Атмосферное давление

О том, что все газы имеют массу, мы часто склонны забывать. Помните ли вы, например, что 1 кубический метр воздуха имеет массу более килограмма? Если забыли – загляните в таблицу плотностей в § 2-г. Из этого следует, что масса воздуха, находящегося в классе, составляет примерно 200–300 килограммов!

Проделаем опыт, который подтвердит, что воздух действительно имеет массу. Взгляните на рисунок «а». Вы видите, что к левой чаше весов подвешен стеклянный шар, а на самой чаше лежит пробка с трубкой и зажимом. На правой чаше стоит гиря, уравновешивающая вес предметов, находящихся слева: пробки, трубки, зажима и шара, в котором есть окружающий нас воздух.

Взгляните на рисунок «б». Шар отцепили от чаши и присоединили к насосу. Некоторое время воздух из шара откачивали.

Затем трубку пережали зажимом, а шар опять подвесили к чаше (рис. «в»). Мы видим, что теперь гиря «перевешивает», следовательно, масса шара стала меньше массы гири. Другими словами, откачанный воздух обладает массой. Её можно измерить при помощи весов и гирь. Зная объём шара, можно даже подсчитать плотность воздуха.

Существование массы воздуха – причина того, что он, притягиваясь к Земле, имеет вес. Известно, например, что атмосферный воздух, расположенный над площадью поверхности Земли в 1 м² имеет огромный вес – около 100 тысяч ньютонов!

Как известно, воздух окружает всю Землю в виде шарообразного слоя, поэтому воздушную оболочку Земли называют атмосферой (греч. «атмос» – пар, воздух; «сфера» – шар). Как и всякое другое тело она притягивается к Земле. Действуя на тела своим весом, атмосфера создает давление, называемое атмосферным давлением. Согласно закону Паскаля оно распространяется в дома, пещеры, шахты и действует на все тела, соприкасающиеся с атмосферным воздухом.

Космические полеты показали, что атмосфера возвышается над поверхностью Земли на несколько сотен километров, становясь все более разреженной (менее плотной). Постепенно она переходит в безвоздушное пространство – вакуум (лат. «пустота»).

Существованием атмосферного давления объясняется множество явлений. Рассмотрим одно из них – поднятие жидкости за поршнем. Обратимся к рисунку.

Если резко поднять рукоятку поршня, то между ним и жидкостью образуется безвоздушное пространство, давление в котором практически равно нулю. Поэтому атмосферное давление, воздействуя на поверхность жидкости в сосуде (голубые стрелки), вгонит жидкость вверх по трубке в пространство с меньшим давлением. Но если же поршень поднимать плавно, то внешне всё будет выглядеть так, как будто бы жидкость «сама собой» поднимается за поршнем.