تؤخذ الخصائص الفيزيائية الرئيسية للهواء في الاعتبار: كثافة الهواء ، ولزوجته الديناميكية والحركية ، وسعة الحرارة المحددة ، والتوصيل الحراري ، والانتشار الحراري ، وعدد برانتل ، والإنتروبيا. يتم إعطاء خصائص الهواء في جداول حسب درجة الحرارة عند الضغط الجوي العادي.
كثافة الهواء مقابل درجة الحرارة
يتم تقديم جدول مفصل لقيم كثافة الهواء الجاف عند درجات حرارة مختلفة وضغط جوي عادي. ما هي كثافة الهواء؟ يمكن تحديد كثافة الهواء تحليليًا بقسمة كتلتها على الحجم الذي يشغله.تحت ظروف معينة (الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة). من الممكن أيضًا حساب كثافته باستخدام معادلة الغاز المثالية لصيغة الحالة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى معرفة الضغط المطلق ودرجة حرارة الهواء ، وكذلك ثابت الغاز والحجم المولي. تسمح لك هذه المعادلة بحساب كثافة الهواء في الحالة الجافة.
في الممارسة ، لمعرفة كثافة الهواء عند درجات حرارة مختلفة، من المريح استخدام الطاولات الجاهزة. على سبيل المثال ، يعتمد الجدول المعطى لقيم كثافة الهواء في الغلاف الجوي على درجة حرارته. يتم التعبير عن كثافة الهواء في الجدول بالكيلوجرام لكل متر مكعب ويتم تقديمها في نطاق درجة الحرارة من -50 إلى 1200 درجة مئوية تحت الضغط الجوي العادي (101325 باسكال).
| ر ، درجة مئوية | ρ ، كجم / م 3 | ر ، درجة مئوية | ρ ، كجم / م 3 | ر ، درجة مئوية | ρ ، كجم / م 3 | ر ، درجة مئوية | ρ ، كجم / م 3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -50 | 1,584 | 20 | 1,205 | 150 | 0,835 | 600 | 0,404 |
| -45 | 1,549 | 30 | 1,165 | 160 | 0,815 | 650 | 0,383 |
| -40 | 1,515 | 40 | 1,128 | 170 | 0,797 | 700 | 0,362 |
| -35 | 1,484 | 50 | 1,093 | 180 | 0,779 | 750 | 0,346 |
| -30 | 1,453 | 60 | 1,06 | 190 | 0,763 | 800 | 0,329 |
| -25 | 1,424 | 70 | 1,029 | 200 | 0,746 | 850 | 0,315 |
| -20 | 1,395 | 80 | 1 | 250 | 0,674 | 900 | 0,301 |
| -15 | 1,369 | 90 | 0,972 | 300 | 0,615 | 950 | 0,289 |
| -10 | 1,342 | 100 | 0,946 | 350 | 0,566 | 1000 | 0,277 |
| -5 | 1,318 | 110 | 0,922 | 400 | 0,524 | 1050 | 0,267 |
| 0 | 1,293 | 120 | 0,898 | 450 | 0,49 | 1100 | 0,257 |
| 10 | 1,247 | 130 | 0,876 | 500 | 0,456 | 1150 | 0,248 |
| 15 | 1,226 | 140 | 0,854 | 550 | 0,43 | 1200 | 0,239 |
عند 25 درجة مئوية ، تبلغ كثافة الهواء 1.185 كجم / م 3.عند تسخينها ، تقل كثافة الهواء - يتمدد الهواء (يزيد حجمه المحدد). مع زيادة درجة الحرارة ، على سبيل المثال ، حتى 1200 درجة مئوية ، يتم تحقيق كثافة هواء منخفضة جدًا ، تساوي 0.239 كجم / م 3 ، أي أقل بخمس مرات من قيمتها عند درجة حرارة الغرفة. بشكل عام ، يسمح الانخفاض في التسخين بإجراء عملية مثل الحمل الحراري الطبيعي ويتم استخدامه ، على سبيل المثال ، في صناعة الطيران.
إذا قارنا كثافة الهواء فيما يتعلق ، يكون الهواء أخف بثلاث مرات من حيث الحجم - عند درجة حرارة 4 درجات مئوية ، تكون كثافة الماء 1000 كجم / م 3 ، وكثافة الهواء 1.27 كجم / م 3. من الضروري أيضًا ملاحظة قيمة كثافة الهواء في ظل الظروف العادية. الظروف العادية للغازات هي تلك التي تكون درجة حرارتها فيها 0 درجة مئوية ، والضغط يساوي الضغط الجوي العادي. وهكذا ، وفقًا للجدول ، كثافة الهواء في الظروف العادية (عند NU) هي 1.293 كجم / م 3.
