Агаар мандлын даралт гэдэг нь дэлхий, хүн болон түүнийг хүрээлж буй бүх зүйлд агаар дарах хүч юм. Энэ нийтлэлд XVII зуунд яаж гэдгийг танд хэлэх болно. туршилтын тусламжтайгаар агаарын даралтын хүчийг анх удаа харуулсан. Энэ нь маш сонирхолтой юм! Бид атмосферийн даралтыг хэрхэн зааж, хэрхэн хэмждэг талаар сурах болно.
Отто фон Герикийг мэдрээрэй
Агаар мандлын даралт ямар их байдгийг дэлхий 1654 онд мэдсэн. Энэ нь Магдебург (Герман) хотын бургомастер Отто фон Герикийн ачаар болсон юм. Тэрээр Магдебургийн хагас бөмбөрцөг гэж нэрлэгддэг бөмбөрцөгтэй туршлагаа харуулсан. Дараа нь агаарын даралтыг хэрхэн хэмжих талаар огт яриагүй, учир нь тэд үүнийг хэрхэн хэмжихээ мэдэхгүй хэвээр байна. Хагас бөмбөрцөг хэрхэн харагддагийг Магдебургийн музейн зургаас харж болно.
Эдгээр нь хоёр хүрэл хагас бөмбөрцөг, нэг нь цул, хоёр дахь нь нүхтэй. Тосолсон арьсан жийргэвчийг хагас бөмбөрцгийн хооронд битүүмжилж, холбосон. Агаарыг хагас бөмбөрцөгөөс нүхээр шахаж гаргасан. Сонирхолтой нь, Герике өөрөө дөрвөн жилийн өмнө буюу 1650 ондвакуум насосыг зохион бүтээсэн. Тэр бас зурагтай. Агаарыг шахах үед хагас бөмбөрцөг нь атмосферийн даралтаар шахагдсан. Тэднийг бие биенээсээ салгахын тулд морины татах хүчийг ашигласан.
Магдебургийн хагас бөмбөрцөгтэй хийсэн туршилт
Агаар мандлын даралтыг хэрхэн зааж байгааг мэдэхийн өмнө туршилт хийцгээе. Үүний тулд бид Магдебургийн хагас бөмбөрцгийн загварыг ашиглах болно. Вакуум насосыг хагас бөмбөрцгийн нүхэнд резинэн хоолойгоор холбоно. Үүнийг асааж, нэг хагас бөмбөрцгийн цоргыг нээ. Тэдний хоорондох зай дахь даралт буурах болно. Үүний үр дүнд бөмбөрцөгт дотор талаас үйлчлэх хүч буурч, гаднаас үзүүлэх хүч нэмэгддэг.
Агаарыг гадагшлуулах явцад тархи нь хоорондоо нягт таардаг тул салгах боломжгүй юм. Шахуургыг унтрааж, резинэн хоолойг салга. Агаар нь хагас бөмбөрцгийн хоорондох зай руу орж эхэлнэ. Дараа нь тэд амархан сална.
Агаарын даралтыг ямар үсэг илэрхийлдэг
Бөмбөлгүүдийг шахаж байсан хүчийг тооцоолохыг оролдъё. Бид агаарыг шахах үед зөвхөн атмосферийн даралтын хүч нь хагас бөмбөрцөгт үйлчилдэг. Энэ нь хагас бөмбөрцгийг шахаж, хөндий бөмбөрцгийн дотоод хананаас тэдгээрийн хоорондох зайны төв рүү чиглэнэ. Герикийн хагас бөмбөрцгийн диаметр (d) 35.5 см байв.
Бид хагас бөмбөрцгийг салгаж чадаагүйн дээр үндэслэн даралтын хүч маш том болох нь тодорхой болсон. Хоёр талдаа найман морь байсан ч эдгээр хагас бөмбөрцгийг эвдэж чадаагүй. Отто фон Герикийн туршлагыг харуулсан сийлбэр энд байна.
