“Агаар мандлын даралт” гэдэг ойлголтоос л агаар заавал жинтэй байх ёстой, эс тэгвээс ямар нэгэн зүйлд дарамт учруулахгүй. Гэхдээ бид үүнийг анзаардаггүй, агаар нь жингүй юм шиг санагддаг. Агаар мандлын даралтын талаар ярихаасаа өмнө агаар жинтэй гэдгийг батлах хэрэгтэй, ямар нэгэн байдлаар жинлэх хэрэгтэй. Үүнийг хэрхэн хийх вэ? Бид нийтлэлд агаарын жин, атмосферийн даралтыг нарийвчлан авч үзэх бөгөөд туршилтын тусламжтайгаар судлах болно.
Туршлага
Бид агаарыг шилэн саванд жинлэнэ. Энэ нь хүзүүндээ резинэн хоолойгоор дамжин сав руу ордог. Хавхлага нь хоолойг хааж, агаар орохгүй. Бид вакуум насос ашиглан савнаас агаарыг зайлуулдаг. Сонирхолтой нь шахуурга ахих тусам насосны дуу өөрчлөгддөг. Колбонд агаар бага байх тусам насос чимээгүй ажиллана. Бид агаарыг удаан шахах тусам савны даралт багасна.
Бүх агаарыг арилгахад,краныг хааж, агаарын хангамжийг хаахын тулд хоолойг хавчих. Колбыг агааргүйгээр жигнэж, дараа нь цоргыг нээ. Агаар нь өвөрмөц шүгэлээр орох бөгөөд жин нь колбоны жинд нэмэгдэх болно.
Эхлээд цорго нь хаалттай хоосон савыг баланс дээр байрлуул. Савны дотор вакуум байна, жинлэе. Цорго онгойлгоцгооё, агаар дотогшоо орж, колбоны агуулгыг дахин жинлэнэ. Дүүрсэн болон хоосон колбоны жингийн ялгаа нь агаарын масс болно. Энэ бол энгийн.
Агаарын жин ба атмосферийн даралт
Одоо дараагийн асуудлаа шийдье. Агаарын нягтыг тооцоолохын тулд түүний массыг эзлэхүүнээр хуваах хэрэгтэй. Колбоны хажуу тал дээр тэмдэглэгдсэн тул савны эзэлхүүнийг мэддэг. ρ=mагаар /V. Өндөр вакуум гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл хөлөг онгоцонд агаар бүрэн байхгүй байхын тулд танд маш их цаг хугацаа хэрэгтэй гэдгийг би хэлэх ёстой. Хэрэв колбо 1.2л бол хагас цаг орчим болно.
Агаар масстай гэдгийг бид олж мэдсэн. Дэлхий түүнийг татдаг тул таталцлын хүч түүнд үйлчилдэг. Агаар нь агаарын жинтэй тэнцэх хүчээр газар доошоо түлхэгдэнэ. Тиймээс атмосферийн даралт байдаг. Энэ нь янз бүрийн туршилтаар илэрдэг. Эдгээрийн аль нэгийг нь хийцгээе.
тариурын туршилт
Уян хоолой залгасан хоосон тариур авна. Тариурын бүлүүрийг доошлуулж, хоолойг устай саванд дүрнэ. Поршег дээш татахад ус хоолойгоор дамжин тариураар дүүргэж эхэлнэ. Таталцлын нөлөөгөөр доош татагддаг ус яагаад поршений цаанаас босдог хэвээр байна вэ?
Саванд энэ нь дээрээс доошоо нөлөөлдөгАгаар мандлын даралт. Үүнийг Patm гэж тэмдэглэе. Паскалийн хуулийн дагуу шингэний гадаргуу дээрх агаар мандлаас үзүүлэх даралт өөрчлөгдөөгүй дамждаг. Энэ нь бүх цэгүүдэд тархдаг бөгөөд энэ нь хоолойн дотор атмосферийн даралт, усны давхаргын дээгүүр тариурт вакуум (агааргүй орон зай) байдаг, өөрөөр хэлбэл P \u003d 0 байна. Эндээс харахад атмосферийн даралт нь ус дээр доороос дардаг боловч поршений дээгүүр даралт байхгүй, учир нь тэнд хоосон байна. Даралтын зөрүүгээс болж ус тариур руу ордог.
