Presiunea atmosferic Experiena lui Torricelli Presiunea atmosferic este

Presiunea atmosferică (Experienţa lui Torricelli) Presiunea atmosferică este presiunea exercitată de către aerul atmosferic. Presiunea atmosferică este identică, din punct de vedere fizic, cu presiunea din interiorul unui lichid. Ne propunem să calculăm această presiune, la suprafaţa Pământului, după modelul propus de către fizicianul italian Torricelli. În acest scop se foloseşte un tub de sticlă cu pereţi groşi, lung de 1 m şi un vas în care se gaseşte mercur.

Hg Hg Tubul se umple cu mercur, se astupă, se rastoarnă şi se introduce în vasul cu mercur.

Se constată că în tub rămâne o coloană de mercur , de înălţime h=760 mm. vid barometric h p 0 p S p 0 Coloana de mercur de înălţime h, creează la adâncimea h, pe suprafaţa S, o presiune hidrostatică p (şi în jos). Aerul atmosferic exercită la suprafaţa liberă a mercurului, presiunea p 0. Conform legii lui Pascal, această presiune se transmite în toată masa mercurului şi în toate direcţiile cu aceeaşi valoare. Prin urmare se transmite şi în interiorul tubului la nivelul suprafetei S, (şi în sus). Deoarece suprafaţa S este în echilibru, cele două presiuni sunt egale.

Se obţine o valoare foarte apropriată de aceea pe care o denumim atmosferă normală: 1 atm = 101. 325 N/m 2 Această valoare reprezintă presiunea normală a aerului la suprafaţa Pământului. Aparatul de măsura pentru presiunea atmosferică se numeşte BAROMETRU.

Torricelli Evanghelista 1608 -1647 Experimentul lui Torricelli 1643 -1644

Otto von Gericke 1657 la Magdeburg in Germania A scos aerul din interiorul a 2 semisfere metalice lipite; apoi a încercat să le desfacă cu ajutorul a 24 de cai care au tras de acestea (12 cai într-un sens şi 12 cai în sens contrar) fără să reuşească. A demonstrat, în acest fel, presiunea exercitată de aerul atmosferic. Gericke a folosit pentru prima dată barometrul pentru a prezice vremea.

Semisferele Magdeburg 1657

PROBLEME REZOLVATE 1. În condiţii normale, presiunea atmosferică are valoarea p 0=105 N/m 2. Ce forţa exercită aerul atmosferic, asupra corpului unui om care suprafaţa de 1, 5 m 2? De ce nu resimţim această fortă care se exercită permanent asupra corpului nostru? Nu simţim acţiunea acestei forţe pentru că în realitate sunt o infinitate de forţe , care formează perechi de forţe egale şi de sens contrar ( cea din faţa cu cea din spate, ce din stânga cu cea din dreapta etc). Rezultanta tuturor acestor forţe este egală cu zero. Este ca şi când asupra corpului nostru nu acţionează nicio forţa din exterior, deci nu avem ce simţi.

2. Un avion urcă la o înălţime la care presiunea atmosferică este echilibrată de o coloană de mercur cu înălţimea de 21 cm. Dacă în interiorul avionului presiunea aerului este echivalentă cu a unei coloane de mercur de 76 cm, se cer: a) presiunile exprimate în N/m 2 în interiorul şi în exteriorul avionului (ρHg=13600 Kg/m 3 , g=9, 81 N/kg); b) forţa care se exercită asupra pereţilor avionului , dacă suprafaţa acestora este 200 m 2; c) înălţimea la care se găseşte avionul (ρaer=1, 3 kg/m 3).

înălţimea coloanei de aer H (presiunea coloanei de aer care se află deasupra avionului) h avion (presiunea coloanei de aer care se află deasupra Pământului) H Δh Pământ

PROLEME PROPUSE PENTRU REYOLVARE 1. La poalele unui munte barometrul indică o presiune de 720 mm coloană de mercur, iar în vârful lui o presiune de 620 mm coloană de mercur. Care este înălţimea acestui munte? (se dau ρHg=13600 kg/m 3, ρaer=1, 293 kg/m 3) R: h=1054 m 2. Care trebuie să fie lungimea unui tub de sticla , închis la un capăt, pentru a putea măsura presiunea atmosferică de 760 mm coloană de mercur, folosind apa ? (se dau : ρHg=13600 kg/m 3, ρapa=1000 kg/m 3) R: h=10, 336 m