A Föld összes élőlénye nem veszi észre, hogy bolygónk grandiózus léghéja milyen nyomást gyakorol rájuk. Ennek az az oka, hogy születésüktől fogva hozzá vannak szokva a légköri hatáshoz, és szervezetük biológiailag alkalmazkodott ehhez.
Eközben egy ilyen gáznemű felhőnek valóban jelentős súlya van. A bolygó gravitációja tartja, ennek köszönhetően nem párolog el a végtelen űrbe, ezer kilométeren keresztül nyúlik felfelé. Ez pedig azt jelenti, hogy a levegőhéj mindenre nyomást gyakorol, ami a földgömb felszínén található. Mennyi egy atmoszféra Pascalsban? A tudósoknak a 17. században sikerült számokban kifejezni a légnyomást.
Légköri nyomás
1654-ben Regensburgban Otto von Guericke látványos élményben részesítette III. Ferdinánd császárt és tudóstársait. A német fizikus két kis méretű (kb. 35,6 cm átmérőjű) üreges rézfélgömböt vett elő. Azutánszorosan egymáshoz szorította, bőrgyűrűvel összekötve, és egy betétcső és egy szivattyú segítségével kiszivattyúzta belülről a levegőt. Ezt követően a féltekéket nem lehetett szétválasztani. Ráadásul a keletkezett gömb mindkét oldalán tizenhat ló vaskarikára kötve nem tudta megtenni.
Ez a kísérlet bemutatta a világnak a nyomás hatásait a környező tárgyakra. Ez az erő szorította annyira a gömb mindkét részét. Tehát a mérete valóban lenyűgöző. Két évvel később a figyelemre méltó élmény megismétlődött Magdeburgban. Már 24 ló próbálta megtörni a gömböt, de ugyanolyan sikerrel. Ezek a kísérlet során használt félgömbök Magdeburg néven vonultak be a történelembe. Még mindig a Német Múzeumban őrzik őket.
Egy atmoszféra Pascalsban
Hogyan számítható ki a bolygó gázköpenyének nyomása? Mi sem lenne könnyebb, ha pontosan ismernénk a levegő sűrűségét és a léghéj magasságát. De a 17. században a tudósok még nem tudhattak ilyesmit. Ennek ellenére kiváló munkát végeztek. És ezt először Galilei tanítványa, az olasz Torricelli tette.
Vett egy méteres üvegcsövet, és megtöltötte higannyal, miután megforrasztotta az egyik végét. És leeresztette a nyitott részt egy edénybe ugyanazzal az anyaggal. Ugyanakkor a csőből származó higany egy része lerohant. Azonban nem minden ömlött ki. És a fennmaradó oszlop magassága körülbelül 760 mm volt. Ez volt az a tapasztalat, amely a későbbiekben megkönnyítette annak kiszámítását, hogy hány Pascal van egy atmoszférában. Ez a szám kb101 300 Pa. Ez a normál légköri nyomás értéke.
Torricelli kísérletének magyarázata
A légkör nyomása minden földi testre hatással van. De észrevehetetlen, mert a levegő hatása egyensúlyozza ki, amely magában a tárgyakban és az élő szervezetekben van. A magdeburgi féltekékkel végzett kísérlet ékesszólóan megmutatta, mi történne, ha a gáz nem képes szinte mindenhová behatolni. Az így létrejött gömbben mesterségesen levegőtlen teret alakítottak ki. Ennek eredményeként szokatlanul erősnek és szétválaszthatatlannak bizonyult, minden oldalról egy atmoszférával, pascalban összenyomva, amelynek nyomásértéke, mint már tudjuk, igen jelentős.
Ugyanazok a törvények támasztják alá a szivattyúkat. A kialakult levegőtlen térbe folyadék zúdul. Addig emelkedik, amíg a meglévő légnyomás és anyagok kiegyenlítik egymást. Az oszlop magassága pedig a folyadék sűrűségétől függ.
Ennek ismeretében Torricelli megmérte az egy atmoszféra által létrehozott nyomást. Természetesen ezt az értéket továbbra sem tudta pascalra fordítani. Erre később került sor. Ezért higanymilliméterben mérte. Ismeretes, hogy korunkban a légköri nyomást általában hasonló mértékegységekben mérik.
Hogyan lehet átkonvertálni az atmoszférát Pascal-ra
A francia Blaise Pascal (arcképe egy kicsit magasabban van), akinek nevéről a nyomásmértékegységek elnevezték, megismerve Torricelli kísérleteit,megismételt hasonló kísérleteket különböző magasságokban, higany mellett vizet és más folyadékokat is felhasználva. És ez végül bebizonyította a légköri nyomás jelenlétét és hatását a földi testekre és anyagokra, bár akkoriban sok kételkedő volt.
Az alábbiakban bemutatjuk, hogyan lehet átváltani a nyomást atmoszférában Pascal-ra és más mértékegységekre.
Ez az érték nem állandó, és sok mutatótól függ. Először is a tengerszint feletti magasságból. Ahogy Pascal bebizonyította, minél magasabbra mássz a hegy tetejére, annál kisebb lesz a nyomás. Ez könnyen megmagyarázható. Hiszen a levegőhéj mélysége csökken, ahogy a sűrűsége is. És már körülbelül 5,5 km-es magasságban a nyomásmutatók felére csökkennek. És ha 11 km-t mászik, akkor ez az érték négyszeresére csökken.
Ezenkívül a légköri nyomás az időjárástól is függ. Ezért ezt a mutatót jelentősnek tartják az előrejelzéseiben. Például minél nagyobb a nyomás nyáron, annál valószínűbb, hogy ezen a napon a nap tetszeni fog a sugaraival, és nem lesz csapadék.
