EKSPERIMENTO SA TORRICELLI: PAGSUKAT NG PRESYON NG ATMOSPERA, KAHALAGAHAN - PISIKAL - 2025

Ang eksperimento na si Torricelli ay isinagawa ng pisikal at Italyanong matematiko na si Evangelista Torricelli noong 1644 at nagresulta sa unang pagsukat ng presyon ng atmospera.

Ang eksperimento na ito ay lumitaw mula sa pangangailangan upang mapagbuti ang suplay ng tubig sa mga lungsod. Si Evangelista Torricelli (1608-1647), na isang matematiko sa korte sa Grand Duke ng Tuscany Ferdinand II, ay nag-aral ng mga haydroliko na fenomena kasama si Galileo.

Larawan 1. Eksperimento ni Torricelli, kung saan ang haligi ng mercury ay tumataas ng 760 mm dahil sa presyon ng atmospera. Pinagmulan: F. Zapata.

Ang eksperimento

Noong 1644, ginawa ni Torricelli ang sumusunod na eksperimento:

- Ipinakilala niya ang mercury sa isang tubo na 1 m ang haba, nakabukas sa isang dulo at sarado sa kabilang linya.

- Nang ganap na puno ang tubo, inilipat niya ito at itinapon sa isang lalagyan na naglalaman din ng mercury.

- Napansin ni Torricelli na ang haligi ay bumaba at huminto sa taas na 76 cm.

- Napansin din niya na ang isang vacuum ay nabuo sa puwang na libre, bagaman hindi perpekto.

Inulit ni Torricelli ang eksperimento gamit ang iba't ibang mga tubes. Gumawa pa siya ng isang maliit na pagkakaiba-iba: nagdagdag siya ng tubig sa balde, na, na mas magaan, lumutang sa mercury. Pagkatapos ay dahan-dahang itinaas niya ang tubo na naglalaman ng mercury sa ibabaw ng tubig.

Pagkatapos bumaba ang mercury at tumaas ang tubig. Ang vacuum na nakuha, tulad ng nasabi na namin, ay hindi perpekto, dahil palaging may mga labi ng singaw ng mercury o tubig.

Ang pagsukat ng presyon ng atmospera

Ang kapaligiran ay isang halo ng mga gas kung saan namamayan ang nitrogen at oxygen, na may mga bakas ng iba pang mga gas tulad ng argon, carbon dioxide, hydrogen, mitein, carbon monoxide, singaw ng tubig at osono.

Ang gravitational na pang-akit na ginawa ng Earth ay may pananagutan sa pagpapanatiling buong paligid ng planeta.

Siyempre, ang komposisyon ay hindi pantay, at alinman ang density, dahil depende ito sa temperatura. Malapit sa ibabaw mayroong isang mahusay na halaga ng alikabok, buhangin at pollutants mula sa natural na mga kaganapan at mula sa aktibidad ng tao. Ang mas mabibigat na molekula ay mas malapit sa lupa.

Dahil napakaraming pagkakaiba-iba, kinakailangan upang pumili ng isang sanggunian ng sanggunian para sa presyon ng atmospera, na para sa kaginhawahan ay nakuha bilang antas ng dagat.

Narito hindi lamang ang anumang antas ng dagat, dahil na rin nagtatanghal ng mga pagbabago. Ang antas o datum ay pinili sa tulong ng ilang geodetic reference system na naayos ng karaniwang kasunduan sa pagitan ng mga eksperto.

Ano ang halaga ng presyon ng atmospera na malapit sa lupa? Natagpuan ni Torricelli ang halaga nito nang sinukat niya ang taas ng haligi: 760 mm ng mercury.

Ang Torricelli barometer

Sa tuktok ng tubo ang presyon ay 0, dahil ang isang vacuum ay naitatag doon. Samantala, sa ibabaw ng vat ng mercury, ang presyon ng P ₁ ay ang presyon ng atmospera.

Piliin natin ang pinagmulan ng sanggunian ng sanggunian sa libreng ibabaw ng mercury, sa tuktok ng tubo. Mula doon hanggang sa ibabaw ng mercury sa lalagyan, sukatin ang H, ang taas ng haligi.

Larawan 2. Ang Torricelli barometer. Pinagmulan: Pangkalahatang Pisika para sa Mga Engineer J. Lay. USACH.

