כל היצורים החיים על פני כדור הארץ אינם שמים לב ללחץ שמפעילה עליהם מעטפת האוויר הגרנדיוזית של הפלנטה שלנו. הסיבה היא שהם רגילים מלידה לחשיפה לאטמוספירה, והאורגניזמים שלהם מותאמים אליה מבחינה ביולוגית.
בינתיים, לענן גזי כזה יש למעשה משקל לא מבוטל. הוא מוחזק על ידי כוח המשיכה של כוכב הלכת, שבזכותו הוא אינו מתאדה לחלל אינסופי, הנמתח כלפי מעלה לאורך אלף קילומטרים. וזה אומר שמעטפת האוויר מפעילה לחץ על כל מה שנמצא על פני הכדור. כמה עולה אווירה אחת בפסקל? מדענים הצליחו לבטא את לחץ האוויר במספרים עוד במאה ה-17.
לחץ אטמוספרי
ברגנסבורג ב-1654, אוטו פון גריקה העניק לקיסר פרדיננד השלישי ולחבריו המדענים חוויה מרהיבה. הפיזיקאי הגרמני לקח שתי חצאי נחושת חלולים, קטנים בגודלם (בערך 35.6 ס מ קוטר). לאחר מכןהוא לחץ אותם בחוזקה זה אל זה, חיבר אותם בטבעת עור, ושאב את האוויר מבפנים באמצעות צינור הכנס ומשאבה. לאחר מכן, לא ניתן היה להפריד את ההמיספרות. יתרה מכך, שישה עשר סוסים הקשורים לטבעות ברזל בשני הקצוות בכל צד של הכדור שנוצר לא יכלו לעשות זאת.
ניסוי זה הדגים לעולם את ההשפעות של לחץ על עצמים מסביב. הכוח הזה הוא שסחט את שני חלקי הכדור כל כך. אז הגודל שלו באמת מרשים. שנתיים לאחר מכן, החוויה המדהימה חזרה על עצמה במגדבורג. שם כבר ניסו 24 סוסים לשבור את הכדור, אבל באותה הצלחה. ההמיספרות הללו ששימשו במהלך הניסוי נכנסו להיסטוריה תחת השם מגדבורג. הם עדיין נשמרים במוזיאון הגרמני.
אווירה אחת בפסקל
איך לחשב את הלחץ של מעטפת הגזים של כוכב הלכת? שום דבר לא יהיה קל יותר אם צפיפות האוויר וגובה מעטפת האוויר היו ידועים בדיוק. אבל במאה ה-17, מדענים עדיין לא יכלו לדעת דברים כאלה. עם זאת, הם עשו עבודה מצוינת. וזה נעשה לראשונה על ידי תלמידו של גלילאו - טוריצ'לי האיטלקי.
הוא לקח צינור זכוכית באורך מטר ומילא אותו בכספית לאחר הלחמת אחד הקצוות. והוריד את החלק הפתוח לתוך כלי עם אותו החומר. במקביל, חלק מהכספית מהצינור מיהר למטה. עם זאת, לא הכל נשפך החוצה. וגובה העמוד הנותר היה בערך 760 מ"מ. החוויה הזו היא שהקלה לאחר מכן לחשב כמה פסקל יש באווירה אחת. מספר זה הוא בערךהוא 101,300 פ"א. זהו הערך של לחץ אטמוספרי רגיל.
הסבר על הניסוי של טוריצ'לי
לחץ האטמוספירה משפיע על כל הגופים היבשתיים. אבל זה לא מורגש, כי זה מאוזן על ידי פעולת האוויר, שנמצא בעצמים עצמם ובאורגניזמים חיים. הניסוי בהמיספרות מגדבורג הראה ברהיטות מה יקרה אם לא תהיה לגז יכולת לחדור כמעט לכל מקום. חלל חסר אוויר נוצר באופן מלאכותי בכדור שנוצר. כתוצאה מכך, התברר שהוא חזק בצורה יוצאת דופן ובלתי נפרד, סחוט מכל עבר על ידי אטמוספירה אחת, בפסקל, שערך הלחץ שלו, כידוע כבר, משמעותי מאוד.
אותם חוקים עומדים בבסיס משאבות. נוזל ממהר לתוך החלל חסר האוויר שנוצר. הוא עולה עד שלחץ האוויר הקיים והחומרים מאזנים זה את זה. וגובה העמוד תלוי בצפיפות הנוזל.
בידוע את זה, טוריצ'לי מדד את הלחץ שנוצר על ידי אטמוספירה אחת. כמובן, הוא עדיין לא הצליח לתרגם את הערך הזה לפסקל. זה נעשה מאוחר יותר. לכן, הוא מדד אותו במילימטרים של כספית. ידוע שלחץ אטמוספרי נמדד בדרך כלל ביחידות דומות בזמננו.
איך להמיר אטמוספרות לפסקל
הצרפתי בלייז פסקל (דיוקנו מעט גבוה יותר), שעל שמו נקראות יחידות הלחץ, לאחר שלמד על הניסויים של טוריצ'לי,חזרו על ניסויים דומים בגבהים שונים, תוך שימוש, בנוסף לכספית, במים ובנוזלים אחרים. וזה הוכיח לבסוף את נוכחותו והשפעתו של לחץ אטמוספרי על גופים וחומרים ארציים, למרות שהיו הרבה ספקים באותם ימים.
להלן מראה כיצד להמיר לחץ באטמוספרות לפסקל ויחידות אחרות.
ערך זה אינו קבוע ותלוי באינדיקטורים רבים. קודם כל מגובה מעל פני הים. כפי שפסקל הוכיח, ככל שמטפסים גבוה יותר לפסגת ההר, הלחץ יורד. זה מוסבר בקלות. אחרי הכל, עומק מעטפת האוויר יורד וכך גם צפיפותה. וכבר בגובה של בערך 5.5 ק"מ, מחווני הלחץ מופחתים בחצי. ואם תטפס 11 ק"מ, הערך הזה יקטן פי ארבע.
בנוסף, הלחץ האטמוספרי תלוי במזג האוויר. לכן אינדיקטור זה נחשב למשמעותי בתחזיותיו. לדוגמה, ככל שהלחץ גבוה יותר בקיץ, כך גדל הסיכוי שביום זה השמש תשמח את קרניה ולא יהיו משקעים.
