Исторический опыт отто фон герике (1654 год)

К выводу о существовании атмосферного давления немецкий физик Отто фон Герике (1602-1686) пришел независимо от Торричелли (об опытах которого он узнал с опозданием на девять лет). Откачивая как-то воздух из тонкостенного металлического шара, Герике вдруг увидел, как этот шар сплющился. Размышляя над причиной аварии, он понял, что расплющивание шара произошло под действием давления окружающего воздуха.

Открыв атмосферное давление, Герике построил около фасада своего дома в г. Магдебурге водяной барометр, в котором на поверхности жидкости плавала фигурка в виде человечка, указывающего на деления, нанесенные на стекле.

В 1654 г. Герике, желая убедить всех в существовании атмосферного давления, произвел знаменитый опыт с «магдебургскими полушариями». На демонстрации опыта присутствовали император Фердинанд III и члены Регенсбургского рейхстага. В их присутствии из полости между двумя сложенными вместе металлическими полушариями выкачали воздух. При этом силы атмосферного давления так сильно прижали эти полушария друг к другу, что их не смогли разъединить несколько пар лошадей. Ниже представлена знаменитый рисунок Г. Шотта, на котором изображены 16 лошадей, по 8 с каждой стороны от металлических Магдебургских полушарий, между которыми создан вакуум. Полушария прижимает друг к другу не что иное как атмосферное давление, и эта сила столь велика, что оторвать полушария друг от друга не может даже такая приличная упряжь.

ВОДЯНОЙ БАРОМЕТР ПАСКАЛЯ (1646 г)

Опыты Торричелли заинтересовали многих ученых – его современников. Когда о них узнал фрацузский ученый Блез Паскаль, он повторил их с разными жидкостями (маслом, вином и водой).

На рисунке изображен водяной барометр, созданный Паскалем в 1646 г. Столб воды, уравновешивающий давление атмосферы, оказался намного выше столба ртути. Он оказался равен 10,3 метра.

ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ ПО АТМОСФЕРНОМУ ДАВЛЕНИЮ

Рассмотрим ряд опытов, связанных с действием атмосферного давления. Воздух имеет вес:

С помощью вакуумного насоса откачаем из стеклянной колбы воздух и уравновесим колбу на рычажных весах. Откроем краник и запустим воздух в колбу, и мы видим, что равновесие весов нарушилась. Этот опыт убедительно показывает, что воздух имеет вес. Поэтому воздух оказывает давление на все предметы вблизи поверхности Земли. Атмосферное давление это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле и тепловым движеним молекул воздуха.

Надувание детского шарика откачиванием воздуха!?:

Почему при выкачивании воздуха из-под колокола насоса, находящегося на его тарелке, камера детского, воздушного шарика с хорошо завязанным отростком начинает, как бы надуваться?

Ответ: Внутри камеры давление все время остается постоянным(атмосферное), а снаружи уменьшается. Вследствие разности давлений шарик «надувается».

Опыт с пробиркой с заткнутой резиновой пробкой:

Можно поставить аналогичный опыт с пробиркой с заткнутой резиновой пробкой. При откачивании воздуха из-под колокола пробка из склянки вылетает?! Почему?  Ответ: Пробка вылетает вследствие разности давлений: в колбе давление атмосферное, а вне ее, под колоколом, пониженное.

Еще один опыт с пробирками:

Берем две такие пробирки, чтобы одна из них могла свободно входить в другую. В широкую нальем немного воды, а затем вставим в нее короткую узкую пробирку. Если теперь перевернуть пробирки, то мы увидим, что узкая пробирка не упадет, а, наоборот, по мере вытекания воды будет подниматься вверх, втягиваясь в широкую пробирку. Почему же это происходит?

Ответ: Давление внутри большой пробирки меньше наружного, вследствие вытекания воды там организовался пустота, поэтому атмосферное давление загоняет маленькую пробирку вовнутрь большого.

Перевернутый стакан:

Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его листком бумаги, плотно прикрыв его рукой, перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Почему это происходит?

Ответ: Воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной.

Опыт с магдебургскими полушариями:

Берем две самодельные железные полушария (диаметр 10 см.) Края полушарий смажем жидким машинным маслом, слегка прижимаем их друг к другу и откачаем с помощью вакуумного насоса воздух. Закроем краник и, как показано на фотографии, повесим на них двух килограммовую гирю, полушария не отрываються. Внутри полушария воздуха нет, или его мало, поэтому наружное атмосферное давление их плотно прижимает друг к другу и не дает им разорваться. В 1654 году немецкий физик Отто фон Герике, желая убедить всех в существовании атмосферного давления, произвел знаменитый опыт в г. Магдебурге с подобными полушариями диаметром около одного метра, где их не смогли разорвать восемь пар лошадей. В честь этого знаменитого опыта такие полушария назвали «магдебургскими полушариями».