اللزوجة الديناميكية والحركية للهواء عند درجات حرارة مختلفة
عند إجراء الحسابات الحرارية ، من الضروري معرفة قيمة لزوجة الهواء (معامل اللزوجة) عند درجات حرارة مختلفة. هذه القيمة مطلوبة لحساب أرقام رينولدز وجراشوف ورايلي التي تحدد قيمها نظام تدفق هذا الغاز. يوضح الجدول قيم المعاملات الديناميكية μ والحركية ν تتراوح لزوجة الهواء في درجة الحرارة من -50 إلى 1200 درجة مئوية عند الضغط الجوي.
تزداد لزوجة الهواء بشكل ملحوظ مع زيادة درجة الحرارة.على سبيل المثال ، تبلغ اللزوجة الحركية للهواء 15.06 10-6 م 2 / ثانية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ، ومع زيادة درجة الحرارة إلى 1200 درجة مئوية ، تصبح لزوجة الهواء 233.7 10 -6 م 2 / ق ، أي أنه يزيد 15.5 مرة! تبلغ اللزوجة الديناميكية للهواء عند درجة حرارة 20 درجة مئوية 18.1 · 10 -6 باسكال.
عندما يتم تسخين الهواء ، تزداد قيم اللزوجة الحركية والديناميكية. هاتان الكميتان مترابطتان من خلال قيمة كثافة الهواء ، والتي تقل قيمتها عند تسخين هذا الغاز. ترتبط الزيادة في اللزوجة الحركية والديناميكية للهواء (بالإضافة إلى الغازات الأخرى) أثناء التسخين باهتزاز أكثر كثافة لجزيئات الهواء حول حالة توازنها (وفقًا لـ MKT).
| ر ، درجة مئوية | μ 10 6 ، باسكال | ν 10 6 ، م 2 / ث | ر ، درجة مئوية | μ 10 6 ، باسكال | ν 10 6 ، م 2 / ث | ر ، درجة مئوية | μ 10 6 ، باسكال | ν 10 6 ، م 2 / ث |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -50 | 14,6 | 9,23 | 70 | 20,6 | 20,02 | 350 | 31,4 | 55,46 |
| -45 | 14,9 | 9,64 | 80 | 21,1 | 21,09 | 400 | 33 | 63,09 |
| -40 | 15,2 | 10,04 | 90 | 21,5 | 22,1 | 450 | 34,6 | 69,28 |
| -35 | 15,5 | 10,42 | 100 | 21,9 | 23,13 | 500 | 36,2 | 79,38 |
| -30 | 15,7 | 10,8 | 110 | 22,4 | 24,3 | 550 | 37,7 | 88,14 |
| -25 | 16 | 11,21 | 120 | 22,8 | 25,45 | 600 | 39,1 | 96,89 |
| -20 | 16,2 | 11,61 | 130 | 23,3 | 26,63 | 650 | 40,5 | 106,15 |
| -15 | 16,5 | 12,02 | 140 | 23,7 | 27,8 | 700 | 41,8 | 115,4 |
| -10 | 16,7 | 12,43 | 150 | 24,1 | 28,95 | 750 | 43,1 | 125,1 |
| -5 | 17 | 12,86 | 160 | 24,5 | 30,09 | 800 | 44,3 | 134,8 |
| 0 | 17,2 | 13,28 | 170 | 24,9 | 31,29 | 850 | 45,5 | 145 |
| 10 | 17,6 | 14,16 | 180 | 25,3 | 32,49 | 900 | 46,7 | 155,1 |
| 15 | 17,9 | 14,61 | 190 | 25,7 | 33,67 | 950 | 47,9 | 166,1 |
| 20 | 18,1 | 15,06 | 200 | 26 | 34,85 | 1000 | 49 | 177,1 |
| 30 | 18,6 | 16 | 225 | 26,7 | 37,73 | 1050 | 50,1 | 188,2 |
| 40 | 19,1 | 16,96 | 250 | 27,4 | 40,61 | 1100 | 51,2 | 199,3 |
| 50 | 19,6 | 17,95 | 300 | 29,7 | 48,33 | 1150 | 52,4 | 216,5 |
| 60 | 20,1 | 18,97 | 325 | 30,6 | 51,9 | 1200 | 53,5 | 233,7 |
ملاحظة: انتبه! تُعطى لزوجة الهواء للقوة 10 6.
