Dünyadaki tüm canlılar, gezegenimizin görkemli hava kabuğunun kendilerine uyguladığı baskıyı fark etmezler. Bunun nedeni, doğuştan atmosfere maruz kalmaya alışkın olmaları ve organizmalarının biyolojik olarak buna adapte olmalarıdır.
Bu arada, böyle bir gaz bulutunun aslında hatırı sayılır bir ağırlığı var. Bin kilometre boyunca yukarı doğru uzanan sonsuz uzaya buharlaşmadığı için gezegenin yerçekimi tarafından tutulur. Ve bu, hava kabuğunun dünyanın yüzeyinde bulunan her şeye baskı uyguladığı anlamına gelir. Pascal'da bir atmosfer ne kadardır? Bilim adamları, 17. yüzyılda hava basıncını sayılarla ifade etmeyi başardılar.
Atmosferik basınç
1654'te Regensburg'da Otto von Guericke, İmparator III. Alman fizikçi, küçük boyutlu (yaklaşık 35,6 cm çapında) iki içi boş bakır yarım küre aldı. Sonraderi bir halka ile birbirine bağlayarak birbirine sıkıca bastırdı ve bir boru ve bir pompa vasıtasıyla içerideki havayı dışarı pompaladı. Bundan sonra, yarım küreler ayrılamadı. Üstelik, ortaya çıkan kürenin her iki ucundaki demir halkalara bağlı on altı at bunu yapamadı.
Bu deney, dünyaya çevredeki nesneler üzerindeki basıncın etkilerini gösterdi. Kürenin her iki tarafını da bu kadar sıkan bu kuvvetti. Yani, boyutu gerçekten etkileyici. İki yıl sonra, bu olağanüstü deneyim Magdeburg'da tekrarlandı. Zaten 24 at küreyi kırmaya çalıştı, ancak aynı başarı ile. Deney sırasında kullanılan bu yarım küreler, Magdeburg adı altında tarihe geçti. Hala Alman Müzesinde tutuluyorlar.
Pascal'da bir atmosfer
Gezegenin gaz halindeki mantosunun basıncı nasıl hesaplanır? Havanın yoğunluğu ve hava kabuğunun yüksekliği kesin olarak bilinseydi hiçbir şey daha kolay olmazdı. Ancak 17. yüzyılda bilim adamları henüz böyle şeyleri bilemediler. Ancak, mükemmel bir iş çıkardılar. Ve bu ilk olarak Galileo'nun bir öğrencisi - İtalyan Torricelli tarafından yapıldı.
Bir metre uzunluğunda bir cam tüp aldı ve uçlarından birini lehimledikten sonra içini cıva ile doldurdu. Ve açık kısmı aynı madde ile bir kaba indirdi. Aynı zamanda, tüpten gelen cıvanın bir kısmı aşağı koştu. Ancak, hepsi dökülmedi. Ve kalan sütunun yüksekliği yaklaşık 760 mm idi. Daha sonra bir atmosferde kaç Pascal olduğunu hesaplamayı kolaylaştıran bu deneyimdi. Bu sayı yaklaşık101.300 Pa'dır. Bu, normal atmosfer basıncının değeridir.
Torricelli'nin deneyinin açıklaması
Atmosferin basıncı tüm karasal cisimleri etkiler. Ancak algılanamaz, çünkü nesnelerin kendilerinde ve canlı organizmalarda bulunan havanın etkisiyle dengelenir. Magdeburg yarım küreleriyle yapılan deney, gazın hemen hemen her yere nüfuz etme kabiliyetine sahip olmasaydı ne olacağını etkili bir şekilde gösterdi. Ortaya çıkan kürede yapay olarak havasız bir alan yaratıldı. Sonuç olarak, Pascals'ta, basınç değeri zaten bildiğimiz gibi çok önemli olan, her taraftan tek bir atmosfer tarafından sıkıştırılmış, alışılmadık derecede güçlü ve ayrılmaz olduğu ortaya çıktı.
Pompaların temelinde aynı yasalar yatmaktadır. Sıvı, oluşan havasız boşluğa akar. Mevcut hava basıncı ve maddeler birbirini dengeleyene kadar yükselir. Ve kolonun yüksekliği sıvının yoğunluğuna bağlıdır.
Bunu bilen Torricelli, bir atmosferin yarattığı basıncı ölçtü. Tabii ki yine de bu değeri Pascal'a çeviremedi. Bu daha sonra yapıldı. Bu nedenle, onu milimetre cıva cinsinden ölçtü. Atmosfer basıncının zamanımızda genellikle benzer birimlerle ölçüldüğü bilinmektedir.
Atmosferleri Pascal'a dönüştürme
Basınç birimlerinin adını taşıyan Fransız Blaise Pascal (portresi biraz daha yukarıda), Torricelli'nin deneylerini öğrenerek,cıvaya ek olarak su ve diğer sıvıları kullanarak farklı yüksekliklerde benzer deneyleri tekrarladı. Ve bu, o günlerde pek çok şüphe olmasına rağmen, nihayet atmosfer basıncının karasal cisimler ve maddeler üzerindeki varlığını ve etkisini kanıtladı.
Aşağıda atmosferlerdeki basıncın Pascal ve diğer birimlere nasıl dönüştürüleceği gösterilmektedir.
Bu değer sabit değildir ve birçok göstergeye bağlıdır. Her şeyden önce, deniz seviyesinden yükseklikten. Pascal'ın kanıtladığı gibi, dağın zirvesine ne kadar tırmanırsanız, o kadar az basınç olur. Bu kolayca açıklanabilir. Sonuçta, yoğunluğu gibi hava kabuğunun derinliği de azalır. Ve zaten yaklaşık 5.5 km'ye eşit bir yükseklikte, basınç göstergeleri yarıya indi. Ve 11 km tırmanırsanız bu değer dört kat azalacaktır.
Ayrıca, atmosfer basıncı hava durumuna bağlıdır. Bu nedenle bu göstergenin tahminlerinde önemli olduğu düşünülmektedir. Örneğin, yaz aylarında basınç ne kadar yüksek olursa, o gün güneşin ışınlarıyla memnun olması ve yağış olmaması o kadar olasıdır.
