Měření atmosférického tlaku

11.05.2013 23:08

zajímavý článek - zde  E - learning -zde zde  měřidla atmosférického tlaku - zde

 

Pokus:

Zkumavku naplníme vodou a ponoříme dnem vzhůru do jiné nádoby, vysuneme tak vysoko, že hrdlo zkumavky je těsně pod hladinou.

Voda ze zkumavky nevyteče, tlaková síla atmosférického tlaku ji udrží. Udrží sloupec vody o výšce h.

Jak vysoký by mohl být tento sloupec vody?

asi 10 m!!!

výšce  h = 10 m odpovídá hydrostatický tlak:

ph = h ρvodyg

ph = 10 . 1000 . 10 = 100 000 Pa = 1000 hPa

tento tlak je v rovnováze s atmosférickým tlakem nad hladinou

            ph = pa

tj. atmosférický tlak vzduchu je asi 1000 hPa

-----------------------------------------------------------------------

Měření atmosférického tlaku - otázky:

  1. Vyteče voda z naplněné zkumavky, která je otočena dnem vzhůru a ponořena v nádobě s vodou tak, že má hrdlo pod hladinou? Nakresli obrázek.
  2. Jak vysoký by mohl být sloupec vody, který by se takto „udržel“?
  3. Která síla „drží“ sloupec vody z otázky 1?
  4. Napiš vzorec pro výpočet hydrostatického tlaku vody, vysvětli, které veličiny se ve vzorci objevují.
  5. Porovnej atmosférický tlak vzduchu a hydrostatický tlak vody ve zkumavce.
  6. Jaká je běžná hodnota atmosférického tlaku?

Velikost atmosférického tlaku poprvé změřil v 1. pol. 17. stol. italský fyzik Evangelista Torricelli -  podle něj Torricelliho pokus.

Atmosférický tlak změřil pomocí hydrostatického tlaku rtuťového sloupce o výšce cca 75 cm. Použil k tomu cca 1 m dlouhou, velmi úzkou trubici – tzv. kapiláru, v níž se dal tento pokus provést. Nad hladinou rtuti v kapiláře je vzduchoprázdno – tzv. Torricelliho vakuum.

Poznámka:  Rtuť použil Torricelli proto,  že má ze všech kapalin největší hustotu a výška sloupce je tak nejmenší možná. Kdyby použil místo rtuti vodu, musel by mí trubici dlouhou více než 10 metrů.

pa = ph = h . ρ . g = 0.75 m . 13 500 kg/m3 . 10 N/kg = 101 000 Pa = 101 kPa = 1 010 hPa

Takto změřený atmosférický tlak o hodnotě cca 101 kPa (101 325 Pa přesně) byl označen jako tzv. normální atmosférický tlak.

Atmosférický tlak určil Torricelli pomocí hydrostatického tlaku sloupce rtuti, který se tlakem atmosférického vzduchu udrží v trubici.

Poznámka: Při měření atmosférického tlaku se setkáme s jednotkou hektopascal – hPa = 100 Pa = 0,1 kPa. Tato jednotka byla zavedena jako ekvivalent dřívější jednotky milibar

Na principu Torricelliho pokusu byl sestrojen pro měření atmosférického tlaku rtuťový tlakoměr. Daleko častěji se však setkáme s tzv. aneroidem (lidově barometrem), který je mnohem menší, praktičtější a jehož princip je patrný z obrázku..                              aneroid

http://cs.wikipedia.org/wiki/Barometr

http://cs.wikipedia.org/wiki/Barograf

 

-----------------------------------------------------------------------------------------

Torricelliho pokus - otázky:

  1. Popiš, jaký pokus provedl Torricelli (pomůcky, uspořádání).
  2. Co chtěl tímto pokusem změřit?
  3. Proč k pokusu nepoužil vodu?
  4. Napiš vzorec pro výpočet hydrostatického tlaku kapaliny použité při Torricelliho pokusu, vysvětli, které veličiny se ve vzorci objevují.
  5. Mění se výška sloupce kapaliny v Torriceliho pokusu:
    1. Při změně délky trubice?
    2. Při naklonění trubice?
  6. Změnila by se výška sloupce při použití jiné kapaliny? Proč?