Tlak zemského vzduchového pláště: jedna atmosféra v pascalu

Všechny živé věci na Zemi si nevšimnou tlaku, který na ně vyvíjí velká vzduchová skořápka naší planety. Důvodem jsou od narození zvyklí na účinky atmosféry na ně a jejich organismy jsou na ni biologicky přizpůsobeny.

Mezitím má takový plynný mrak ve skutečnosti značnou váhu. Je držen gravitací planety, díky níž nespadá do nekonečného vesmíru a táhne se až tisíc kilometrů. A to znamená, že vzduchová obálka vyvíjí tlak na všechno na povrchu zeměkoule. Kolik je jedna atmosféra v Pascalu? Vědci dokázali vyjádřit tlak vzduchu v číslech již v 17. století.

Atmosférický tlak

V Řezně v roce 1654 předvedl Otto von Guericke císaři Ferdinandovi III. Německý fyzik vzal dvě měděné duté hemisféry, malé velikosti (průměr asi 35,6 cm). Poté je pevně přitlačil k sobě, spojil je koženým kroužkem a odčerpal vzduch zevnitř pomocí vložené trubice a čerpadla. Poté se hemisféry nemohly oddělit. Navíc to nemohlo udělat šestnáct koní připoutaných k železným prstenům s dva konce na každé straně vytvořené koule.

Tento experiment ukázal světu působení na okolní tlakové předměty. Právě tato síla tak stlačila obě části koule. Jeho velikost je tedy skutečně působivá. Po dvou letech se v Magdeburgu opakovala pozoruhodná zkušenost. Tam se pokusilo roztrhat už 24 koní, ale se stejným úspěchem. Uvedené hemisféry používané během experimentu se zapsaly do historie pod názvem Magdeburg. Stále jsou uloženy v německém muzeu.

Jedna atmosféra v Pascale

Jak vypočítat tlak plynného pláště planety? Nebylo by nic jednoduššího, kdyby byla s přesností známa hustota vzduchu a výška vzduchového pláště. Ale v 17. století vědci ještě nemohli takové věci znát. S uvedeným úkolem však odvedli skvělou práci. A poprvé to udělal Galileův žák - Ital Torricelli.

Vzal metr dlouhou skleněnou trubici a naplnil ji rtutí, která předtím pájela jeden z konců. A otevřená část byla spuštěna do nádoby se stejnou látkou. V tomto případě část rtuti z trubice spěchala dolů. Ne všechno se však vylilo. A výška zbývajícího sloupce byla asi 760 mm. Právě tato zkušenost umožnila později snadno vypočítat: kolik pascalů je v jedné atmosféře. Toto číslo je přibližně 101 300 Pa. Přesně to je velikost normálního atmosférického tlaku.

Torricelliho zkušenosti vysvětleny

Tlak atmosféry působí na všechna tělesa země. Ale je to nepostřehnutelné, protože je vyváženo působením vzduchu nacházejícího se v samotných předmětech a živých organismech. Experiment s magdeburskými hemisférami výmluvně ukázal, co by se stalo, kdyby plyn neměl vlastnost pronikat téměř všude. Ve výsledné sféře byl uměle vytvořen bezvzduchový prostor. V důsledku toho se ukázalo, že je neobvykle silný a neoddělitelný, stlačený ze všech stran jednou atmosférou, v Pascalu, jehož tlak, jak již víme, je velmi významný.

Stejné zákony jsou základem působení čerpadel. Kapalina spěchá do výsledného bezvzduchového prostoru. Stoupá, dokud se stávající tlak vzduchu a látky navzájem nevyrovnají. A výška sloupce závisí na hustotě kapaliny.

S vědomím toho Torricelli změřil tlak generovaný jednou atmosférou. Do Pascaly tuto částku samozřejmě ještě nemohl přeložit. To bylo provedeno později. Proto ji změřil v milimetrech rtuti. Je známo, že v takových jednotkách je atmosférický tlak obvykle měřen v moderní době.

Jak převést atmosféru do Pascaly

Francouz Blaise Pascal( jeho portrét těsně nad), po kterém jsou jednotky tlaku pojmenovány poté, co se dozvěděl o Torricelliho experimentech, zopakoval podobné experimenty v různých výškách a kromě rtuti použil vodu a další tekutiny. A to bylo konečně prokázáno přítomností a působením atmosférického tlaku na pozemská těla a látky, i když v té době bylo mnoho pochybovačů.

Níže je uvedeno, jako tlak v atmosféře přeložit do Pascaly a do jiných měrných jednotek.

Tato hodnota není konstantní a závisí na mnoha ukazatelích. Především z výšky nad mořem. Jak Pascal dokázal, čím vyšší stoupáte na vrchol hory, tím menší je tlak. To lze snadno vysvětlit. Koneckonců, hloubka vzduchového pláště klesá, stejně jako jeho hustota. A již ve výšce přibližně 5,5 km se tlakové ukazatele sníží na polovinu. A pokud stoupáte o 11 km, pak se tato hodnota sníží čtyřikrát.

Atmosférický tlak navíc závisí na počasí. Proto je tento ukazatel považován za významný při jeho prognózách. Například čím vyšší je tlak v létě, tím větší je pravděpodobnost, že v tento den slunce potěší svými paprsky a nebudou srážky.