Opět po roce jsme formou mezipředmětové kooperace Fyziky a Nauky o lesním prostředí realizovali názorný pokus zaměřený na stanovení hodnoty atmosférického tlaku.

Klasický postup měření tlaku vzduchu vychází z práce italského matematika a fyzika Evangelisty Torricelliho (1608-1647), který v roce 1643 navrhl určovat změny atmosférického tlaku pomocí trubice naplněné rtutí. Měření principiálně vychází ze srovnání tlaku, kterým působí na zemský povrch atmosféra a tlaku, který vyvolá sloupec kapalina v trubici o dostatečné délce.

Vzhledem k faktu, že současné podmínky nedovolují přímé použití rtuti jako náplně trubice, jsme v našem pokusu použili vodu, kterou jsme pro lepší pozorování obarvili hypermanganem. Výrazně menší hustota použité kapaliny současně vyžaduje použití trubice o výšce přibližně 11 metrů.

Při vlastní realizaci pokusu jsme trubici (v této chvíli pochopitelně zespodu uzavřenou) naplnili kapalinou. Následně jsme uzavřeli horní otvor a uvolnili spodní otvor ponořený v nádobě s vodou.

Postupný pokles hladiny kapaliny v trubici, který se zastavil ve výšce 9,85 m nad zemí, dokládal, že po otevření spodního otvoru byl (hydrostatický) tlak v trubici vyšší než tlak, který působila atmosféra na volnou hladinu v nádobě. Pokles se zastavil ve chvíli, kdy došlo k vyrovnání tlaku vně a uvnitř trubice.

Dalším přepočtem na tlak vyjádřený v obvyklých jednotkách, jsme zjistili, že změřené výšce 9,85 m odpovídá cca 966 hPa. Aktuální tlak změřený školním aneroidem činil 972 hPa, tj. odchylka mezi měřenými hodnotami činila méně než 1 %.

Torricelliho základní motivací pro měření tlaku vzduchu byla snaha pochopit povahu vzduchu a jeho chování. V té době existovaly různé teorie o povaze atmosféry, včetně představy, že jde o nekonečné, beztížné médium. Torricelli byl navíc studentem a spolupracovníkem Galilea Galileiho, jednoho z průkopníků moderní fyziky. Galileo již ve svých zkoumáních a pokusech položil základy pro pochopení chování plynů a konceptu atmosférického tlaku. Torricelli pravděpodobně viděl měření tlaku vzduchu jako způsob, jak dále pokračovat v Galileově práci a přispět k nově vznikající oblasti experimentální fyziky.

Kontakty

Telefon: +420 499 811 413
Mobil: +420 774 640 407
Email: cla@clatrutnov.cz

Adresa

Česká lesnická akademie Trutnov
střední škola a vyšší odborná škola
Lesnická 9, 541 01 Trutnov

Přihlásit se k odběru Newsletteru