Главная >> Физика 7 класс. Генденштейн

§ 21. Атмосферное давление

Опыты по обнаружению и измерению атмосферного давления (окончание)

Чему равно атмосферное давление?

То, что воду нельзя поднять поршнем выше 10 метров, означает, что атмосферное давление равно давлению, создаваемому десятиметровым столбом воды, то есть многокилометровый слой воздуха над поверхностью Земли создаёт такое же давление, как столб воды высотой с трёхэтажный дом. При подъёме атмосферное давление постепенно уменьшается (см. раздел «Как зависит атмосферное давление от высоты?»).

РЕШИМ ЗАДАЧИ

Найдите, чему равно атмосферное давление, приняв, что оно равно давлению, создаваемому 10-метровым столбом воды.

Р е ш е н и е. Воспользуемся формулой р = ρ_вgh для давления воды на глубине h (ρ_в — плотность воды). Получаем

С какой силой давит атмосфера на квадратный сантиметр поверхности?

Р е ш е н и е. Используя формулу F = pS и учитывая, что 1 м² = 10⁴ см², получаем

(Это вес килограммовой гири.)

Оцените, с какой силой давит атмосфера на вашу ладонь. Площадь ладони примите равной 60 см2. Почему вы не чувствуете эту силу?

Опыт Торричелли

По предложению Торричелли был поставлен следующий опыт. Запаянную с одного конца стеклянную трубку длиной около 1 м заполнили ртутью. Затем открытый конец трубки закрыли пальцем, перевернули трубку и опустили нижним концом в чашу со ртутью. Когда палец убрали, в трубке остался столб ртути высотой около 760 мм (рис. 21.5).

При наклоне трубки высота столба ртути не изменялась (до тех пор, пока вся трубка не заполнялась ртутью). Современники Торричелли удивлялись этому опыту, но нам сейчас он понятен: ртуть не выливается из трубки потому, что её удерживает давление атмосферы на поверхность ртути в чаше.

Почему же столб ртути, уравновешивающий давление атмосферы, намного меньше водяного столба? Дело в том, что плотность ртути в 13,6 раза больше плотности воды. Поэтому согласно формуле р = ρgh давление, равное атмосферному, создаёт столб ртути, который в 13,6 раза ниже 10-метрового водяного столба, создающего такое же давление.

Поскольку столб ртути в трубке создаёт давление, равное атмосферному, то высотой этого столба можно измерять атмосферное давление. Долгое время так и поступали. И сегодня в сводках погоды значение атмосферного давления дают часто в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

Так называемым нормальным атмосферным давлением принято считать давление, которое создаёт столб ртути высотой 760 мм.

РЕШИМ ЗАДАЧУ

Выразите нормальное атмосферное давление (760 мм рт. ст.) в паскалях. Для большей точности примите g = 9,8 Н/кг.

Р е ш е н и е. Используя формулу р = ρgh для давления столба жидкости (здесь ρ — плотность ртути), получаем

При решении задач для упрощения расчётов нормальное атмосферное давление часто принимают равным 100 кПа.

Лежащий на столе лист плотной бумаги оказывает давление 1 Па. Какова высота пачки бумаги, если она оказывает давление, равное нормальному атмосферному? Толщину листа примите равной 0,1 мм.

<<< К началу