Kaikki maan elävät olennot eivät huomaa planeettamme suurenmoisen ilmakuoren heihin kohdistamaa painetta. Syynä on se, että he ovat syntymästään asti tottuneet ilmakehään, ja heidän organisminsa ovat biologisesti sopeutuneet siihen.
Sillä välin tällaisella kaasumaisella pilvellä on itse asiassa huomattava paino. Sitä pitää planeetan painovoima, minkä ansiosta se ei haihdu loputtomaan avaruuteen, joka ulottuu ylöspäin tuhat kilometriä. Ja tämä tarkoittaa, että ilmakuori kohdistaa painetta kaikkeen, joka sijaitsee maapallon pinnalla. Kuinka paljon yksi ilmakehä Pascalsissa on? Tiedemiehet onnistuivat ilmaisemaan ilmanpaineen numeroina jo 1600-luvulla.
Ilmakehän paine
Regensburgissa vuonna 1654 Otto von Guericke antoi keisari Ferdinand III:lle ja hänen tiedekollegoilleen upean kokemuksen. Saksalainen fyysikko otti kaksi onttoa kuparipuoliskoa, pienet (halkaisij altaan noin 35,6 cm). Sittenhän painoi ne tiukasti toisiaan vasten yhdistäen ne nahkarenkaalla ja pumppaa ilmaa sisältä sisäpuolelta putken ja pumpun avulla. Sen jälkeen pallonpuoliskoja ei voitu erottaa. Lisäksi kuusitoista hevosta, jotka oli sidottu rautarenkaisiin syntyneen pallon kummallakin puolella, eivät pystyneet siihen.
Tämä koe osoitti maailmalle paineen vaikutukset ympäröiviin esineisiin. Juuri tämä voima puristi pallon molempia osia niin paljon. Joten sen koko on todella vaikuttava. Kaksi vuotta myöhemmin merkittävä kokemus toistettiin Magdeburgissa. Siellä jo 24 hevosta yritti murtaa pallon, mutta samalla menestyksellä. Nämä kokeen aikana käytetyt pallonpuoliskot jäivät historiaan Magdeburgin nimellä. Niitä säilytetään edelleen Saksan museossa.
Yksi tunnelma Pascaleissa
Miten lasketaan planeetan kaasumaisen vaipan paine? Mikään ei olisi helpompaa, jos ilman tiheys ja ilmakuoren korkeus tiedettäisiin tarkasti. Mutta 1600-luvulla tiedemiehet eivät voineet vielä tietää sellaisia asioita. He tekivät kuitenkin erinomaista työtä. Ja tämän teki ensin Galileon oppilas - italialainen Torricelli.
Hän otti metrin pituisen lasiputken ja täytti sen elohopealla juotettuaan yhden pään. Ja hän laski avoimen osan astiaan, jossa oli samaa ainetta. Samaan aikaan osa putken elohopeasta syöksyi alas. Kaikki eivät kuitenkaan valuneet ulos. Ja jäljellä olevan pylvään korkeus oli noin 760 mm. Tämä kokemus teki myöhemmin helpoksi laskea, kuinka monta Pascalia on yhdessä ilmakehässä. Tämä luku on noinon 101 300 Pa. Tämä on normaalin ilmanpaineen arvo.
Toricellin kokeen selitys
Ilmakehän paine vaikuttaa kaikkiin maakappaleisiin. Mutta se on huomaamaton, koska sitä tasapainottaa ilman vaikutus, joka on itse esineissä ja elävissä organismeissa. Kokeilu Magdeburgin pallonpuoliskoilla osoitti kaunopuheisesti, mitä tapahtuisi, jos kaasulla ei olisi kykyä tunkeutua melkein kaikkialle. Tuloksena olevaan palloon luotiin keinotekoisesti ilmaton tila. Tämän seurauksena se osoittautui epätavallisen vahvaksi ja erottamattomaksi, joka puristaa kaikilta puolilta yksi ilmakehä, pascaleissa, jonka painearvo, kuten jo tiedämme, on erittäin merkittävä.
Pumppujen taustalla ovat samat lait. Neste ryntää muodostuneeseen ilmattomaan tilaan. Se nousee, kunnes olemassa oleva ilmanpaine ja aineet tasapainottavat toisiaan. Ja kolonnin korkeus riippuu nesteen tiheydestä.
Tietäen tämän Torricelli mittasi yhden ilmakehän aiheuttaman paineen. Hän ei tietenkään vieläkään kyennyt kääntämään tätä arvoa pascaleiksi. Tämä tehtiin myöhemmin. Siksi hän mittasi sen elohopeamillimetreinä. Tiedetään, että ilmanpainetta mitataan yleensä samanlaisissa yksiköissä meidän aikanamme.
Miten tunnelmat muunnetaan pascaleiksi
Ranskalainen Blaise Pascal (hänen muotokuvansa on hieman korkeampi), jonka nimen mukaan paineyksiköt on nimetty, saatuaan tietää Torricellin kokeista,toisti samanlaisia kokeita eri korkeuksilla käyttäen elohopean lisäksi vettä ja muita nesteitä. Ja tämä vihdoin osoitti ilmakehän paineen olemassaolon ja vaikutuksen maakappaleisiin ja aineisiin, vaikkakin tuohon aikaan oli monia epäilijöitä.
Seuraava näyttää, kuinka ilmakehän paine muunnetaan pascaleiksi ja muiksi yksiköiksi.
Tämä arvo ei ole vakio ja riippuu monista indikaattoreista. Ensinnäkin merenpinnan yläpuolelta. Kuten Pascal osoitti, mitä korkeammalle vuoren huipulle kiipeät, sitä vähemmän paineita tulee. Tämä on helppo selittää. Loppujen lopuksi ilmakuoren syvyys pienenee, samoin kuin sen tiheys. Ja jo noin 5,5 km:n korkeudessa paineindikaattorit puolittuvat. Ja jos kiipeät 11 km, tämä arvo pienenee neljä kertaa.
Lisäksi ilmanpaine riippuu säästä. Siksi tätä indikaattoria pidetään merkittävänä sen ennusteissa. Esimerkiksi mitä korkeampi paine kesällä, sitä todennäköisemmin aurinko tänä päivänä miellyttää säteillään eikä sadetta tule.
