Каким образом было измерено что среднее атмосферное давление равно 760 мм ртутного столба ?

Question

Относительное давление — это разница между давлением в системе (например в баллоне) и внешним давлением атмосферы. Точка отсчета для измерения относительного давления это текущее давление на поверхности нашей планеты, которое в среднем равно 760 мм ртутного или 9, 81 метров водного столба. (101325 Паскалей) . Относительное давление может быть больше или меньше атмосферного. Большее давление относительно атмосферного давления измеряет манометр (положительное давление) , а меньшее давление относительно атмосферного измеряет вакуумметр (разряжение, вакуум, отрицательное давление) .

Answer 1

Измерение

среднего атмосферного давления

 760 мм ртутного столба связано с классическим экспериментом

Торричелли (1643 г. )

, который впервые показал, что воздух оказывает давление.

Идея эксперимента

Эванджелиcта Торричелли предположил, что воздух оказывает

давление на жидкость

. Чтобы это проверить, он использовал

ртуть

, потому что:

Она очень плотная (13, 6 г/см³) , поэтому столб ртути не будет слишком высоким.

Её легко измерить и наблюдать.

Установка эксперимента

Берут

стеклянную трубку

 длиной около 1 м, закрытую с одного конца.

Тщательно

заполняют ртутью

Закрытый конец трубки плотно удерживают, затем

переворачивают и погружают открытым концом в ртутную ванну

Что происходит:

Часть ртути остаётся в трубке.

Между верхом ртутного столба и закрытым концом трубки образуется почти вакуум (торричеллиев вакуум) .

Высота ртутного столба

устанавливается на уровне, где сила тяжести ртути уравновешивается атмосферным давлением

Наблюдение

Торричелли измерил

высоту ртутного столба

: она оказалась около

760 мм при нормальных условиях

Это стало первой прямой

измеренной величиной атмосферного давления

Физическая интерпретация

Давление атмосферы pатмp_{\text{атм}}pатм​ уравновешивает вес ртутного столба:

pатм=ρghp_{\text{атм}} = \rho g hpатм​=ρgh

ρ\rhoρ — плотность ртути (≈ 13, 6·10³ кг/м³) ,

ggg — ускорение свободного падения (≈ 9, 81 м/с²) ,

hhh — высота столба ртути (≈ 0, 76 м) .

Подставив эти значения, получаем pатм≈1, 01⋅105p_{\text{атм}} \approx 1, 01 \cdot 10^5pатм​≈1, 01⋅105 Па, что соответствует

760 мм рт. ст.

То есть

760 мм рт. ст. — это не абстрактная цифра

, а результат

баланса силы тяжести ртути и давления воздуха