الهواء جزء لا يتجزأ من حياتنا. أتساءل ما إذا كان العلماء قد أجروا تجارب على وزن الهواء وهل حققوا أي نتائج؟
هل للهواء وزن؟
يمكن الإجابة على هذا السؤال بالتأكيد: الهواء هو خليط من الغازات ، لذلك لا يمكن أن يكون عديم الوزن. 98 ٪ من النيتروجين والأكسجين ، 2 ٪ المتبقية هي غازات أخرى. في المقابل ، يتكون كل مكون من مكونات الهواء من الذرات والجزيئات - أصغر الجسيمات.
هل من الممكن إثبات أن الهواء له وزن؟ للقيام بذلك ، مجرد تجربة بسيطة. من الضروري نفخ بالونين بنفس الحجم وربطهما بخيط بنهايات قلم رصاص عادي يقع أفقياً. في هذا الوضع ، سيحافظ الهيكل على التوازن ، لأن وزن الكرتين هو نفسه.
في المرحلة التالية ، من الضروري اختراق إحدى الكرات - سيغير قلم الرصاص موقفه على الفور بسبب الميزة ، لأنه يتم إطلاق الهواء من كرة واحدة. تثبت هذه التجربة أن الهواء له وزن.
حقيقة مثيرة للاهتمام: يتغير وزن الهواء مع الارتفاع - يكون أخف في الجبال ، ولكن في المناطق المسطحة يكون أثقل. هذا يرجع إلى حقيقة أنه مع زيادة الارتفاع يصبح أكثر طراوة. هذا يعني أن الضغط ينقص ، كمية الأكسجين والمواد الأخرى تنخفض. هذا هو السبب في صعوبة التنفس في الجبال. بالقرب من المسطحات المائية ، يكون الهواء أثقل بسبب العدد الأكبر من قطرات الماء فيه.
يشكل الهواء المحيط بنا جو الأرض ويخضع لجاذبية.لذلك ، تمارس ضغطًا معينًا على سطح الأرض. كثافة الهواء 1.2 كجم / م 3.
دراسة الهواء في الماضي
ولأول مرة ، أثبت العالم إيفانجليستا توريسيلي ، أحد أتباع غاليليو غاليلي ، وجود الضغط الجوي. في عام 1643 ، أجرى تجربة مع الزئبق. استخدمت أنبوبًا بطول 1 م ملأته تمامًا بالزئبق. يوجد في أحد طرفي الأنبوب ثقب مفتوح ، والآخر ثقب مغلق.
تورسيلي أيضا تضمنت سفينة أخرى مع معدن سائل. قام بخفض أنبوب العداد بفتحة مفتوحة في الوعاء. بدأ الزئبق في التسرب ، لكن هذه العملية توقفت عند حوالي 760 ملم.
أصبح من الواضح أن بعض القوة مارست ضغطًا على سطح الزئبق في الجزء العلوي من الوعاء. لذلك ثبت أن الهواء له وزن ، وأصبح أنبوب الزئبق النموذج الأولي للمقياس. يعتبر عمود الزئبق 760 مم الآن ضغطًا جويًا عاديًا عند درجة حرارة 0 ℃.
كيف تعرف وزن الغلاف الجوي للأرض؟
لذلك ، تم الكشف عن أنه لكل سنتيمتر مربع من سطح الأرض ، يضغط الهواء بقوة حوالي 1 كجم. بصريا ، يمكنك أن تتخيل كل سنتيمتر في شكل عمود هوائي. تسمى الغلاف الجوي للكوكب أيضًا المحيط الجوي. وهكذا يتكون الغلاف الجوي من عدد كبير من هذه الأعمدة.
يبقى لمعرفة مقدار cm² الموجودة على سطح الكوكب. هذه المعلومات معروفة - سطح الأرض هو 510 مليون كيلومتر مربع أو 51 × 10 متر مربع. كم 1 كم تحتوي على 1010 سنتيمترات مربعة.
اتضح أن 51 × 107 × 1010 = 51 × 1017 سم2 هو عدد المواقع الهوائية على سطح الكوكب بأكمله.نفس الكمية تقابل وزن كل الهواء على الأرض بالكيلوغرام أو 51 × 1014 بالطن.
حقيقة مثيرة للاهتمام: إذا ضغط الهواء بقوة كبيرة على كل شخص ، فلماذا في هذه الحالة يبقى هذا الضغط غير محسوس؟ والحقيقة هي أنه يوجد في أجسامنا هواء أيضًا ، يوفر المقاومة ويعادل الضغط.
ليس من الصعب إثبات أن الهواء له وزن بمساعدة تجارب بسيطة. وتتكون من غازات مختلفة ، وذرات وجزيئات ، مثل أي مادة. تجذب الجاذبية الغلاف الجوي للأرض ، لذلك هناك مفهوم الضغط الجوي. على قطعة 1 سم2 مكابس هواء بقوة 1 كجم. إذا أجريت حسابات بسيطة ، بالنظر إلى سطح الكرة الأرضية بأكمله ، فإن وزن كل الهواء على الكوكب هو 51 × 1014 طن
