Номер 2, страница 152 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

2. Как Торричелли определил давление атмосферы?

1. Атмосферное давление — это давление, которое оказывает атмосфера Земли на земную поверхность и на все находящиеся в ней тела. Газовая оболочка, окружающая Землю (атмосфера), имеет массу и под действием силы тяжести давит на поверхность. Этот вес столба воздуха, простирающегося от поверхности до самых верхних слоев атмосферы, и создает давление.

Давление $\text{p}$ в общем случае определяется как отношение силы $\text{F}$, действующей перпендикулярно на поверхность, к площади этой поверхности $\text{S}$: $p = F/S$. В случае с атмосферой, $\text{F}$ представляет собой вес столба воздуха. Единицей измерения давления в системе СИ является Паскаль (Па). Нормальным атмосферным давлением на уровне моря считается давление, равное 760 миллиметрам ртутного столба (мм рт. ст.), или 101 325 Па. С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается, так как уменьшается высота и, соответственно, вес столба воздуха над точкой измерения.

Ответ: Атмосферным давлением называют давление, создаваемое весом столба воздуха атмосферы Земли на ее поверхность и на все находящиеся в ней предметы.

2. В 1643 году итальянский физик и математик Эванджелиста Торричелли впервые измерил атмосферное давление с помощью своего знаменитого опыта. Он предположил, что мы живем на дне «воздушного океана», который своим весом создает давление.

Для эксперимента Торричелли использовал стеклянную трубку длиной около метра, запаянную с одного конца. Он заполнил ее доверху ртутью. Затем, плотно закрыв открытое отверстие пальцем, он перевернул трубку и опустил ее этим концом в широкую чашу, также наполненную ртутью. После того как он убрал палец, ртуть из трубки начала выливаться в чашу, но остановилась, когда ее уровень в трубке достиг высоты примерно 760 мм над уровнем ртути в чаше. Пространство над столбиком ртути в трубке осталось пустым (там образовался вакуум, который называют «торричеллиевой пустотой»).

Торричелли объяснил это явление тем, что атмосфера давит на поверхность ртути в чаше и этим давлением уравновешивает вес столба ртути в трубке. Таким образом, давление атмосферы равно гидростатическому давлению столба ртути. Это давление можно рассчитать по формуле: $p = \rho \cdot g \cdot h$, где $\rho$ — плотность ртути, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{h}$ — высота столба ртути. Этот опыт не только доказал существование атмосферного давления, но и позволил его измерить, а прибор, созданный на основе этого принципа, стал первым в мире барометром.

Ответ: Торричелли определил давление атмосферы, уравновесив его давлением столба ртути в запаянной с одного конца трубке, которую он перевернул в чашу с ртутью. Измерив высоту получившегося столба ртути (около 760 мм), он смог рассчитать величину атмосферного давления.