання на основну публікацію