Visos gyvos būtybės Žemėje nepastebi spaudimo, kurį joms daro grandiozinis mūsų planetos oro apvalkalas. Priežastis ta, kad jie nuo gimimo yra pripratę prie atmosferos poveikio, o jų organizmai yra biologiškai prie to prisitaikę.
Tuo tarpu toks dujinis debesis iš tikrųjų turi nemažą svorį. Ją laiko planetos gravitacija, kurios dėka ji neišgaruoja į begalinę erdvę, besitęsiančią į viršų tūkstantį kilometrų. O tai reiškia, kad oro apvalkalas daro spaudimą viskam, kas yra Žemės rutulio paviršiuje. Kiek kainuoja viena atmosfera Paskaliais? Mokslininkams oro slėgį pavyko išreikšti skaičiais dar XVII amžiuje.
Atmosferos slėgis
1654 m. Regensburge Otto von Guericke padovanojo imperatoriui Ferdinandui III ir jo kolegoms mokslininkams įspūdingą patirtį. Vokiečių fizikas paėmė du tuščiavidurius varinius pusrutulius, mažus (apie 35,6 cm skersmens). Tadajis juos stipriai prispaudė vienas prie kito, sujungdamas odiniu žiedu, o orą iš vidaus išpumpavo įdėklo vamzdelio ir siurblio pagalba. Po to pusrutuliai negalėjo būti atskirti. Be to, šešiolika arklių, pririštų prie geležinių žiedų abiejuose gautos sferos šonuose, negalėjo to padaryti.
Šis eksperimentas parodė pasauliui slėgio poveikį aplinkiniams objektams. Būtent ši jėga taip stipriai suspaudė abi sferos dalis. Taigi, jo dydis tikrai įspūdingas. Po dvejų metų nuostabi patirtis buvo pakartota Magdeburge. Jau 24 žirgai bandė pralaužti sferą, bet taip pat sėkmingai. Šie eksperimento metu naudojami pusrutuliai į istoriją pateko Magdeburgo vardu. Jie vis dar saugomi Vokietijos muziejuje.
Viena atmosfera paskaliuose
Kaip apskaičiuoti planetos dujinės mantijos slėgį? Nieko nebūtų lengviau, jei būtų tiksliai žinomas oro tankis ir oro korpuso aukštis. Tačiau XVII amžiuje mokslininkai tokių dalykų dar negalėjo žinoti. Tačiau jie atliko puikų darbą. Ir pirmasis tai padarė Galilėjaus mokinys – italas Torricelli.
Jis paėmė metro ilgio stiklinį vamzdelį ir prilitavo vieną iš galų, pripildė jį gyvsidabriu. Ir jis nuleido atvirą dalį į indą su ta pačia medžiaga. Tuo pačiu metu dalis gyvsidabrio iš vamzdžio puolė žemyn. Tačiau ne viskas išsiliejo. O likusios kolonos aukštis buvo apie 760 mm. Būtent ši patirtis vėliau padėjo lengvai apskaičiuoti, kiek Paskalių yra vienoje atmosferoje. Šis skaičius yra apytikslisyra 101 300 Pa. Tai normalaus atmosferos slėgio vertė.
Toricelli eksperimento paaiškinimas
Atmosferos slėgis veikia visus sausumos kūnus. Bet jis nepastebimas, nes jį subalansuoja veikiant orui, kuris yra pačiuose daiktuose ir gyvuose organizmuose. Eksperimentas su Magdeburgo pusrutuliais iškalbingai parodė, kas nutiktų, jei dujos negalėtų prasiskverbti beveik visur. Susidariusioje sferoje buvo dirbtinai sukurta beorė erdvė. Dėl to jis pasirodė neįprastai stiprus ir neatskiriamas, iš visų pusių suspaustas vienos atmosferos, Paskaliais, kurios slėgio reikšmė, kaip jau žinome, yra labai reikšminga.
Tie patys dėsniai taikomi siurbliams. Skystis veržiasi į susidariusią beorę erdvę. Jis kyla tol, kol esamas oro slėgis ir medžiagos subalansuoja vienas kitą. O kolonėlės aukštis priklauso nuo skysčio tankio.
Tai žinodamas, Torricelli išmatavo vienos atmosferos sukuriamą slėgį. Žinoma, jis vis tiek negalėjo išversti šios vertės į Paskalius. Tai buvo padaryta vėliau. Todėl jis išmatavo jį gyvsidabrio stulpelio milimetrais. Yra žinoma, kad mūsų laikais atmosferos slėgis paprastai matuojamas panašiais vienetais.
Kaip konvertuoti atmosferas į paskalius
Prancūzas Blaise'as Pascalis (jo portretas šiek tiek aukštesnis), kurio vardu pavadinti slėgio vienetai, sužinojęs apie Torricelli eksperimentus,pakartojo panašius eksperimentus skirtinguose aukščiuose, naudodamas, be gyvsidabrio, vandens ir kitų skysčių. Ir tai pagaliau įrodė atmosferos slėgio buvimą ir poveikį žemės kūnams ir medžiagoms, nors tais laikais buvo daug abejojančių.
Toliau parodyta, kaip konvertuoti slėgį atmosferose į paskalius ir kitus vienetus.
Ši reikšmė nėra pastovi ir priklauso nuo daugelio rodiklių. Visų pirma, nuo aukščio virš jūros lygio. Kaip įrodė Pascalis, kuo aukščiau lipate į kalno viršūnę, tuo mažesnis spaudimas. Tai lengvai paaiškinama. Juk mažėja oro apvalkalo gylis, mažėja ir jo tankis. Ir jau maždaug 5,5 km aukštyje slėgio rodikliai sumažėja perpus. O jei pakilsite 11 km, ši vertė sumažės keturis kartus.
Be to, atmosferos slėgis priklauso nuo oro sąlygų. Štai kodėl šis rodiklis jo prognozėse laikomas reikšmingu. Pavyzdžiui, kuo didesnis slėgis vasarą, tuo didesnė tikimybė, kad šią dieną saulė džiugins savo spinduliais ir nebus kritulių.
