Теория:
В \(1643\) году итальянский физик Эванджелиста Торричелли (\(1608\)–\(1647\)) предложил опыт.
Рис. \(1\). Опыт Торричелли
- Стеклянную трубку длиной примерно \(1\) метр, запаянную с одного конца, наполняют ртутью.
- Второе отверстие закрывают, чтобы ртуть не вылилась, и опускают открытым концом в сосуд с ртутью.
- Удаляют перекрытие с открытого конца. Столб ртути снижается до \(760\) мм над уровнем ртути в сосуде.
- С запаянного конца образованный столб воздуха может изменяться в зависимости от атмосферного давления.
- Давление столба ртути равно атмосферному давлению. При увеличении давления воздуха столб ртути поднимается, поэтому этот прибор можно использовать для наблюдения за погодой.
Атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке:
.
Опыт показывает, что атмосферное давление составляет \(760\) мм ртутного столба. При увеличении атмосферного давления столбик ртути поднимается, при уменьшении атмосферного давления — уменьшает свою высоту. Это означает, что внешнее давление воздуха пропорционально высоте столбика ртути.
\(1 \) мм рт. ст. \(= 133,3\) Па.
\(760\) мм рт. ст. \(=\) \(101293\) Па \(=\) \(1013\) гПа.
Видео «Атмосферное давление. Опыт Торричелли».
Ртутный барометр
Рис. \(2\). Ртутный барометр
Рассмотрим устройство прибора для измерения атмосферного давления. Для этого к трубке с ртутью (из опыта Торричелли) прикрепляют линейку для измерения высоты столбика ртути (она будет служить шкалой измерения).
Галилео Галилей предложил использовать для измерения погодных условий и их предсказания специальный прибор. Эванджелиста Торричелли и его помощник Винченцо Вивиани в \(1644\) году воплотили идею Галилея — изобрели ртутный барометр.
Барометр (др.-греч. \(βάρος\) — «тяжесть» и \(μετρέω\) — «измеряю») — прибор для измерения атмосферного давления.
С помощью барометра можно получать данные для составления прогноза погоды. При увеличении давления воздух становится суше и ожидается прояснение. Низкое давление может говорить о приближающемся дожде или шторме.
Источники:
Рис. 2. «Mercury Barometer» by Me in ME is licensed under CC BY 2.0.