السعة الحرارية النوعية للهواء في درجات حرارة من -50 إلى 1200 درجة مئوية
يتم تقديم جدول بالسعة الحرارية المحددة للهواء عند درجات حرارة مختلفة. يتم إعطاء السعة الحرارية في الجدول عند ضغط ثابت (السعة الحرارية متساوية الضغط للهواء) في نطاق درجة الحرارة من -50 إلى 1200 درجة مئوية للهواء الجاف. ما هي السعة الحرارية المحددة للهواء؟ تحدد قيمة السعة الحرارية المحددة كمية الحرارة التي يجب توفيرها لكل كيلوغرام واحد من الهواء عند ضغط ثابت لزيادة درجة حرارته بمقدار 1 درجة. على سبيل المثال ، عند 20 درجة مئوية ، لتسخين 1 كجم من هذا الغاز بمقدار 1 درجة مئوية في عملية متساوية الضغط ، يلزم 1005 J من الحرارة.
تزداد السعة الحرارية النوعية للهواء مع ارتفاع درجة حرارته.ومع ذلك ، فإن اعتماد السعة الحرارية الجماعية للهواء على درجة الحرارة ليس خطيًا. في النطاق من -50 إلى 120 درجة مئوية ، لا تتغير قيمته عمليًا - في ظل هذه الظروف ، يبلغ متوسط السعة الحرارية للهواء 1010 J / (كجم درجة). وفقًا للجدول ، يمكن ملاحظة أن درجة الحرارة تبدأ في التأثير بشكل كبير من قيمة 130 درجة مئوية. ومع ذلك ، تؤثر درجة حرارة الهواء على السعة الحرارية المحددة له بشكل أضعف بكثير من لزوجته. لذلك ، عند التسخين من 0 إلى 1200 درجة مئوية ، تزداد السعة الحرارية للهواء 1.2 مرة فقط - من 1005 إلى 1210 جول / (كجم درجة).
وتجدر الإشارة إلى أن السعة الحرارية للهواء الرطب أعلى من السعة الحرارية للهواء الجاف. إذا قارنا الهواء ، فمن الواضح أن الماء له قيمة أعلى وأن محتوى الماء في الهواء يؤدي إلى زيادة حرارة معينة.
| ر ، درجة مئوية | C p ، J / (كجم درجة) | ر ، درجة مئوية | C p ، J / (كجم درجة) | ر ، درجة مئوية | C p ، J / (كجم درجة) | ر ، درجة مئوية | C p ، J / (كجم درجة) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -50 | 1013 | 20 | 1005 | 150 | 1015 | 600 | 1114 |
| -45 | 1013 | 30 | 1005 | 160 | 1017 | 650 | 1125 |
| -40 | 1013 | 40 | 1005 | 170 | 1020 | 700 | 1135 |
| -35 | 1013 | 50 | 1005 | 180 | 1022 | 750 | 1146 |
| -30 | 1013 | 60 | 1005 | 190 | 1024 | 800 | 1156 |
| -25 | 1011 | 70 | 1009 | 200 | 1026 | 850 | 1164 |
| -20 | 1009 | 80 | 1009 | 250 | 1037 | 900 | 1172 |
| -15 | 1009 | 90 | 1009 | 300 | 1047 | 950 | 1179 |
| -10 | 1009 | 100 | 1009 | 350 | 1058 | 1000 | 1185 |
| -5 | 1007 | 110 | 1009 | 400 | 1068 | 1050 | 1191 |
| 0 | 1005 | 120 | 1009 | 450 | 1081 | 1100 | 1197 |
| 10 | 1005 | 130 | 1011 | 500 | 1093 | 1150 | 1204 |
| 15 | 1005 | 140 | 1013 | 550 | 1104 | 1200 | 1210 |
الموصلية الحرارية ، والانتشار الحراري ، عدد برانتل من الهواء
يوضح الجدول الخصائص الفيزيائية للهواء الجوي مثل التوصيل الحراري والانتشار الحراري ورقم Prandtl اعتمادًا على درجة الحرارة. الخصائص الفيزيائية الحرارية للهواء معطاة في النطاق من -50 إلى 1200 درجة مئوية للهواء الجاف. وفقًا للجدول ، يمكن ملاحظة أن الخصائص المحددة للهواء تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة والاعتماد على درجة الحرارة لخصائص هذا الغاز المدروسة مختلف.
تعريف
الهواء الجويعبارة عن مزيج من العديد من الغازات. الهواء له تركيبة معقدة. يمكن تقسيم مكوناته الرئيسية إلى ثلاث مجموعات: ثابتة ومتغيرة وعشوائية. الأول يشمل الأكسجين (محتوى الأكسجين في الهواء حوالي 21٪ من حيث الحجم) ، والنيتروجين (حوالي 86٪) وما يسمى بالغازات الخاملة (حوالي 1٪).
