Visas dzīvās būtnes uz Zemes nepamana spiedienu, ko uz tām izdara mūsu planētas grandiozais gaisa apvalks. Iemesls ir tāds, ka viņi kopš dzimšanas ir pieraduši pie atmosfēras iedarbības, un viņu organismi ir tai bioloģiski pielāgojušies.
Tikmēr šādam gāzveida mākonim patiesībā ir ievērojams svars. To notur planētas gravitācija, pateicoties kurai tā neiztvaiko bezgalīgā kosmosā, stiepjoties uz augšu tūkstoš kilometru garumā. Un tas nozīmē, ka gaisa apvalks izdara spiedienu uz visu, kas atrodas uz zemeslodes virsmas. Cik maksā viena atmosfēra Paskālā? Zinātniekiem 17. gadsimtā izdevās izteikt gaisa spiedienu skaitļos.
Atmosfēras spiediens
1654. gadā Rēgensburgā Otto fon Gēriks imperatoram Ferdinandam III un viņa kolēģiem zinātniekiem sniedza iespaidīgu pieredzi. Vācu fiziķis paņēma divas dobas vara puslodes, neliela izmēra (apmēram 35,6 cm diametrā). Tadviņš tos cieši piespieda vienu pie otra, savienojot ar ādas gredzenu, un ar ieliktņa caurules un sūkņa palīdzību izsūknēja gaisu no iekšpuses. Pēc tam puslodes nevarēja atdalīt. Turklāt sešpadsmit zirgi, kas abos galos bija piesieti pie dzelzs gredzeniem abos izveidotās sfēras pusēs, to nevarēja izdarīt.
Šis eksperiments parādīja pasaulei spiediena ietekmi uz apkārtējiem objektiem. Tieši šis spēks tik ļoti saspieda abas sfēras daļas. Tātad, tā izmērs ir patiešām iespaidīgs. Divus gadus vēlāk šī ievērojamā pieredze tika atkārtota Magdeburgā. Tur jau 24 zirgi mēģināja uzlauzt sfēru, taču tikpat veiksmīgi. Šīs eksperimenta laikā izmantotās puslodes iegāja vēsturē ar nosaukumu Magdeburga. Tie joprojām glabājas Vācijas muzejā.
Viena atmosfēra Paskālā
Kā aprēķināt spiedienu planētas gāzveida apvalkā? Nekas nebūtu vieglāk, ja būtu precīzi zināms gaisa blīvums un gaisa čaulas augstums. Bet 17. gadsimtā zinātnieki tādas lietas vēl nevarēja zināt. Tomēr viņi paveica izcilu darbu. Un to vispirms izdarīja Galileja skolnieks - itālis Toričelli.
Viņš paņēma metru garu stikla cauruli un piepildīja to ar dzīvsudrabu pēc viena gala lodēšanas. Un viņš nolaida atvērto daļu traukā ar tādu pašu vielu. Tajā pašā laikā daļa dzīvsudraba no caurules metās lejup. Tomēr ne viss izlija. Un atlikušās kolonnas augstums bija aptuveni 760 mm. Tieši šī pieredze vēlāk ļāva viegli aprēķināt, cik Paskālu ir vienā atmosfērā. Šis skaitlis ir aptuveniir 101 300 Pa. Tā ir normāla atmosfēras spiediena vērtība.
Toricelli eksperimenta skaidrojums
Atmosfēras spiediens ietekmē visus sauszemes ķermeņus. Bet tas ir nemanāms, jo to līdzsvaro gaisa darbība, kas ir pašos objektos un dzīvajos organismos. Eksperiments ar Magdeburgas puslodēm daiļrunīgi parādīja, kas notiktu, ja gāzei nebūtu iespējas iekļūt gandrīz visur. Iegūtajā sfērā mākslīgi tika izveidota bezgaisa telpa. Rezultātā tas izrādījās neparasti stiprs un neatdalāms, no visām pusēm izspiests ar vienu atmosfēru, Paskālos, kura spiediena vērtība, kā jau zinām, ir ļoti nozīmīga.
Tie paši likumi ir pamatā sūkņiem. Šķidrums ieplūst izveidotajā bezgaisa telpā. Tas paaugstinās, līdz esošais gaisa spiediens un vielas līdzsvaro viens otru. Un kolonnas augstums ir atkarīgs no šķidruma blīvuma.
To zinot, Toričelli izmērīja vienas atmosfēras radīto spiedienu. Protams, viņš joprojām nevarēja pārtulkot šo vērtību paskālos. Tas tika izdarīts vēlāk. Tāpēc viņš to mērīja dzīvsudraba staba milimetros. Ir zināms, ka mūsu laikā atmosfēras spiedienu parasti mēra līdzīgās mērvienībās.
Kā pārvērst atmosfēru par paskāliem
Francūzis Blēzs Paskāls (viņa portrets ir nedaudz augstāks), kura vārdā nosauktas spiediena vienības, uzzinot par Toričelli eksperimentiem,atkārtoja līdzīgus eksperimentus dažādos augstumos, papildus dzīvsudrabam izmantojot ūdeni un citus šķidrumus. Un tas beidzot pierādīja atmosfēras spiediena klātbūtni un ietekmi uz sauszemes ķermeņiem un vielām, lai gan tajos laikos bija daudz šaubīgo.
Tālāk ir parādīts, kā spiedienu atmosfērā pārvērst paskalos un citās vienībās.
Šī vērtība nav nemainīga un ir atkarīga no daudziem rādītājiem. Pirmkārt, no augstuma virs jūras līmeņa. Kā pierādīja Paskāls, jo augstāk jūs uzkāpjat kalna galā, jo mazāks spiediens kļūst. Tas ir viegli izskaidrojams. Galu galā gaisa čaulas dziļums samazinās, tāpat kā tā blīvums. Un jau aptuveni 5,5 km augstumā spiediena rādītāji ir uz pusi samazināti. Un, ja jūs uzkāpsiet 11 km, šī vērtība samazināsies četras reizes.
Turklāt atmosfēras spiediens ir atkarīgs no laikapstākļiem. Tieši tāpēc šis rādītājs savās prognozēs tiek uzskatīts par nozīmīgu. Piemēram, jo lielāks spiediens vasarā, jo lielāka iespēja, ka šajā dienā saule iepriecinās ar saviem stariem un nebūs nokrišņu.
