Атмосферное давление. Опыт Торричелли

Что такое атмосферное давление

Землю окружает воздушная оболочка — атмосфера. Воздух, как и всякое тело, притягивается к Земле и имеет вес. Поэтому верхние слои атмосферы давят на нижние, а вся толща воздуха давит на земную поверхность и на все тела. Это давление называют атмосферным.

Мы не замечаем атмосферное давление потому, что оно действует на тело со всех сторон одинаково, а внутри тела давление обычно такое же, как снаружи.

Опыт Торричелли

Впервые измерил атмосферное давление итальянский учёный Торричелли. Он взял длинную стеклянную трубку, запаянную с одного конца, заполнил её ртутью и опрокинул в чашку с ртутью. Часть ртути вылилась, но в трубке остался столб высотой около 760 мм. Этот столб ртути уравновешивается атмосферным давлением.

Нормальным атмосферным давлением считают давление, которое уравновешивает столб ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C. Его выражают и в паскалях: примерно 101 300 Па.

Приборы для измерения

Давление и высота

С подъёмом вверх воздуха становится меньше, поэтому атмосферное давление убывает. Вблизи поверхности Земли при подъёме на каждые 12 м давление уменьшается примерно на 1 мм рт. ст. Это используют в высотомерах самолётов.

Разобранный пример

Барометр у подножия холма показывал 750 мм рт. ст., а на вершине — 740 мм рт. ст. Оценим высоту холма:

h ≈ (750 − 740) · 12 м = 10 · 12 м = 120 м

Проявления атмосферного давления

Атмосферное давление участвует во многих привычных явлениях. Вот несколько примеров:

• когда мы пьём через трубочку, мы уменьшаем давление во рту, и атмосферное давление поднимает жидкость вверх;
• присоска прилипает к гладкой поверхности, потому что из-под неё выходит воздух, и атмосферное давление прижимает её снаружи;
• медицинский шприц набирает лекарство, когда поршень оттягивают и давление под ним падает.

Во всех этих случаях работает не «всасывание» само по себе, а разность давлений: там, где давление меньше, жидкость или воздух поднимается под действием большего атмосферного давления.

Знаменитый опыт с полушариями

Силу атмосферного давления наглядно показал опыт с двумя металлическими полушариями, из которых выкачали воздух. Сложенные вместе, они так плотно прижались давлением атмосферы, что разорвать их смогли лишь несколько пар лошадей. Этот опыт убедительно доказал, что атмосферное давление очень велико.

Частые ошибки. Атмосферное давление существует не только сверху: воздух давит на тело со всех сторон. Высоту ртутного столба нельзя путать с давлением жидкости в сосуде — это разные опыты. Слово «всасывание» не объясняет явления: жидкость поднимается под действием атмосферного давления, а не сама по себе.

Кратко о главном

• Атмосфера имеет вес и создаёт атмосферное давление.
• Опыт Торричелли впервые позволил его измерить.
• Нормальное давление уравновешивает 760 мм ртутного столба.
• С высотой атмосферное давление убывает.
• Присоски, трубочки и шприцы работают благодаря разности давлений.