Tất cả sinh vật sống trên Trái đất đều không nhận thấy áp lực do lớp vỏ không khí khổng lồ của hành tinh chúng ta gây ra. Lý do là chúng đã quen với việc tiếp xúc với bầu khí quyển từ khi sinh ra và các sinh vật của chúng đã thích nghi về mặt sinh học với nó.
Trong khi đó, một đám mây khí như vậy thực sự có trọng lượng đáng kể. Nó được giữ bởi lực hấp dẫn của hành tinh, nhờ đó nó không bay hơi vào không gian vô tận, kéo dài lên phía trên hàng nghìn km. Và điều này có nghĩa là lớp vỏ không khí tạo áp lực lên mọi thứ nằm trên bề mặt địa cầu. Bao nhiêu là một bầu khí quyển trong Pascals? Các nhà khoa học đã quản lý để biểu thị áp suất không khí bằng các con số vào thế kỷ 17.
Áp suất khí quyển
Tại Regensburg vào năm 1654, Otto von Guericke đã mang đến cho Hoàng đế Ferdinand III và các nhà khoa học đồng nghiệp của ông một trải nghiệm ngoạn mục. Nhà vật lý người Đức đã chụp hai hình bán cầu rỗng bằng đồng, có kích thước nhỏ (đường kính khoảng 35,6 cm). sau đóông ép chặt chúng vào nhau, nối chúng bằng một vòng da, và bơm không khí từ bên trong ra ngoài bằng một ống chèn và một máy bơm. Sau đó, các bán cầu không thể tách rời. Hơn nữa, mười sáu con ngựa buộc vào vòng sắt ở hai đầu mỗi bên của quả cầu kết quả không thể làm được.
Thí nghiệm này đã chứng minh cho cả thế giới thấy tác động của áp suất lên các vật thể xung quanh. Chính lực này đã ép cả hai phần của quả cầu rất nhiều. Vì vậy, kích thước của nó thực sự ấn tượng. Hai năm sau, kinh nghiệm đáng chú ý được lặp lại ở Magdeburg. Đã có 24 con ngựa cố gắng phá vỡ quả cầu, nhưng thành công tương tự. Những bán cầu này được sử dụng trong cuộc thử nghiệm đã đi vào lịch sử với tên gọi Magdeburg. Chúng vẫn được lưu giữ trong Bảo tàng Đức.
Một bầu không khí trong Pascals
Làm thế nào để tính toán áp suất của lớp phủ khí của hành tinh? Sẽ không có gì dễ dàng hơn nếu mật độ của không khí và chiều cao của lớp vỏ không khí được biết chính xác. Nhưng vào thế kỷ 17, các nhà khoa học vẫn chưa thể biết được những điều như vậy. Tuy nhiên, họ đã làm một công việc xuất sắc. Và điều này lần đầu tiên được thực hiện bởi một học sinh của Galileo - Torricelli người Ý.
Anh ấy lấy một ống thủy tinh dài hàng mét và đổ đầy thủy ngân sau khi hàn một đầu ống. Và anh ta hạ phần hở thành một bình có cùng chất. Đồng thời, một phần thủy ngân từ trong ống lao xuống. Tuy nhiên, không phải tất cả đều tràn ra ngoài. Và chiều cao của cột còn lại khoảng 760 mm. Chính kinh nghiệm này sau đó đã giúp dễ dàng tính toán có bao nhiêu Pascal trong một bầu khí quyển. Con số này xấp xỉlà 101.300 Pa. Đây là giá trị của áp suất khí quyển bình thường.
Giải thích về thí nghiệm của Torricelli
Áp suất của khí quyển ảnh hưởng đến tất cả các thiên thể trên cạn. Nhưng nó không thể nhận biết được, bởi vì nó được cân bằng bởi tác động của không khí, trong bản thân các vật thể và các sinh vật sống. Thí nghiệm với các bán cầu Magdeburg đã cho thấy một cách hùng hồn điều gì sẽ xảy ra nếu chất khí không có khả năng xâm nhập vào hầu hết mọi nơi. Một không gian không có không khí đã được tạo ra một cách nhân tạo trong quả cầu kết quả. Kết quả là, nó hóa ra mạnh bất thường và không thể tách rời, bị ép từ mọi phía bởi một bầu khí quyển, trong Pascals, giá trị áp suất của nó, như chúng ta đã biết, là rất đáng kể.
Các luật giống nhau làm nền tảng cho máy bơm. Chất lỏng lao vào vùng không gian không có không khí được hình thành. Nó tăng lên cho đến khi áp suất không khí hiện tại và các chất cân bằng với nhau. Và chiều cao của cột phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất lỏng.
Biết được điều này, Torricelli đã đo áp suất do một bầu khí quyển tạo ra. Tất nhiên, anh ta vẫn không thể dịch giá trị này thành Pascals. Điều này đã được thực hiện sau đó. Do đó, ông đã đo nó bằng milimét thủy ngân. Được biết, áp suất khí quyển thường được đo bằng các đơn vị tương tự trong thời đại của chúng ta.
Cách chuyển đổi khí quyển sang Pascal
Người Pháp Blaise Pascal (chân dung của anh ấy cao hơn một chút), người có tên các đơn vị áp suất được đặt theo tên, đã học về các thí nghiệm của Torricelli,lặp lại các thí nghiệm tương tự ở các độ cao khác nhau, sử dụng, ngoài thủy ngân, nước và các chất lỏng khác. Và điều này cuối cùng đã chứng minh sự hiện diện và ảnh hưởng của áp suất khí quyển lên các vật thể và chất trên mặt đất, mặc dù có rất nhiều nghi ngờ trong những ngày đó.
Phần sau trình bày cách chuyển đổi áp suất trong khí quyển sang Pascal và các đơn vị khác.
Giá trị này không cố định và phụ thuộc vào nhiều chỉ số. Trước hết, từ độ cao so với mực nước biển. Như Pascal đã chứng minh, càng leo lên đỉnh núi cao, áp lực càng giảm. Điều này có thể dễ dàng giải thích. Rốt cuộc, độ sâu của lớp vỏ không khí giảm, mật độ của nó cũng giảm. Và đã ở độ cao xấp xỉ 5,5 km, các chỉ số áp suất giảm đi một nửa. Và nếu bạn leo lên 11 km, thì giá trị này sẽ giảm đi bốn lần.
Ngoài ra, áp suất khí quyển còn phụ thuộc vào thời tiết. Đó là lý do tại sao chỉ số này được coi là quan trọng trong các dự báo của nó. Ví dụ: áp suất càng cao vào mùa hè, thì càng có nhiều khả năng vào ngày này mặt trời sẽ thu hút các tia sáng của nó và sẽ không có mưa.
