Наука из простых вещей · 3 из 10. В XVII веке спорили, может ли существовать пустота и что удерживает воду в насосе. Эванджелиста Торричелли заменил воду тяжёлой ртутью. Получилась стеклянная трубка, чашка с жидкостью и ответ: столб поддерживает давление окружающего воздуха.
Флоренция, весна 1644 года
Торричелли наполнил длинную стеклянную трубку ртутью, закрыл открытый конец и перевернул её в сосуд с той же жидкостью. После открытия трубки часть ртути вытекла, но столб высотой около 76 сантиметров остался. Над ним появилось пространство почти без воздуха — то, что теперь называют торричеллиевой пустотой.
Схема 1. Высота столба показана для обычного атмосферного давления; она меняется вместе с ним. Открыть крупнее →
Что держало ртуть
Воздух давит на открытую поверхность ртути в сосуде. Через жидкость это давление передаётся к основанию столба и уравновешивает его вес. Если атмосферное давление увеличивается, столб может подняться; если уменьшается — опуститься. Именно поэтому позднее по такой трубке стали следить за погодой: она превратилась в ртутный барометр.
Схема 2. Две стороны равновесия: давление воздуха на чашку и вес ртутного столба. Открыть крупнее →
Что было новым
Торричелли не просто создал прибор с делениями. Он предложил физическое объяснение: окружающий воздух имеет вес и поэтому создаёт давление, а пространство над ртутью не обязано быть заполнено невидимой субстанцией, «тянущей» жидкость вверх. В письме от июня 1644 года он прямо связал опыт с вопросами о пустоте и весе воздуха.
Ртуть токсична, поэтому эта история лучше подходит для рисунка и музейного показа, чем для домашнего повторения. Но логика опыта проста: жидкость остаётся в трубке, потому что атмосфера нажимает на жидкость снаружи.
Источники
Другие истории серии
← Предыдущая история · Следующая история → · Все статьи Мозг.ру