Ямар үсэг дарамтыг илэрхийлдэг вэ? P үсэг. Агаар мандлын хэвийн даралт (Patm) нь 100 килопаскал (кПа). Ийм хүч нь хагас бөмбөрцгийн хэсэг бүрт үйлчилдэг. Даралтын хүч F нь атмосферийн даралт ба хагас бөмбөрцгийн хөндлөн огтлолын талбайн S-тэй тэнцүү байна.
S=πd2/4. F=100103 Па3, 14(0.355 м)2/4≈10 кН (килонвтон). Энэ нь нэг тонн ачааны жин тул морьд эдгээр хагас бөмбөрцгийг эвдэж чадаагүй.
Барометр
Агаар мандлын даралтыг хэрхэн илэрхийлдэг вэ, бид мэднэ, гэхдээ үүнийг хэрхэн хэмждэг вэ? 17-р зууны эхний хагаст Италийн Торричеллигийн зохион бүтээсэн барометр нь алдаатай байсан. Энэ нь амархан эвдэрч, хортой мөнгөн усаар дүүрсэн тул цаг агаарыг урьдчилан таамаглахын тулд та үүнийг өөр газар аваачиж өгөхийг үнэхээр хүсч байсан.
Шилэн хоолойгүй, өөрөөр хэлбэл шингэнгүй төхөөрөмж гаргах шаардлагатай байсан. Ийм барометрийг ердөө хоёр зуун жилийн дараа зохион бүтээсэн бөгөөд үүнийг анероид гэж нэрлэжээ. Энэ үгийг орос хэл рүү орчуулбал шингэнгүй гэсэн утгатай. Анероид барометр гэж юу болохыг анхаарч үзээрэй.
Энэ бол жижиг төхөөрөмж. Торричелли мөнгөн усны хоолойноос ялгаатай нь нэг метр өндөртэй, хаана ч явсан амархан авч явах боломжтой. Дотор нь юу байгаа юм бэ? Барометрийн дэлбэрэлтийг харцгаая.
Түүн доторх даралтыг хэрхэн харуулсан бэ? Төхөөрөмж нь цагны залгахтай төстэй масштабтай. Килопаскал дахь даралтыг сумаар заана. Цонхын ард бид гурван хавтгай хайрцгийг харж байна. Тэднээс агаар соруулж, дотор нь булаг байдаг. Хэрэв тэнд байгаагүй бол уур амьсгал бүрхэх байсанбуталсан хайрцагнууд. Хаваргаас цааш хөшүүрэг холдож, хайрцагны хөдөлгөөнийг дамжуулдаг. Тэд яагаад хөдөлж байгаа юм бэ? Хайрцаг нь зузаанаа өөрчилж болно. Агаар мандлын даралт ихсэх үед агаар нь хайрцгийг шахаж, зузаан нь буурдаг. Даралт багасах үед пүрш нь шулуун болж, хайрцагнууд нь зузаан болдог. Хөшүүргийн механизмаар хөдөлгөөнийг сум руу дамжуулдаг.
Шингэнгүй барометрийн төхөөрөмж
Бид шингэнгүй барометрт даралтыг хэрхэн зааж байгааг олж мэдсэн бөгөөд одоо түүний диаграмыг зурах болно.
Гурван хайрцаг нь төхөөрөмжид илүү нарийвчлалыг өгдөг боловч зарчмын хувьд нэг нь хангалттай. Энэ нь зузааныг өөрчлөх чадвартай байхын тулд тусгайлан Атираатаар хийгдсэн байдаг. Атираат, тиймээс уян хатан тоос сорогч хоолойг санаарай. Хайрцагны доод хэсэг нь сууринд бэхлэгдсэн байна. Дээд талд нь пүрш бэхлэгдсэн бөгөөд энэ нь хөнгөн цагаан захирагч нугалж байвал тэгшлэхийг оролддог шиг хайрцгийг тэгшлэхийг оролддог. Агаар мандлын даралт нь эсрэгээрээ хайрцгийг шахахыг оролддог.
Даралт ихсэх үед хайрцгийн зузаан багасч, хөшүүрэг тэнхлэгээ эргүүлдэг гэсэн үг. Хэрэв та тэнхлэгт сум хавсарвал зузаан нь багасах үед баруун тийш, зузаан нэмэгдэхэд зүүн тийш эргэлддэг.
