Atmosfera bosimi va havo og'irligi. Formulalar, hisoblar, tajribalar

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

"Atmosfera bosimi" tushunchasidan kelib chiqadiki, havo og'irligiga ega bo'lishi kerak, aks holda u hech narsaga bosim o'tkaza olmaydi. Lekin biz buni sezmayapmiz, bizga havo vaznsizdek tuyuladi. Atmosfera bosimi haqida gapirishdan oldin, havoning og'irligi borligini isbotlashingiz kerak, uni qandaydir tarzda tortishingiz kerak. Buni qanday qilish kerak? Biz maqolada havo og‘irligi va atmosfera bosimini batafsil ko‘rib chiqamiz, ularni tajribalar yordamida o‘rganamiz.

Tajriba

Havoni shisha idishda tortamiz. Bo'yindagi kauchuk naycha orqali idishga kiradi. Vana shlangni havo kirmasligi uchun yopadi. Vakuum pompasi yordamida idishdan havo olib tashlaymiz. Qizig'i shundaki, nasosning rivojlanishi bilan nasosning ovozi o'zgaradi. Kolbada qancha kam havo qolsa, nasos shunchalik jim ishlaydi. Havoni qancha uzoq vaqt pompalasak, idishdagi bosim shunchalik pasayadi.

Barcha havo chiqarilganda,kranni yoping, havo ta'minotini blokirovka qilish uchun shlangni chimchilab qo'ying. Kolbani havosiz torting, so'ngra jo'mrakni oching. Havo o'ziga xos hushtak bilan kiradi va uning og'irligi kolba og'irligiga qo'shiladi.

Avval bo'sh idishni yopiq krani bilan balansga qo'ying. Idishning ichida vakuum bor, uni tortamiz. Keling, jo'mrakni ochamiz, havo ichkariga kiradi va kolba tarkibini yana tortamiz. To'ldirilgan va bo'sh kolba og'irligi o'rtasidagi farq havo massasi bo'ladi. Bu oddiy.

Havoning og'irligi va atmosfera bosimi

Endi keyingi muammoni hal qilishga oʻtamiz. Havoning zichligini hisoblash uchun uning massasini hajmga bo'lish kerak. Kolbaning hajmi ma'lum, chunki u kolbaning yon tomoniga belgi qo'yilgan. r=m_{havo /V. Aytishim kerakki, yuqori vakuum deb ataladigan narsa, ya'ni idishda havoning to'liq yo'qligi uchun sizga ko'p vaqt kerak bo'ladi. Agar kolba 1,2 litr bo'lsa, bu taxminan yarim soat.}

Havoning massasi borligini aniqladik. Yer uni tortadi va shuning uchun tortishish kuchi unga ta'sir qiladi. Havo havoning og'irligiga teng kuch bilan yerni pastga suradi. Shunday qilib, atmosfera bosimi mavjud. Bu turli tajribalarda o'zini namoyon qiladi. Keling, ulardan birini bajaraylik.

Shprits tajribasi

Egiluvchan trubka ulangan bo'sh shpritsni oling. Shpritsning pistonini tushiring va shlangni suv idishiga botiring. Pistonni yuqoriga torting va suv shpritsni to'ldirib, kolba orqali ko'tarila boshlaydi. Nega tortishish kuchi ta'sirida pastga tortiladigan suv hali ham piston orqasidan ko'tariladi?

