Главная >> Физика 7 класс. Генденштейн

§ 21. Атмосферное давление

Опыты по обнаружению и измерению атмосферного давления

Как убедиться в существовании атмосферного давления на опыте?

Самый впечатляющий опыт поставил в 17-м веке немецкий учёный Отто фон Герике (см. раздел «Магдебургские полушария»). А мы тут рассмотрим опыты хотя и не столь эффектные, зато более простые.

Вот самый простой опыт: втяните щёки (рис. 21.3). Почему щёки втянулись — разве их что-то тянет внутрь? Во рту нет «крючков», которые тянули бы щёки изнутри. Значит, на щёки что-то давит снаружи. Это «что-то» и есть давление атмосферы: втягивая щёки, вы уменьшаете давление воздуха во рту, и атмосферное давление вдавливает щёки. Поэтому точнее было бы говорить, что щёки не втянуты, а вдавлены — они вдавлены наружным атмосферным давлением.

Рис. 21.3. Когда вы втягиваете щёки, вы на самом деле помогаете атмосферному давлению вдавить их

До какой высоты можно поднять воду поршнем?

Когда вы пьёте сок через трубочку (рис. 21.4, а), вы тоже втягиваете щёки, уменьшая давление во рту. И давление атмосферы, действуя на поверхность сока в пакете, толкает сок в трубочку.

Благодаря атмосферному давлению поднимается и вода в трубке вслед за поршнем (рис. 21.4, б). Давление атмосферы на поверхность воды схематически показано красными стрелками; оно вталкивает воду в трубку при подъёме поршня. Так, например, поднимают воду из неглубокого колодца.

Рис. 21.4. Атмосферное давление помогает вам пить сок через трубочку (а), а воде — подниматься в трубке вслед за поршнем (б)

Однако ещё древние строители колодцев знали, что поднять воду поршнем из колодца можно не более чем на 10 метров. Поршень можно поднимать и дальше, но вода выше 10 м не поднимается.

«Терпит» ли природа пустоту?

Подъём воды вслед за поршнем древние греки объясняли так: если бы вода не поднималась, то между водой и поршнем образовалась бы пустота, а согласно Аристотелю «природа не терпит пустоты».

Ученик Галилея, которого звали Эванджелиста Торричелли, следуя примеру своего учителя, доверял больше опыту и разуму, чем авторитету Аристотеля. Торричелли догадался, что вода поднимается не потому, что её будто бы тянет образующаяся под поршнем пустота, а потому, что её толкает давление атмосферы на поверхность воды в колодце (см. рис. 21.4, б). Однако по мере того как увеличивается высота столба воды в трубке, увеличивается и создаваемое этим столбом давление. И как только оно становится равным давлению атмосферы, дальнейший подъём воды становится невозможным.

А если всё же продолжать поднимать поршень? Тогда между ним и поверхностью воды образуется пустота¹. В честь Торричелли её назвали «торричеллиева пустота». Так Торричелли опроверг старинное заблуждение, что «природа не терпит пустоты».

¹ Между водой и поршнем будет всё-таки не абсолютная пустота: там будет водяной пар, но его давление при комнатной температуре значительно меньше, чем давление атмосферы.

Окончание >>>