Vsa živa bitja na Zemlji ne opazijo pritiska, ki ga nanje izvaja veličastna zračna lupina našega planeta. Razlog je v tem, da so od rojstva navajeni na izpostavljenost ozračju, njihovi organizmi pa so temu biološko prilagojeni.
Medtem pa ima tak plinasti oblak dejansko precejšnjo težo. Drži ga gravitacija planeta, zaradi česar ne izhlapi v neskončen prostor, ki se razteza navzgor za tisoč kilometrov. In to pomeni, da zračna lupina pritiska na vse, kar se nahaja na površini zemeljske oble. Koliko je ena atmosfera v Pascalih? Znanstveniki so že v 17. stoletju uspeli izraziti zračni tlak v številkah.
Atmosferski tlak
V Regensburgu leta 1654 je Otto von Guericke dal cesarju Ferdinandu III. in njegovim kolegom znanstvenikom spektakularno izkušnjo. Nemški fizik je vzel dve votli bakreni polobli, majhni (približno 35,6 cm v premeru). Potemtesno ju je pritisnil drug proti drugemu, povezal z usnjenim obročkom in s pomočjo vložne cevi in črpalke izčrpal zrak od znotraj. Po tem hemisfere ni bilo mogoče ločiti. Še več, šestnajst konjev, vezanih na železne obroče na obeh koncih na vsaki strani nastale krogle, tega ni zmoglo.
Ta poskus je svetu pokazal učinke pritiska na okoliške predmete. Prav ta sila je tako močno stisnila oba dela krogle. Torej je njegova velikost resnično impresivna. Dve leti pozneje se je izjemna izkušnja ponovila v Magdeburgu. Tam je že 24 konj poskušalo razbiti kroglo, a z enakim uspehom. Te poloble, uporabljene med poskusom, so se v zgodovino zapisale pod imenom Magdeburg. Še vedno se hranijo v Nemškem muzeju.
Eno vzdušje v Pascalih
Kako izračunati tlak plinastega plašča planeta? Nič ne bi bilo lažje, če bi natančno poznali gostoto zraka in višino zračne lupine. Toda v 17. stoletju znanstveniki takšnih stvari še niso mogli vedeti. Vendar so opravili odlično delo. In to je prvi storil Galilejev učenec - Italijan Torricelli.
Vzel je meter dolgo stekleno cev in jo po spajkanju enega od koncev napolnil z živim srebrom. In odprti del je spustil v posodo z isto snovjo. Hkrati je del živega srebra iz cevi pohitel navzdol. Vendar se ni vse razlilo. In višina preostalega stebra je bila približno 760 mm. Prav ta izkušnja je kasneje olajšala izračun, koliko Pascalov je v enem ozračju. Ta številka je približnoje 101.300 Pa. To je vrednost normalnega atmosferskega tlaka.
Razlaga Torricellijevega poskusa
Tlak atmosfere vpliva na vsa kopenska telesa. Je pa neopazen, saj je uravnovešen z delovanjem zraka, ki je v samih predmetih in živih organizmih. Poskus z magdeburškimi polobli je zgovorno pokazal, kaj bi se zgodilo, če plin ne bi imel sposobnosti prodreti skoraj povsod. V nastali krogli je bil umetno ustvarjen brezzračni prostor. Posledično se je izkazalo, da je nenavadno močan in neločljiv, stisnjen z vseh strani z eno atmosfero, v Pascalih, katere vrednost tlaka je, kot že vemo, zelo pomembna.
Isti zakoni so podlaga za črpalke. Tekočina steče v nastali brezzračni prostor. Narašča, dokler se obstoječi zračni tlak in snovi ne uravnotežijo. In višina stebra je odvisna od gostote tekočine.
Vedoč za to je Torricelli izmeril tlak, ki ga je ustvarila ena atmosfera. Seveda te vrednosti še vedno ni mogel prevesti v Pascal. To je bilo storjeno kasneje. Zato ga je meril v milimetrih živega srebra. Znano je, da se atmosferski tlak v našem času običajno meri v podobnih enotah.
Kako pretvoriti atmosfero v pascal
Francoz Blaise Pascal (njegov portret je nekoliko višji), po čigar imenu so poimenovane tlačne enote, ki je izvedel za Torricellijeve poskuse,ponovili podobne poskuse na različnih višinah, pri čemer so poleg živega srebra uporabljali vodo in druge tekočine. In to je končno dokazalo prisotnost in učinek atmosferskega tlaka na zemeljska telesa in snovi, čeprav je bilo v tistih časih veliko dvomov.
Naslednje prikazuje, kako pretvoriti tlak v atmosferi v paskale in druge enote.
Ta vrednost ni konstantna in je odvisna od številnih kazalnikov. Najprej z višine nad morsko gladino. Kot je dokazal Pascal, višje ko se povzpneš na vrh gore, manj je pritisk. To je enostavno razložiti. Navsezadnje se globina zračne lupine zmanjša, prav tako njena gostota. In že na nadmorski višini približno 5,5 km se indikatorji tlaka prepolovijo. In če se povzpnete 11 km, se bo ta vrednost zmanjšala za štirikrat.
Poleg tega je atmosferski tlak odvisen od vremena. Zato se ta kazalnik v svojih napovedih šteje za pomembnega. Na primer, višji kot je tlak poleti, večja je verjetnost, da bo na ta dan sonce razveselilo s svojimi žarki in ne bo padavin.
