Дослід Торрічеллі для вимірювання атмосферного тиску - малюнок

Дослід Торрічеллі для вимірювання атмосферного тиску



Неймовірно важливий внесок у визначення атмосферного тиску вніс Еванджеліста Торрічеллі.

Дослід Торрічеллі, що доводить існування атмосферного тиску, був максимально простий, але водночас унікальний і призвів не тільки доказ теорії про атмосферу і її тиск, але і винахід барометра і відкриття вакууму.

Еванджеліста Торрічеллі - портрет
Еванджеліста Торрічеллі – портрет

Досягнення Торрічеллі

Еванджеліста Торрічеллі – вчений фізик і математик, істинний ентузіаст, автор численних праць і відкриттів. Італієць, родом з Флоренції. Був близький з Бенедетто Кастеллі, який своєю чергою був другом і учнем Галілео Галілея.

Під керівництвом Кастеллі він почав вивчати математику. Згодом, натхненний багатьма працями Галілея і спираючись на зміст його численних трактатів, він розвивав свій геній і став наступником Галілео.

Торрічеллі зробив багато відкриттів у математиці, механіці та фізиці. Серед них:

  • розвинув тему “метод неподільних”;
  • відкрив так звану точку Торрічеллі в площині трикутника;
  • описав принцип руху центрів тяжіння;
  • проводив численні дослідження, які заклали основу принципів гідравліки;
  • винахідник мікроскопів та лінз для телескопів;
  • винайшов ртутний барометр;
  • довів існування атмосферного тиску;
  • відкрив порожнечу Торрічеллі, або вакуум.

Торрічеллі прожив цікаве, повне професійних відкриттів життя і помер на батьківщині, у Флоренції в 1647 році.

Дослід Торічеллі - приклад

Атмосферний тиск і його значущість

Атмосферний тиск – це неймовірно важлива і потрібна людству величина. Від показників цього параметра залежать погодні умови: якщо тиск збільшується – це віщує хорошу теплу погоду без опадів та низьку вологість; якщо тиск знижується — високий відсоток того, що погода зіпсується, буде хмарно і з високою ймовірність будуть опади.

Тому його показники, що дають можливість прогнозувати погоду, так важливі для працівників науки і медицини, для льотчиків та полярників.

Наука виділяє п’ять шарів атмосфери: стропо-, страто-, мезо-, термо-, екзосфери. Чим далі від Землі, тим менш вивчений шар. У міру віддаленості від Землі температура в шарах знижується, проте далі починає підвищуватися в міру наближення до сонця.

Атмосфера складається з повітря. Торрічеллі прагнув довести, що повітря чинить тиск на всі предмети, які виявляються під його впливом, і на людину в тому числі. І в міру зміни шарів повітря змінюється і його густина, і, відповідно, сам атмосферний тиск. Дослід Торрічеллі, пов’язаний з цим явищем, зробив революцію у світі науки.

Дослід Торрічеллі - наочний приклад
Дослід Торрічеллі – наочний приклад

Суть досліду Торрічеллі

Торрічеллі був натхненний своїм баченням того, що інші не помічали. Він відчайдушно вірив у теорію Галілео Галілея, що повітря має вагу і прагнув довести, що воно створює прямий вплив на предмети. Для доказу своєї правоти у XVII столітті він провів дослід.

Для проведення досліду він взяв скляну трубку (приблизно метр завдовжки), з одного боку вона була запаяна. Торрічеллі наповнив трубку (яка згодом отримала назву трубки Торрічеллі) ртуттю і, перевернувши її, опустив її в чашу також зі ртуттю.

Деяка частина речовини перетекла в ємність, але більша частина залишалася в ємності. Що ж не давало всій речовині перетекти в ємність? Це був тиск атмосфери, який впливав на ртуть в самій чаші, тим самим створюючи відсіч проникненню ртуті з трубки.

Виходить, що атмосферний тиск дорівнює тому показнику, який показує ртуть в стовпці трубки, адже саме з цією силою атмосфера тисне на рідину в ємності. Саме тому заведено вимірювати атмосферний тиск в міліметрах ртутного стовпа. Коротко кажучи, саме у цьому і полягав дослід Торрічеллі. Таким чином, була виведена наступна коротка формула:

Pатм = Pртуті = ρgh = 13600 ⋅ 9.8 ⋅ 0.76 = 101293 (Па)

Цей же дослід простимулював винахід вимірювального приладу – ртутного барометра. Зараз існують більш сучасні і безпечні прилади для вимірювання тиску атмосфери, оскільки пари ртуті вкрай небезпечні. Нові ж винаходи придатні до застосування без наслідків для людського здоров’я і без шкоди для навколишнього середовища.

У процесі свого експерименту вчений несвідомо зробив ще одне відкриття. Він відкрив вакуум, який спочатку називали порожнечею торрічеллі. Та частина трубки, яка спорожніла, і була вакуумом. Хоча багато вчених дотримуються думки про те, що насправді це був не вакуум, а пари ртуті.

Підсумовуючи, можна виділити наступні досягнення цього експерименту:

  • доказ існування атмосферного тиску;
  • винахід барометра;
  • відкриття “порожнечі торрічеллі”, або вакууму.

Повідомлення про такий результативний дослід, який приніс не одне відкриття, а відразу три, безсумнівно, розділив світ науки на до і після.

Всі ці дані і прилади, тепер уже модифіковані, донині приносять щоденну користь людству.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *