الضغط الجوي / ضغط الهواء
- يحيط بالكرة الأرضية طبقة الغلاف الجوي التي تمتد مئات الكيلومترات نحو الفضاء.
- ولما كانت جسيمات الهواء تتحرك في كل اتجاه فأنها تبذل ضغطاً في كل الاتجاهات، وهو ما يعرف بالضغط الجوي أو ضغط الهواء.
- يتفاوت الضغط الجوي من مكان إلى آخر فوق سطح الأرض.
- ولأن تأثير الجاذبية في سطح الأرض كبير فإن جسيمات الهواء تكون كثيرة وقريبة من سطح الأرض ، بينما تقل كلما ارتفعنا إلى أعلى ، حيث يقل تأثير الجاذبية الأرضية هناك. ويكون عدد جسيمات الهواء فوق المرتفعات العالية أقل، فيسبب ضغطاً أقل من ضغط الأماكن المنخفضة، حيث يكون تركيز جسيمات الهواء فيها أكبر. ولذلك فإن ضغط الهواء في الأماكن المرتفعة أقل مما هو عند مستوى سطح البحر ويبلغ الضغط الجوي عند سطح البحر كيلوجرامًا لكل سنتمتر مربع تقريبًا.
قياس الضغط الجوي
- لقد كان عالم الفيزياء الإيطالي تورشلي (1647-1608م). أول من أثبت وجود ضغط للهواء.
- فقد لاحظ أن مضخة الماء لا يمكنها أن تضخ الماء إلى ارتفاع يتجاوز عشرة أمتار.
- وقد افترض أن ارتفاع السائل في أنبوب يختلف باختلاف كثافته. ولإختبار هذه الفرضية صمّم تورشلي جهازًا كما هو موضح بالشكل التالي:
- حيث ملأ أنبوبًا زجاجيًّا رفيعًا مغلقًا من أحد طرفيه بالزئبق، وأغلق الطرف المفتوح بإبهامه لكيلا يسمح للهواء بالدخول ثم نكّس الأنبوب فوق حوض مملوء بالزئبق.
- ولاحظ انخفاض عمود الزئبق فى الأنبوب 76cm تقريبًا. وهذا يؤيد فرضية تورشلي؛ لأن كثافة الزئبق أكبر من كثافة الماء أربع عشرة مرة تقريبًا.
- وبناءً على تجربة تورشلي يعرّف الضغط الجوي بأنه وزن عمود من الزئبق طوله 76cm.
البارومتر barometer
- يدعى الجهاز الذي صمّمه تورشلي البارومتر، وهو أداة تستخدم لقياس الضغط الجوي.
- أوضح تورشلي أن ارتفاع الزئبق فى البارومتر عند سطح البحر يساوي 760mm تقريبًا.
- يحدّد ارتفاع الزئبق قوتين ، إحداهما الجاذبية الأرضية المؤثرة في الزئبق بقوة ثابتة إلي أسفل، والأخرى القوة المعارضة للجاذبية وإتجاهها إلى أعلى، وتكون بفعل الهواء الضاغط على سطح الزئبق إلى أسفل.
- يتغير ضغط الهواء بتغير درجة حرارة ورطوبة الجو.
المانومتر manometer
- أداة تستخدم لقياس ضغط الغاز المحصور، ويتكون من دورق متصل بأنبوب على شكل U مملوء بالزئبق.
- وعند فتح الصمام الفاصل بين الدورق والأنبوب تنتشر جسيمات الغاز من الدورق إلى الأنبوب، وتعمل الجسيمات المتدفقة على دفع الزئبق إلى أسفل الأنبوب.
- يتم إيجاد ضغط الغاز في الدورق عن طريق حساب الفرق في ارتفاع مستوى الزئبق في طرفي الأنبوب.
وحدات قياس الضغط Units of pressure
- أن وحدة قياس الضغط هي باسكال (Pa) نسبة إلى العالم الرياضي والفيلسوف الفرنسي باسكال.
- اشتقت وحدة باسكال مقدار قوة واحد نيوتن لكل مترمربع: 1Pa = 1N/m2
- يسجل الضغط المقيس باستخدام البارومترات أو المانومترات بالملمترات الزئبقية mmHg
- أما الوحدات الاساسية للضغط فهي الباسكال (Pa) ، الجو (atm) ، التور (Torr).
- والعلاقة بين وحدات الضغط هي :
- يمكنك أستخدام هذا الجدول أيضاً للمقارنة بين وحدات الضغط :