Мөнгөн устай туршилт
Агаарын жин ба агаарын даралт - тэдгээр нь хэр том вэ? Магадгүй энэ нь үл тоомсорлож болох зүйл юм болов уу? Эцсийн эцэст нэг шоо метр төмөр нь 7600 кг жинтэй, нэг шоо метр агаар ердөө 1.3 кг жинтэй байдаг. Ойлгохын тулд саяхан хийсэн туршилтаа өөрчилье. Тариурын оронд хоолойтой бөглөөтэй лонхыг аваарай. Хоолойг насос руу холбож, агаар шахаж эхлээрэй.
Өмнөх туршлагаас ялгаатай нь бид поршений доор биш, харин лонхны нийт эзэлхүүнээр вакуум үүсгэдэг. Шахуургыг унтрааж, нэгэн зэрэг лонхны хоолойг устай саванд хийнэ. Хэдхэн секундын дотор лонхыг хоолойгоор ус хэрхэн дүүргэж байгааг бид өвөрмөц дуу чимээтэйгээр харах болно. Түүний лонх руу "тэсрэх" өндөр хурд нь атмосферийн даралт нь нэлээд том утгатай болохыг харуулж байна. Туршлага үүнийг баталж байна.
Агаар мандлын даралтыг анх удаа Италийн эрдэмтэн Торричелли агаарын жинг хэмжжээ. Түүнд ийм туршлага байсан. Би нэг үзүүрээр нь битүүмжилсэн 1 м-ээс бага зэрэг урттай шилэн хоолой авав. Хүрээ хүртэл мөнгөн усаар дүүргэв. Дараа ньДараа нь тэр мөнгөн устай савыг авч, хуруугаараа онгорхой үзүүрийг нь чимхэж, хоолойг эргүүлж, саванд дүрв. Хэрэв атмосферийн даралт байхгүй байсан бол бүх мөнгөн ус асгарах байсан ч ийм зүйл болсонгүй. Энэ нь хэсэгчлэн цутгаж, мөнгөн усны түвшин 760 мм-ийн өндөрт тогтсон.
Агаар мандал нь саванд байгаа мөнгөн ус дээр дарагдсанаас болсон. Тийм ч учраас бидний өмнөх туршилтуудад ус тариурыг дагадаг байсан. Гэхдээ энэ хоёр туршилтанд бид нягтрал багатай ус авсан. Мөнгөн ус нь өндөр нягтралтай тул атмосферийн даралт мөнгөн усыг дээд цэгт нь биш, харин зөвхөн 760 мм-ээр өсгөх боломжтой байв.
Паскалын хуулийн дагуу мөнгөн усанд үзүүлэх даралт нь түүний бүх цэгүүдэд өөрчлөгдөөгүй дамждаг. Энэ нь хоолойн дотор атмосферийн даралт бас байдаг гэсэн үг юм. Гэхдээ нөгөө талаас, энэ даралт нь шингэний баганын даралтаар тэнцвэрждэг. Мөнгөн усны баганын өндрийг h гэж тэмдэглэе. Агаар мандлын даралт нь доороос дээш, гидростатик даралт нь дээрээс доошоо ажилладаг гэж хэлж болно. Үлдсэн 240 мм нь хоосон байна. Дашрамд хэлэхэд энэ вакуумыг Торричелли хоосон орон гэж нэрлэдэг.
Томъёо ба тооцоо
Атмосферийн даралт Patm нь гидростатик даралттай тэнцүү бөгөөд ρptgh томъёогоор тооцоолно. ρrt=13600 кг/м3. g=9.8 Н/кг. h=0.76 м. Patm=101.3 кПа. Энэ бол нэлээд их дүн юм. Ширээн дээр хэвтэж буй хуудас цаас нь 1 Па даралт үүсгэдэг бөгөөд атмосферийн даралт 100,000 паскал байна. Та тавих хэрэгтэй болж байнаИйм даралтыг бий болгохын тулд 100,000 хуудас цаасыг нэг нэгээр нь тавьдаг. Сонирхолтой байна, тийм үү? Агаар мандлын даралт болон агаарын жин маш өндөр тул туршилтын явцад лонхонд усыг ийм хүчээр шахсан.
