La presión atmosférica es la fuerza con la que el aire presiona sobre la Tierra, el hombre y todo lo que le rodea. El artículo te dirá cómo en el siglo XVII. con la ayuda del experimento, se mostró por primera vez la fuerza de la presión del aire. ¡Es muy interesante! Aprenderemos cómo se indica la presión atmosférica y cómo se mide.
Experimenta a Otto von Guericke
Cuán grande es la presión atmosférica, el mundo aprendió en 1654. Esto sucedió gracias al burgomaestre de la ciudad de Magdeburg (Alemania) Otto von Guericke. Demostró experiencia con los llamados hemisferios de Magdeburg. Luego no se habló de cómo se indica la presión del aire, porque todavía no sabían cómo medirla. El aspecto de los hemisferios se puede ver en la foto del Museo de Magdeburg.
Estos son dos hemisferios de bronce, uno de ellos es sólido y el segundo tiene un agujero. Se colocó una junta de cuero engrasado entre los hemisferios para la estanqueidad y conexión. El aire fue bombeado a través del agujero de los hemisferios. Curiosamente, el propio Guericke cuatro años antes, en 1650inventó la bomba de vacío. Él también está en la foto. Cuando se bombeó el aire, los hemisferios se comprimieron por la presión atmosférica. Para desconectarlos entre sí, utilizaron la fuerza de tracción de los caballos.
Experimento con los hemisferios de Magdeburg
Antes de aprender cómo se indica la presión atmosférica, realicemos un experimento. Para ello, utilizaremos el modelo de hemisferios de Magdeburgo. Conecte una bomba de vacío al orificio del hemisferio con una manguera de goma. Enciéndelo, abre el grifo en uno de los hemisferios. La presión en el espacio entre ellos disminuirá. En consecuencia, la fuerza que actúa sobre los hemisferios desde el interior disminuye y la fuerza que actúa desde el exterior aumenta.
Durante el bombeo del aire, es imposible separar los hemisferios, ya que encajan perfectamente entre sí. Apague la bomba, desconecte la manguera de goma. El aire comenzará a entrar en el espacio entre los hemisferios. Entonces se separarán fácilmente.
Qué letra representa la presión del aire
Intentemos calcular la fuerza que apretó los hemisferios. Cuando bombeamos aire, solo la fuerza de la presión atmosférica actúa sobre los hemisferios. Comprime los hemisferios y se dirige desde las paredes internas de las esferas huecas hacia el centro del espacio entre ellas. El diámetro de los hemisferios (d) en Guericke era de 35,5 cm.
Basándonos en el hecho de que no pudimos separar los hemisferios, queda claro que la fuerza de presión es muy grande. Incluso ocho caballos en cada lado no podrían romper estos hemisferios. Aquí hay un grabado que ilustra la experiencia de Otto von Guericke.
¿Qué letra representa la presión? La letra P. La presión atmosférica normal (Patm) es 100 kilopascales (kPa). Tal fuerza actúa sobre cada parte del hemisferio. La fuerza de presión F es igual al producto de la presión atmosférica y el área de la sección transversal de los hemisferios S.
S=πd2/4. F=100103 Pa3, 14(0,355 m)2/4≈10 kN (kilonewtons). Este es el peso de una carga de una tonelada, por lo que los caballos no pudieron romper estos hemisferios.
Barómetro
¿Cómo se indica la presión atmosférica, lo sabemos, pero cómo se mide? El barómetro, que fue inventado por el italiano Torricelli en la primera mitad del siglo XVII, tenía fallas. Podría romperse fácilmente, estaba lleno de mercurio venenoso y realmente querías llevarlo a diferentes lugares para predecir el clima.
Era necesario idear un dispositivo sin tubo de vidrio, es decir, sin líquido. Tal barómetro se inventó solo doscientos años después y se llamó aneroide. Esta palabra traducida al ruso significa sin líquido. Considere qué es un barómetro aneroide.
Este es un dispositivo pequeño. A diferencia del tubo de mercurio Torricelli, que tiene un metro de altura, se puede llevar fácilmente a donde quiera que vaya. ¿Qué hay dentro? Echemos un vistazo al barómetro explotado.
¿Cómo se indica la presión en él? El dispositivo tiene una escala similar a la esfera de un reloj. La presión en kilopascales se indica con una flecha. Detrás de la esfera vemos tres cajas aplanadas. Se bombea aire fuera de ellos y hay un resorte en el interior. Si no estuviera allí, la atmósfera seríacajas trituradas. Más allá del resorte, la palanca se aleja, transmite los movimientos de las cajas. ¿Por qué se están moviendo? Las cajas pueden cambiar su grosor. Cuando la presión atmosférica es mayor, el aire comprime las cajas, su espesor disminuye. Cuando la presión es menor, el resorte se endereza y las cajas se vuelven más gruesas. Mediante el mecanismo de las palancas se transmite el movimiento a la flecha.
Dispositivo barómetro sin líquido
Aprendimos cómo se indica la presión en un barómetro sin líquido, y ahora dibujaremos su diagrama.
Tres casillas le dan más precisión al dispositivo, pero en principio una es suficiente. Está especialmente hecho corrugado para tener la capacidad de cambiar su grosor. Recuerde las mangueras de aspiradora corrugadas y, por lo tanto, flexibles. La parte inferior de la caja está unida a la base. Un resorte está unido a la parte superior, que trata de enderezar la caja de la misma manera que una regla de aluminio, si está doblada, trata de enderezarla. La presión atmosférica, por el contrario, intenta comprimir la caja.
Cuando aumenta la presión, el grosor de la caja disminuye, lo que significa que la palanca gira el eje. Si adjunta una flecha al eje, girará hacia la derecha cuando el grosor disminuya y hacia la izquierda cuando aumente.
