Como a pressão do ar é indicada. Como é medido. Experimentos

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 17:54

A pressão atmosférica é a força com que o ar pressiona a Terra, o homem e tudo o que o cerca. O artigo lhe dirá como no século XVII. com a ajuda do experimento, a força da pressão do ar foi mostrada pela primeira vez. É muito interessante! Aprenderemos como a pressão atmosférica é indicada e como ela é medida.

Experience Otto von Guericke

Quão grande é a pressão atmosférica, o mundo aprendeu em 1654. Isso aconteceu graças ao burgomestre da cidade de Magdeburg (Alemanha) Otto von Guericke. Ele demonstrou experiência com os chamados hemisférios de Magdeburg. Depois não se falou em como a pressão do ar é indicada, porque eles ainda não sabiam como medi-la. A aparência dos hemisférios pode ser vista na foto do Museu de Magdeburg.

São dois hemisférios de bronze, um deles é sólido e o segundo tem um buraco. Uma junta de couro oleada foi colocada entre os hemisférios para aperto e conectada. O ar foi bombeado através do orifício dos hemisférios. Curiosamente, o próprio Guericke quatro anos antes, em 1650inventou a bomba de vácuo. Ele também é retratado. Quando o ar foi bombeado para fora, os hemisférios foram espremidos pela pressão atmosférica. Para desconectá-los um do outro, eles usaram a força de tração dos cavalos.

Experimente com os hemisférios de Magdeburg

Antes de aprendermos como a pressão atmosférica é indicada, vamos realizar um experimento. Para isso, utilizaremos o modelo de hemisférios de Magdeburg. Conecte uma bomba de vácuo ao orifício do hemisfério com uma mangueira de borracha. Ligue-o, abra a torneira em um dos hemisférios. A pressão no espaço entre eles diminuirá. Consequentemente, a força que atua sobre os hemisférios de dentro diminui e a força que atua de fora aumenta.

Durante o bombeamento do ar, é impossível separar os hemisférios, pois eles se encaixam perfeitamente. Desligue a bomba, desconecte a mangueira de borracha. O ar começará a entrar no espaço entre os hemisférios. Então eles vão se separar facilmente.

Qual letra representa a pressão do ar

Vamos tentar calcular a força que comprimiu os hemisférios. Quando bombeamos ar, apenas a força da pressão atmosférica atua nos hemisférios. Ele comprime os hemisférios e é direcionado das paredes internas das esferas ocas para o centro do espaço entre elas. O diâmetro dos hemisférios (d) em Guericke era de 35,5 cm.

Com base no fato de que não conseguimos separar os hemisférios, fica claro que a força de pressão é muito grande. Mesmo oito cavalos de cada lado não poderiam quebrar esses hemisférios. Aqui está uma gravura que ilustra a experiência de Otto von Guericke.

Qual letra representa a pressão? A letra P. A pressão atmosférica normal (P_{atm) é 100 kilopascais (kPa). Tal força atua em cada parte do hemisfério. A força de pressão F é igual ao produto da pressão atmosférica pela área da seção transversal dos hemisférios S.}

S=πd²/4. F=10010³ Pa3, 14(0,355 m)^{2/4≈10 kN (quilonewtons). Este é o peso de uma carga de uma tonelada, então os cavalos não conseguiram quebrar esses hemisférios.}

Barômetro

Como a pressão atmosférica é indicada, nós sabemos, mas como ela é medida? O barômetro, que foi inventado pelo italiano Torricelli na primeira metade do século XVII, tinha falhas. Poderia ser facilmente quebrado, estava cheio de mercúrio venenoso, e você realmente queria levá-lo a lugares diferentes para prever o clima.

Foi preciso inventar um aparelho sem tubo de vidro, ou seja, sem líquido. Tal barômetro foi inventado apenas duzentos anos depois e foi chamado de aneróide. Esta palavra traduzida para o russo significa sem líquido. Considere o que é um barômetro aneróide.

Este é um pequeno dispositivo. Ao contrário do tubo de mercúrio Torricelli, que tem um metro de altura, pode ser facilmente transportado para onde quer que vá. O que tem dentro? Vamos dar uma olhada no barômetro explodiu.

Como é indicada a pressão nele? O dispositivo tem uma escala semelhante a um mostrador de relógio. A pressão em quilopascal é indicada por uma seta. Atrás do mostrador vemos três caixas achatadas. O ar é bombeado para fora deles e há uma mola dentro. Se não estivesse lá, a atmosfera seriacaixas trituradas. Mais longe da mola, a alavanca se afasta, transmite os movimentos das caixas. Por que eles estão se movendo? As caixas podem mudar sua espessura. Quando a pressão atmosférica é maior, o ar comprime as caixas, sua espessura diminui. Quando a pressão é menor, a mola se endireita e as caixas ficam mais grossas. Através do mecanismo das alavancas, o movimento é transmitido para a seta.

Dispositivo barômetro sem líquido

Aprendemos como a pressão é indicada em um barômetro sem líquido, e agora vamos desenhar seu diagrama.

Três caixas dão mais precisão ao dispositivo, mas em princípio uma é suficiente. É feito especialmente corrugado para ter a capacidade de alterar sua espessura. Lembre-se de mangueiras de aspirador de pó corrugadas e, portanto, flexíveis. A parte inferior da caixa é anexada à base. Uma mola é presa ao topo dela, que tenta endireitar a caixa da mesma forma que uma régua de alumínio, se dobrada, tenta endireitar. A pressão atmosférica, ao contrário, tenta comprimir a caixa.

Quando a pressão aumenta, a espessura da caixa diminui, o que significa que a alavanca gira o eixo. Se você anexar uma seta ao eixo, ela girará para a direita quando a espessura diminuir e para a esquerda quando a espessura aumentar.