Objev atmosférického tlaku

• zdravý člověk v podstatě atmosférický tlak při běžné činnosti nevnímá
• ale i zdravý člověk se občas může setkat a vnímat změny atmosférického tlaku, zvláště jsou-li rychlé, např.:
  • prudký pokles, či vzrůst tlaku při cestě lanovkou, a to jak nahoru, tak dolů
  • lze vnímat v horách i při jízdě autem nebo autobusem po horské silnici
  • i v Praze lze vnímat tyto změny - např. při jízdě metrem ze stanice Náraží Holešovice do Kobylis a naopak, tramvají po Trojské ulici - všude prudké stoupání a jeho rychlé překonání
  • vzlet a přistání letadla
    • obvykle vnímáme jako zalehání uší
  • rychlé změny tlaku,zvláště jeho prudký pokles, v jednom místě vlivem změn počasí
    • můžeme vnimat např. jako únavu - jsme leniví, do ničeho se nám nechce
    • někteří mohou vnimat i jako bolest hlavy, či jiných částí těla

Objev astronomického tlaku:

• toskánský Vévoda (Ferdinand II. z rodu Medicejů) si přál zavlažování terasovitých zahrad
• povolal nejlepší pumpaře té doby, aby sestrojili výkonné sací pumpy
• ať dělali, co dělali do vyšší výšky než 10 m vodu nevysáli
• jakmile dosáhl sloupec vody cca 10 m sání dál nepokračovalo a nad hladinou vody vzniklo vakuum (vzduchoprázdno)
• toskánští požádali G. Galilea aby problém vyřešil
  • nevyřešil
• vyřešil ho až Evangellista Torricelli (toričeli) - viz obr.:
  • místo vody použil rtuť, která má cca 13,6 krát vyšší hustotu
  • vzal misku, kterou naplnil rtutí tak, aby rtuť nepřetékala přes okraj
  • nechal si od sklářů vyrobit cca jeden metr dlouhou skleněnou trubici na jednom konci zatavenou (něco jako dlouhou zkumavku)
  • trubici naplnil až po okraj rtutí a utěsnil, aby při otáčení nevytekla
  • trubici otočil a ponořil utěsněným koncem do misky se rtutí
  • utěsnění povolil
  • rtuť v trubici klesla na výšku cca 76 cm nad volnou hladinou
  • v horní části trubice vzniklo vakuum (nazýváme ho často Torricelliho vakuum)
  • pokud výšku rtuti v trubici pozoroval, tak se její výška v čase hodin a dnů mírně měnila okolo této hodnoty, někdy byla výš, někdy byla níže

Vysvětlení - viz obr.:

• jako základ vezmeme volnou hladinu rtuti
• pokud má sloupec rtuti v trubici výšku h (cca 0,76 m), působí na volnou hladinu rtuti v misce hydrostatickým tlakem p_h

• působí-li tento tlak na volnou hladinu, je otázkou proč rtuť nevyteče (tlak není rozhodně malý)
• je jasné, že vytečení musí něco bránit
• na volnou hladinu rtuti v misce tedy musí působit také tlak
  • jelikož je tam pouze vzduch, nemůže to být nic jiného, než tlak vzduchu - atmosférický tlak p_a
• atmosférický tlak musí být stejný jako hydrostatický tlak rtuti - podmínka rovnosti tlaků, jinak by stav nezůstal statický

• pokud se atmosférický tlak zvýší - natlačí rtuť do trubice, tím zvýší svůj hydrostatický tlak na úroveň atmosférického tlaku, rtuť v trubici stoupne
• pokud se atmosférický tlak klesne - rtuť sníží svůj hydrostatický tlak na úroveň atmosférického tlaku, rtuť v trubici klesne
• zcela nefyzikálně: jedná se v podstatě o přetlačování mezi rtutí a vzduchem, kdy ani jeden nevyhraje, neb oba tlačí stejně