"Institute of Educational Policy" Books

Search

Go
Show

7.7 Αεροστατική και ατμοσφαιρική πίεση

Οι αρχές που αναφέρθηκαν στην Υδροστατική ισχύουν και για τα αέρια, εκτός από την σχέση (7.4). Δεν μπορούμε, δηλαδή, να μιλάμε για τέτοιας μορφής μεταβολή της πίεσης με το ύψος. Ας πάρουμε τα πράγματα με τη σειρά: Τα αέρια ασκούν πίεση για τους ίδιους λόγους με τα υγρά.

Σε κατάσταση ηρεμίας ασκούν πίεση λόγω του βάρους τους.

Σε κατάσταση κίνησης ασκούν πίεση στα τοιχώματα εξαιτίας των συγκρούσεων των μορίων τους με αυτά.

Τυπικό δείγμα αερίου είναι ο ατμοσφαιρικός αέρας ο οποίος, όπως είδαμε στην § 7.2, ασκεί την ατμοσφαιρική πίεση.

Εικόνα 7.27: Προσεγγίζοντας το πείραμα Toricelli

Evangelista TORRICELLI (1608-1647): Ιταλός φυσικός, μαθητής του Γαλιλαίου. Επινόησε πείραμα για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης με τη βοήθεια στήλης υδραργύρου. Σε αυτό στηρίχτηκε η λειτουργία των κυριότερων τύπων μανομέτρων και βαρομέτρων. Μελέτησε τη δυναμική των ρευστών και διατύπωσε θεώρημα για την ταχύτητα εκροής ιδανικών υγρών από δοχεία. Πρότεινε εφαρμογές βασισμένες στο θεώρημα Bernoulli.

Ο Toricelli (1643) ασχολήθηκε συστηματικά με τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Το πείραμα πρέπει να έγινε περίπου όπως δείχνει η εικόνα 7.27. Ο γυάλινος σωλήνας με μήκος 90cm γέμισε με καθαρό υδράργυρο απαλλαγμένο από υγρασία (εικόνα 7.27 I). Ο σωλήνας αναποδογυρίστηκε αφού κλείστηκε το ανοικτό άκρο του και βυθίστηκε σε ανοικτή λεκάνη γεμάτη με υδράργυρο (7.27 II). Το σύστημα ισορρόπησε τελικά στην κατάσταση που δείχνει η εικόνα (7.27 III).

Τι προκύπτει από το πείραμα; Μετά τη μέτρηση του ύψους h που απόκτησε η στήλη του υδραργύρου, το οποίο βρέθηκε h = 76cm, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ατμοσφαιρική πίεση ισοδυναμεί με την πίεση που ασκεί στη βάση της στήλη Hg με ύψος 76cm. Άρα: 1 atm = 76cm Hg = 760mm Hg. Η μονάδα 1 mm Hg ονομάστηκε τιμητικά Torr, και, επομένως, εισάγεται νέα μονάδα μέτρησης της πίεσης το 1 Torr = 1 mm Hg.