Doświadczenie Torricellego - Polski Serwis Naukowy

Torricelli demonstruje doświaczenie z rtęcią

Probówka z rtęcią zanurzona w naczyniu

Doświadczenie Torricellego - przeprowadzone w 1643 r. przez Torricellego, ucznia Galileusza.

Torricelli, który miał wykazać, dlaczego nie można wypompować wody z kopalni pompą znajdującą się na powierzchni ziemi, wymyślił przyrząd demonstrujący to zjawisko.

Doświadczenie polega na napełnieniu metrowej probówki rtęcią. Próbówkę tę wprowadza się denkiem do góry do szerszego naczynia z rtęcią, aby naczynia utworzyły zespół połączony. W wyniku parcia rtęci znajdującej się wyżej na znajdującą się niżej, część płynu wypływa z probówki. Ponad rtęcią tworzy się próżnia zwana "próżnią Torricellego". Po ustaleniu się równowagi w rurce pozostaje część rtęci. Wysokość pozostającego słupa rtęci jest niezależna od długości rurki, a jest zależna od ciśnienia atmosferycznego.

Probówka (próbówka) to element sprzętu laboratoryjnego, który ma postać szklanej rurki z jednej strony zamkniętej okrągłym dnem, a z drugiej swobodnie otwartej.

Ciśnienie atmosferyczne to stosunek wartości wektora siły, z jaką słup powietrza naciska na powierzchnię ziemi do powierzchni na jaką dany słup naciska (por. ciśnienie). Co za tym idzie, w górach ciśnienie jest niższe, gdyż słup ten jest mniejszy, a na nizinach ciśnienie jest wyższe.

Eksperyment wykazał, że normalne ciśnienie atmosferyczne równoważy ciśnienie hydrostatyczne wywierane przez 0,76 m słupa rtęci (1013 hPa).

Obserwacje wysokości słupa wykazały, że ciśnienie atmosferyczne zmienia się, skonstruowany na tej zasadzie przyrząd służący do pomiaru ciśnienia atmosferycznego nazwany jest barometrem rtęciowym.

Powszechne użycie barometrów rtęciowych do pomiaru ciśnienia atmosferycznego sprawiło, że utworzono obecnie już historyczną, ale będącą jeszcze w użyciu jednostkę ciśnienia – milimetr słupa rtęci, oznaczaną mm Hg, obecnie tor, symbol Tr.

Tor (Tr, mm Hg) – pozaukładowa jednostka miary ciśnienia równa ciśnieniu słupa rtęci o wysokości jednego milimetra w temperaturze 273,15 K (0°C), przy normalnym przyspieszeniu ziemskim. Nazwa pochodzi od nazwiska fizyka Evangelisty Torricellego.

Pompa próżniowa, ekshaustor, ssawa – urządzenie stosowane w technice służące do usuwania gazów (wytworzenia podciśnienia) w zamkniętej przestrzeni. Pompy dzieli się ze względu na sposób działania na: objętościowe, strumieniowe, jonowo-sorpcyjne, jonowo magnetyczne, molekularne, kondensacyjne, adsorpcyjne i jonowe.

$P_1$ - ciśnienie wywierane przez powietrze na poziomie A. $P_2$ - ciśnienie wywierane przez słup rtęci na poziomie A. $P_0$ - ciśnienie nad słupem rtęci, w przybliżeniu równe zero. $P_2 = P_0 + g \rho h \,$ $P_1 = P_2 \,$ $P_0 = 0 \,$

Dlatego: $P_2 = g \rho h \,$

Gdzie:

$\rho$ - gęstość cieczy (tu rtęci),

$g$ - przyspieszenie ziemskie,

$h$ - wysokość słupa cieczy.

Zobacz też

pompa próżniowa