Idishda u yuqoridan pastgacha ta'sir qiladiAtmosfera bosimi. Uni P_{atm deb belgilaymiz. Paskal qonuniga ko'ra, atmosferaning suyuqlik yuzasiga ko'rsatadigan bosimi o'zgarmagan holda uzatiladi. U barcha nuqtalarga tarqaladi, ya'ni trubaning ichida atmosfera bosimi ham mavjud va shpritsda suv qatlami ustidagi vakuum (havosiz bo'shliq) mavjud, ya'ni P \u003d 0. Shunday qilib, atmosfera bosimi suvga pastdan bosim o'tkazadi, lekin piston ustida bosim yo'q, chunki u erda bo'shliq bor. Bosim farqi tufayli shpritsga suv kiradi.}

Simob bilan tajriba

Havo og'irligi va barometrik bosim - ular qanchalik katta? Ehtimol, bu e'tibordan chetda qoladigan narsadir? Axir, bir kubometr temirning massasi 7600 kg, havoning bir kubometri esa atigi 1,3 kg. Tushunish uchun biz o'tkazgan tajribamizni o'zgartiramiz. Shprits o'rniga, kolba bilan tiqin bilan yopilgan shishani oling. Quvurni nasosga ulang va havoni pompalay boshlang.

Avvalgi tajribadan farqli o'laroq, biz vakuumni piston ostida emas, balki shishaning butun hajmida yaratamiz. Nasosni o'chiring va ayni paytda shishaning trubkasini suv idishiga tushiring. Biz bir necha soniya ichida o'ziga xos tovush bilan shishani trubka orqali qanday to'ldirganini ko'ramiz. Uning shishaga "yorilishi" tezligi atmosfera bosimi juda katta qiymat ekanligini ko'rsatadi. Tajriba buni isbotlaydi.

Italiya olimi Torricelli birinchi marta atmosfera bosimini, havoning og'irligini o'lchadi. U shunday tajribaga ega edi. Men uzunligi 1 m dan bir oz ko'proq bo'lgan, bir uchi muhrlangan shisha naychani oldim. Uni simob bilan to'ldirdi. KeyinKeyin simob solingan idishni olib, uning ochiq uchini barmog'i bilan chimchilab, trubkani ag'darib, idishga botirdi. Agar atmosfera bosimi bo'lmaganida, barcha simob to'kilgan bo'lar edi, lekin bu sodir bo'lmadi. U qisman to'kildi, simob darajasi 760 mm balandlikda qoldi.

Bu atmosfera idishdagi simobni bosganligi sababli sodir bo'ldi. Aynan shuning uchun ham oldingi tajribalarimizda trubkaga suv quyilgan, shuning uchun suv shpritsdan keyin kelgan. Ammo bu ikki tajribada biz zichligi past bo'lgan suvni oldik. Simob yuqori zichlikka ega, shuning uchun atmosfera bosimi simobni ko'tarishga muvaffaq bo'ldi, lekin eng yuqoriga emas, faqat 760 mm ga ko'tarildi.

Paskal qonuniga ko'ra simobga ta'sir qiladigan bosim uning barcha nuqtalariga o'zgarmagan holda uzatiladi. Bu quvur ichida atmosfera bosimi ham mavjudligini anglatadi. Ammo boshqa tomondan, bu bosim suyuqlik ustunining bosimi bilan muvozanatlanadi. Simob ustunining balandligini h deb belgilaymiz. Aytishimiz mumkinki, atmosfera bosimi pastdan yuqoriga, gidrostatik bosim esa yuqoridan pastga ta'sir qiladi. Qolgan 240 mm bo'sh. Aytgancha, bu vakuum Torricelli bo'shlig'i deb ham ataladi.

Formula va hisoblar

Atmosfera bosimi P_atm gidrostatik bosimga teng va r_ptgh formulasi bilan hisoblanadi. r_rt=13600 kg/m³. g=9,8 N/kg. h=0,76 m. P_{atm=101,3 kPa. Bu juda katta miqdor. Stol ustida yotgan qog'oz varag'i 1 Pa bosim hosil qiladi va atmosfera bosimi 100 000 paskal. Ma'lum bo'lishicha, siz qo'yishingiz kerakBunday bosim hosil qilish uchun 100 000 varaq qog'ozni bir-birining ustiga qo'ying. Qiziq, shunday emasmi? Atmosfera bosimi va havo og'irligi juda yuqori, shuning uchun tajriba davomida suv shisha ichiga shunday kuch bilan surildi.}