Ang presyon sa puntong minarkahan ng pula, sa lalim ng ₁ ay:

Kung saan ang _Hg ay ang density ng mercury. Dahil y ₁ = H at Po = 0:

Dahil ang density ng mercury ay pare-pareho at ang gravity ay palagi, lumiliko na ang taas ng haligi ng mercury ay proporsyonal sa P _{1 ,} na siyang presyon ng atmospera. Pagsusulat ng mga kilalang halaga:

Ang yunit para sa presyon sa International System ay ang pascal, pinaikling Pa. Ayon sa eksperimento ni Torricelli, ang presyon ng atmospera ay 101.3 kPa.

Kahalagahan ng presyon ng atmospera para sa klima

Nabatid ni Torricelli na ang antas ng mercury sa tubo ay sumailalim sa kaunting mga pagkakaiba-iba araw-araw, kaya't ipinagbawas niya na ang presyon ng atmospera ay dapat ding magbago.

Ang pressure presyon ay responsable para sa karamihan sa klima, gayunpaman ang pang-araw-araw na pagkakaiba-iba nito ay hindi napansin. Ito ay dahil hindi nila napapansin ang mga bagyo o malamig, halimbawa.

Gayunpaman, ang mga pagkakaiba-iba ng presyon ng atmospera ay responsable para sa mga hangin, na kung saan ay nakakaimpluwensya sa pag-ulan, temperatura at kahalumigmigan na kahalumigmigan. Kapag ang lupa ay kumain, ang hangin ay lumalawak at may posibilidad na tumaas, na nagiging sanhi ng pagbagsak ng presyon.

Sa tuwing ipinapahiwatig ng barometro ang mataas na presyon ay maaaring asahan, habang may mababang presyur may posibilidad ng mga bagyo. Gayunpaman, upang gumawa ng tumpak na mga hula sa panahon, kailangan mo ng karagdagang impormasyon tungkol sa iba pang mga kadahilanan.

Siya

Kahit na ito ay kakaiba, dahil ang presyur ay tinukoy bilang lakas sa bawat unit area, sa meteorology ay may bisa na ipahayag ang presyon ng atmospera sa milimetro ng mercury, tulad ng itinatag ni Torricelli.

Ito ay dahil ang mercury barometer ay patuloy na ginagamit ngayon na may kaunting pagkakaiba-iba mula noong oras na iyon, upang sa karangalan ng Torricelli, ang 760 mm ng Hg ay katumbas ng 1 torr. Sa ibang salita:

Kung ginamit ni Torricelli ang tubig sa halip na mercury, ang taas ng haligi ay 10.3 m. Ang mercury barometer ay mas praktikal dahil mas siksik ito.

Ang iba pang mga yunit sa malawakang paggamit ay mga bar at millibars. Ang isang millibar ay katumbas ng isang hectopascal o 10 ² pascals.

Mga Altimeter

Ang isang altimeter ay isang instrumento na nagpapahiwatig ng taas ng isang lugar, na naghahambing sa presyon ng atmospheric sa taas na iyon sa lupa o sa ibang lugar ng sanggunian.

Kung ang taas ay hindi masyadong mahusay, sa prinsipyo maaari nating isipin na ang density ng hangin ay nananatiling pare-pareho. Ngunit ito ay isang pagtatantya, dahil alam namin na ang density ng kapaligiran ay bumababa nang may taas.

Gamit ang equation na ginamit sa itaas, ang density ng hangin ay ginagamit sa halip na ng mercury:

Sa pananalitang ito, ang P _o ay kinukuha bilang presyon ng atmospera sa antas ng lupa at P1 ay sa lugar na dapat matukoy ang taas:

Ang equation ng altimetric ay nagpapakita na ang presyur ay bumababa nang malaki sa taas: para sa H = 0, P ₁ = P _o at kung H → ∞, pagkatapos ay P ₁ = 0.

Mga Sanggunian

1. Figueroa, D. 2005. Serye: Physics para sa Agham at Engineering. Dami 5. Mga likido at Thermodynamics. Na-edit ni Douglas Figueroa (USB).
2. Kirkpatrick, L. 2007. Physics: Isang Tumingin sa Mundo. Ika-6 na minutong edisyon. Pag-aaral ng Cengage.
3. Lay, J. 2004. Pangkalahatang Pisika para sa Mga Engineer. USACH.
4. Mott, R. 2006. Mga Fluid Mechanics. Ika-4. Edisyon. Edukasyon sa Pearson.
5. Mga Strangeways, I. 2003. Pagsukat sa Likas na Kapaligiran. Ika-2. Edisyon. Pressridge University Press.