Повітря - невід'ємна частина нашого життя. Цікаво, чи проводилися вченими експерименти зі зважування повітря і принесли вони будь-які результати?
Чи є у повітря вага?
На це питання можна відповісти точно: повітря є сумішшю газів, тому він не може бути невагомим. 98% займають азот і кисень, інші 2% - інші гази. У свою чергу, кожен компонент повітря складається з атомів і молекул - найдрібніших частинок.
Чи можна довести, що у повітря є вага? Для цього достатньо провести простий експеримент. Необхідно надути до однакового розміру дві повітряні кулі і прив'язати їх ниткою до кінців звичайного олівця, розташованого горизонтально. У такому положенні конструкція буде тримати рівновагу, оскільки вага двох куль однаковий.
На наступному етапі необхідно проткнути один з куль - олівець тут же змінить становище через перевагу, оскільки з одного кульки вийшло повітря. Цей досвід доводить, що вага у повітря є.
Цікавий факт: Вага повітря змінюється з висотою - в горах він легше, а на рівнинних областях - важче. Це пов'язано з тим, що зі збільшенням висоти він стає більш розрідженим. Це означає, що тиск знижується, зменшується кількість кисню та інших речовин. Саме тому в горах важче дихати. Поблизу водойм повітря важче через більшу кількість крапель води в ньому.
Навколишній нас повітря утворює земну атмосферу і піддається гравітаційному тяжінню.Тому він надає певний тиск на поверхню землі. Щільність повітря становить 1,2 кг / м³.
Вивчення повітря в минулому
Вперше наявність атмосферного тиску довів вчений Еванджеліста Торрічеллі, послідовник Галілео Галілея. У 1643 році він провів експеримент з ртуттю. Використовував трубку завдовжки 1 м, яку повністю наповнив ртуттю. Один кінець трубки мав відкрите отвір, а інший - запаяний.
Також Торрічеллі задіяв іншу посудину з рідким металом. Він опустив метрову трубку відкритим отвором в посудину. Ртуть почала витікати, але цей процес зупинився на позначці 760 мм.
Стало очевидно, що на поверхню ртуті в верхній частині судини тисне якась сила. Так було доведено, що у повітря є вага, трубка з ртуттю стала прототипом барометра. А 760 мм ртутного стовпчика тепер вважається нормальним атмосферним тиском при температурі 0 ℃.
Як дізнатися вага атмосфери Землі?
Отже, виявлено, що на кожен квадратний сантиметр поверхні Землі повітря тисне з силою близько 1 кг. Візуально можна уявити кожен такий сантиметр у вигляді повітряного стовпа. Атмосферну оболонку планети також називають повітряним океаном. Таким чином, атмосфера складається з величезної кількості таких стовпів.
Залишається дізнатися, яка кількість см² міститься на поверхні планети. Ця інформація відома - поверхня Землі становить 510 мільйонів км² або ж 51 х 10⁷ кв. км. В 1 км міститься 1010 квадратних сантиметрів.
Виходить, що 51 х 107 х 1010 = 51 х 1017 см2 - це кількість повітряних стовпів на всій поверхні планети.Такій же кількості відповідає вага всього повітря на Землі в кілограмах або 51 х 1014 в тоннах.
Цікавий факт: Якщо на кожну людину повітря тисне з величезною силою, то чому в такому випадку цей тиск залишається невідчутним? Справа в тому, що в нашому організмі теж присутній повітря, який надає протидію і зрівнює тиск.
Довести, що повітря має вагу, нескладно за допомогою найпростіших експериментів. Він складається з різних газів, а ті - з атомів і молекул, як і будь-яка речовина. Гравітація притягує атмосферу Землі, тому існує поняття атмосферного тиску. На ділянку розміром 1 см2 повітря тисне з силою в 1 кг. Якщо провести нескладні розрахунки, враховуючи всю поверхню земної кулі, то вага всього повітря на планеті - 51 х 1014 тонн.