Suyuqlik va gazlarda bosim. Paskal va Arximed qonunlari. Uzluksizlik va Bernulli tenglamalari

Atmosfera bosimi. Torichelli tajribasi


34-rasm
Yer sirti havo qobig`i bilan qoplangan. Bu kobiqqa odatda atmosfera deb aytiladi. Atmosfera asosan azot (78%), kislorod (21%) va boshqa gazlar: karbonat angidrid, vodorod, suv bug`i va x.k. kabilardan iborat. Gaz molekulalari uzluksiz, xaotik issiklik harakatida bo`lganligi tufayli atmosfera qatlami bir necha o`n kilometrlarga cho`zilib ketgan. Ammo gaz molekulalarining harakat tezliklari ikkinchi kosmik tezlikka (11,2km/s) nisbatan juda kichik (300-400m/s) bo`lganligi tufayli havo molekulalari Yerning ta’sir doirasidan chiqib keta olmaydi va Yerga tortiladi. Ќavo qobig`ining Yerga tortilishi tufayli xosil bo`lgan og`irlik kuchining birlik yuzaga tik yo`nalishda ko`rsatgan bosimiga atmosfera bosimi deb aytiladi.
Atmosfera qatlamining qalinligi h ma’lum bo`lsa, havoning zichligi ni o`lchash orqali aerostatik bosim ifodasiga asosan atmosfera bosimini xisoblash mumkin. Ammo ta’kidlash kerakki, atmosferaning aniq bir chegarasi bo`lmaganligi tufayli uning aniq balandligini o`lchab bo`lmaydi. Bundan tashqari, havoning zichligi ham, balandlik o`zgarishi bilan o`zgarib boradi. Shunday bo`lishiga qaramasdan XVII asrning o`rtalarida italyan olimi E.Torichelli atmosfera bosimining aniq qiymatini tajriba orqali aniqlashga muvaffaq bo`ldi. Uning tajribasi atmosfera qobig`i xosil qilgan bosim bir jinsli suyuqlik ustunining bosimi bilan muvozanatlashsa, atmosfera bosimini suyuqlik ustuni bosimi orqali ( ) topish mumkin, degan xulosaga asoslanadi. Buning uchun u bir uchi kavsharlangan va uzunligi bir metr atrofida bo`lgan shisha nay olib, uni simob bilan to`ldirgan. Simobli nayning ochiq uchi barmoq bilan berkitilib, so`ngra simobli kosaga to`nkarilgan. Kosadagi simob atmosfera bosimining ta’sirida bo`ladi. Paskal qonuniga binoan bu tashqi atmosfera bosimi simobning hamma qismiga, xususan nay ostidagi sirtga ham, o`zgarishsiz uzatiladi. Naydagi simob ustunining bosimi atmosfera bosimidan katta bo`lgan taqdirda undagi simobning bir qismi kosaga oqib tushishi mumkin. Simob ustunining bosimi atmosfera bosimiga tenglashishi bilan naydagi simobning kosaga oqishi to`xtaydi. Bunda h balandlikka ega bo`lgan simob nay ichida qoladi. Uning gidrostatik bosimi atmosfera bosimini aniqlaydi. Bu yerda
- simobning zichligi (34-rasm).
Simob ustunining yuqori qismidagi bo`shliqqa Torichelli bo`shlig`i deyiladi. Karshilik kuchidan xolidan bo`lgan bu bo`shliq simob ustunining yuqoriga ko`tarilishiga yoki pastga tushishiga tusqinlik qilmaydi. Binobarin, tashqi atmosfera bosimining xar qanday o`zgarishi naydagi simob ustunining oshishi yoki kamayishi bilan aniqlanadi. Nay yoniga millimetrli shkalaga ega bo`lgan chizg`ich qo`yib, simob ustunini o`lchash orqali ixtiyoriy vaqtdagi atmosfera bosimi to`g`risida ma’lumot olish mumkin.
Odatda dengiz satxiga nisbatan olingan va t=0<sup>0</sup>C temperaturadagi bosimga normal atmosfera bosimi deyiladi. Normal atmosfera bosimi balandligi 760mm bo`lgan simob ustunining xosil qilgan gidrostatik bosimiga teng



35-rasm
R₀=0,76m13,610³ kg/m³9,81m/s²=1,01310⁵Pa
1 mm simob ustuni bosimi esa
R=10^-3m13,610³kg/m³9,81m/s²=133,32Pa ga teng.
Biror idishga solingan uncha katta bo`lmagan gaz bosimini o`lchash uchun U simon naychalardan manometr sifatida foydalaniladi. Bu naychalarga simob yoki suv solinadi. U simon naychaning ikki uchi ham ochiq bo`lganda undagi suyuqlik ustuni barobar bo`ladi. U simon naychaning bir uchi bosimi aniqlanish lozim bo`lgan gaz solingan idishga ulanadi. (35-rasm). ikkinchi uchi ochiq atmosfera ta’sirida bo`ladi. Atmosfera bosimi bilan idishdagi gaz bosimi o`rtasidagi farqni U simon naycha solingan suyuqlik (suv, simob ...) sathi balandligi farqiga qarab (P=gh) aniqlash mumkin. Bunday manometrlar amalda kichik bosimdagi gaz bosimlarini o`lchash uchun laboratoriyalarda ishlatiladi.


36-rasm
Amalda atmosfera bosimini o`lchashda metall barometr - aneroid keng ishlatiladi. Bu barometrning asosiy qismi havosi so`rib olingan A to`lqinsimon qutichadan iborat bo`lib, uzatish elementlari va elastik prujina orqali s – strelka o`rnatilgan. Atmosfera ta’sirida metall quticha deformasiyalanadi va undan xosil bo`lgan ta’sir uzatish mexanizmi orqali s strelkani harakatga keltiradi. Strelka vaziyatining o`zgarishi esa maxsus shkala yordamida qayd etilib atmosfera bosimi o`lchanadi (36-rasm)