چه کسی فشار هوا را کشف کرد؟

0

سال اکتشاف: ۱۶۴۰

این کشف چه می‌گوید؟

هوا (اتمسفر) وزن دارد و بر ما فشار وارد می‌کند.

چه کسی آن را کشف کرد؟ اوانجلیستا توریچلی Evangelista Torricelli

تبلیغ: دوره آموزش الکترونیکی: پداگوژی، ابزارها و تولید محتوای آموزشی

موضوع بسیار ساده و تا حدی آشکار است. هوا وزن دارد؛ اتمسفر با نیرویی ملموس بر ما فشار وارد می‌کند. گرچه انسان این فشار را احساس نمی‌کند زیرا همیشه وجود دارد و بدن به آن عادت کرده است. دانشمندان دوران کهن هم به همین دلیل هرگز فشار هوا و اتمسفر را احساس نمی‌کردند. کشف اوانجلیستا توریچلی باعث شد مطالعه‌ای جدی بر روی هوا و اتمسفر آغاز شود. این کشف بر درک ما از هوا افزود و مبنایی شد برای نیوتن و دیگران تا مفهوم جاذبه را گسترش دهد.

توریچلی همچنین موفق به کشف و مفهوم خلاء و اختراع هواسنج شد که اساسی‌ترین و بنیادی‌ترین وسیله برای مطالعهٔ هواست.


در روزی آفتابی از ماه اکتبر سال ۱۶۴۰، گالیله آزمایشی با تلمبهٔ مکش هوا، در میدانِ بازار شهر فلورانس ایتالیا انجام داد. دانشمند معروف ایتالیایی لولهٔ بلندی را در چاه آبی فرو برد. این لوله به تیری چوبی که سه متر بالاتر از چاه آب بود اتصال داشت و به تلمبه‌ای دستی که او و شاگرد گالیله، توریچلی ۳۲ ساله، فرزند بازرگانی ثروتمند و فیزیکدان ایتالیایی دیگری به نام جیووانی بالیانی آن را نگه داشته بودند، متصل می‌شد.

توریچلی و بالیانی پمپ دستی را به کار انداختند و به آرامی هوا را با تکان دادن دسته تلمبه تخلیه کردند و هوا را از لوله گالیله بیرون کشیدند و باعث شدند سطح آب در لوله بالا بیاید اما ارتفاع آب در لوله از ۷/۹ متر، بالای سطح آب در چاه فراتر نرفت و هر چه آن‌ها بر تلاش خود افزودند تغییری پیدا نشد. در آزمایش‌های بعدی هم این نتیجه یکسان ماند.

گالیله به این نتیجه رسید که وزن آب در ستون باعث شد در همان ارتفاع بماند.

در ۱۶۴۳، توریچلی دوباره به سراغ اسرار پمپ مکش هوا رفت.

اگر گالیله درست می‌گفت، مایع سنگین‌تر می‌باید ارتفاع پایین‌تر داشته باشد. جیوه مایع برابر ۵/۱۳ برابر از آب سنگین‌تر بود. بنابراین ستونی از جیوه نمی‌باید از ((؟؟؟)) ارتفاع ستون آب یا ۴/۷۷ سانتی‌متر بالاتر رود.

توریچلی لوله‌ای شیشه‌ای به ارتفاع ۱۸۰ سانتی‌متر را با جیوه مایع پر کرد و چوب پنبه‌ای را در سر آب فرو برد بعد لوله را سر و ته کرد و قسمتی را که چوب پنبه داشت در ته قرار داد و آن را در مایع جیوه فرو برد و چوب پنبه را درآورد همان‌طور که انتظار می‌رفت بخشی از جیوه از لوله خارج شد اما نه همه آن.

توریچلی ارتفاع ستون جیوه را اندازه گرفت – همان‌طور که انتظار می‌رفت ۴/۷۷ سانتی‌متر بود. توریچلی حدس زد خلایی که در بالای لوله به وجود آمده بود به ارتفاع ستون جیوه ربط داشت.

روز بعد، در حالی که باران می‌بارید و باد سردی می‌وزید. توریچلی آزمایشش را تکرار کرد. در این روز ستون جیوه به ۵/۲ سانتی‌متر پایین‌تر آمد. توریچلی گیج شده بود. او انتظار داشت ارتفاع جیوه به ارتفاع روز قبل باشد. تفاوت از کجا پیدا شده بود؟ او به بیرون پنجره خیره شده و در فکر بود. باد باران را به شیشه‌ها می‌کوبید.

آن‌چه باعث تغییر شده بود، وجود اتمسفر یا هوا بود. فکر توریچلی به نتیجه‌ای انقلابی رسید. هوا وزن داشت. پاسخ واقعی نه در وزن مایع و نه به خلاء بالای آن بلکه به وزن هوای دور و بر آن بستگی داشت که به آن فشار می‌آورد.

توریچلی متوجه شد وزن هوا بر سطح جیوه در لوله فشار می‌آورد. این وزن جیوه در لوله دقیقاً برابر با وزن هوایی بود که بر جیوه فشار می‌آورد.

هنگامی که وزن هوا تغییر می‌کرد، فشار بر سطح جیوه هم تغییر پیدا می‌کرد و اندکی کمتر یا اندکی بیشتر می‌شد. تغییر هوا وزن هوا را تغییر می‌داد.

توریچلی فشار هوا و راهی برای اندازه‌گیری و مطالعه آن پیدا کرده بود.


هواسنج‌های خانگی معمولاً با تغییر هوای خوب به طوفانی، کمتر از ۵/۱ سانتی‌متر تغییر می‌کنند. بالاترین افت فشاری که تا به حال اتفاق افتاده ۵۲۶/۶ سانتی‌متر بوده که در سال ۲۰۰۳ در داکوتای شمالی واقع شده است.

ممکن است شما دوست داشته باشید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.