Tlak vzduchu vyvolaný tíhovou silou
Obsah

Tlak vzduchu vyvolaný tíhovou silou

V zemské atmosféře působí na tělesa atmosférická tlaková síla.

Atmosférická tlaková síla vzniká díky atmosféře obklopující naši Zemi a působí na všechna tělesa, která se v ní nacházejí.

Její existenci lze dokázat pokusem se sklenicí vody. Sklenici naplníme až po okraj vodou, přiklopíme ji např. papírovým táckem a otočíme. Voda nevyteče a tácek neodpadne. Je to způsobeno tím, že na tácek působí tlaková síla atmosféry.

http://www.fyzikalni-experimenty.cz/cz/mechanika/atmosfericky-tlak-prevracena-sklenice-s-vodou/

 

Obr. 1: Pokus se sklenicí s vodou

 

Tlak vyvolaný atmosférickou tlakovou silou nazýváme atmosférický tlak pa. Jeho hodnota se s rostoucí nadmořskou výškou snižuje (na každých 100 m se zmenší o 1,3 kPa). Hustota vzduchu se s nadmořskou výškou také zmenšuje.

 

obrazek

Obr. 2: Horolezec s kyslíkovou maskou

 

Torricelliho pokus:

Torricelliho pokus je měření atmosférického tlaku pa pomocí skleněné trubice, která je naplněná rtutí a na jednom konci zatavena.

Trubice má výšku 1 m, je naplněna rtutí a postavena svisle dnem vzhůru do další nádoby se rtutí. Otevřený konec je ponořen ve rtuti. Rtuť v trubici klesne na 75 cm a nad hladinou vzniká vakuum.

Rtuť udržuje v dané výšce atmosférická tlaková síla, která působí na rtuť v nádobce, do níž je trubice ponořena.

Hodnota atmosférického tlaku se rovná hodnotě hydrostatického tlaku rtuťového sloupce v Torricelliho trubici (ph = pa = 105 Pa = 1 000 hPa).

obrazek

Obr. 3: Schéma Torricelliho pokusu

 

Atmosférický tlak se mění s časem. Jeho změna způsobí změnu počasí.

normální atmosférický tlak pn = 1013,25 hPa

Přístroj na měření tlaku: tlakoměr (barometr), barograf

 

Princip barometru - aneroid:

http://kabinet.fyzika.net/aplety/aner/aner.htm

Osobnosti

EVANGELISTA TORRICELLI (1608 – 1647)

Torricelliho můžeme považovat za Galileiho žáka, který se zabýval mj. i broušením čoček do dalekohledů. Proslulý pokus s trubicí naplněnou rtutí a pak převrácenou vyvolal řadu otázek a zdaleka ne všichni byli o vzduchoprázdnu nad rtuťovým sloupcem přesvědčeni. Mnohé pokus nepřesvědčil a stále tvrdili, že v uzavřeném prostoru nad rtutí cosi je, “neboť sklo má velmi jemné póry, jimiž mohou pronikat paprsky světla, magnetu a jiné velmi drobounké částečky hmoty”. Tento názor sdílel např. i G. W. Leibniz. V této době definitivně padl názor na vzduch jako bezhmotnou a beztížnou substanci ve smyslu antického učení o čtyřech živlech. Méně je známo, že se Torricelli, stejně jako Galilei, pokoušel o konstrukci rtuťového teploměru. Roku 1644 vynalezl Torricelli rtuťový barometr.

http://www.converter.cz/fyzici/index.htm

Úkol

Vhodné i pro žáky ZŠ:

  • Připomeňte si pokus se sklenicí vody a táckem. Proč, pokud nepoužijeme tácek, voda ze sklenice vyteče? Na vodu přece působí také atmosférická tlaková síla?

  • Jak se nazývají čáry, které spojují místa se stejným tlakem?

  • Pozorujte změny tlaku před bouřkou a po bouřce.

Příklad

  • Jak vysoký by byl sloupec lihu při Torricelliho pokusu v trubici? Počítejte s normálním atmosférickým tlakem.

[12,8 m]

  • Jak velká atmosférická tlaková síla působí na čtvercovou dlaždici o rozměru 30 cm?

[9 120 N]

Laboratorní cvičení

Atmosférický tlak - kvinta - LP16

http://www.mojewiki.cz/exploratoriumfyziky/doku.php