لا يعتمد محتوى المكونات عمليًا على مكان أخذ عينة الهواء الجاف في العالم. المجموعة الثانية تشمل ثاني أكسيد الكربون (0.02 - 0.04٪) وبخار الماء (حتى 3٪). يعتمد محتوى المكونات العشوائية على الظروف المحلية: بالقرب من النباتات المعدنية ، غالبًا ما يتم خلط كميات ملحوظة من ثاني أكسيد الكبريت في الهواء ، في الأماكن التي تتحلل فيها المخلفات العضوية ، والأمونيا ، إلخ. بالإضافة إلى الغازات المختلفة ، يحتوي الهواء دائمًا على غبار أكثر أو أقل.
كثافة الهواء هي قيمة تساوي كتلة الغاز في الغلاف الجوي للأرض مقسومة على وحدة حجم. يعتمد على الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة. توجد قيمة قياسية لكثافة الهواء - 1.225 كجم / م 3 ، تتوافق مع كثافة الهواء الجاف عند درجة حرارة 15 درجة مئوية وضغط 101330 باسكال.
من خلال معرفة كتلة لتر من الهواء في الظروف العادية (1.293 جم) ، يمكن للمرء حساب الوزن الجزيئي الذي سيكون للهواء إذا كان غازًا منفردًا. نظرًا لأن جزيء الجرام لأي غاز يحتل في الظروف العادية حجم 22.4 لترًا ، فإن متوسط الوزن الجزيئي للهواء هو
22.4 × 1.293 = 29.
هذا الرقم - 29 - يجب تذكره: بمعرفة ذلك ، من السهل حساب كثافة أي غاز بالنسبة للهواء.
كثافة الهواء السائل
مع التبريد الكافي ، يصبح الهواء سائلاً. يمكن تخزين الهواء السائل لفترة طويلة في أوعية ذات جدران مزدوجة ، من المساحة التي يتم ضخ الهواء بينها لتقليل انتقال الحرارة. يتم استخدام أوعية مماثلة ، على سبيل المثال ، في الترمس.
يتبخر الهواء السائل بحرية في ظل الظروف العادية ، وتبلغ درجة حرارته حوالي (-190 درجة مئوية). تركيبته غير مستقرة ، لأن النيتروجين يتبخر أسهل من الأكسجين. عند إزالة النيتروجين ، يتغير لون الهواء السائل من المزرق إلى الأزرق الباهت (لون الأكسجين السائل).
في الهواء السائل ، يتحول كحول الإيثيل وثنائي إيثيل الإيثر والعديد من الغازات بسهولة إلى حالة صلبة. على سبيل المثال ، إذا تم تمرير ثاني أكسيد الكربون عبر الهواء السائل ، فإنه يتحول إلى رقائق بيضاء ، تشبه مظهر الثلج. يصبح الزئبق المغمور في الهواء السائل صلبًا ومرنًا.
العديد من المواد التي يتم تبريدها بالهواء السائل تغير خصائصها بشكل كبير. وبالتالي ، يصبح الصدع والقصدير هشين للغاية بحيث يتحولان بسهولة إلى مسحوق ، ويصدر جرس الرصاص صوت رنين واضح ، وتتحطم كرة مطاطية مجمدة إذا سقطت على الأرض.
أمثلة على حل المشكلات
مثال 1
مثال 2
| يمارس | حدد عدد المرات الأثقل من كبريتيد الهيدروجين في الهواء H 2 S. |
| حل | تسمى نسبة كتلة غاز معين إلى كتلة غاز آخر مأخوذ من نفس الحجم ، وبنفس درجة الحرارة والضغط ، بالكثافة النسبية للغاز الأول على الثاني. توضح هذه القيمة عدد المرات التي يكون فيها الغاز الأول أثقل أو أخف من الغاز الثاني. يُؤخذ الوزن الجزيئي النسبي للهواء مساويًا لـ 29 (مع مراعاة محتوى النيتروجين والأكسجين والغازات الأخرى في الهواء). وتجدر الإشارة إلى أن مفهوم "الوزن الجزيئي النسبي للهواء" يستخدم بشكل مشروط ، حيث أن الهواء عبارة عن خليط من الغازات. D air (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (هواء) ؛ D الهواء (H 2 S) = 34/29 = 1.17. M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34. |
| إجابة | كبريتيد الهيدروجين H 2 S أثقل بمقدار 1.17 مرة من الهواء. |
على الرغم من أننا لا نشعر بالهواء من حولنا ، إلا أن الهواء ليس شيئًا. الهواء خليط من الغازات: النيتروجين والأكسجين وغيرها. والغازات ، مثل المواد الأخرى ، تتكون من جزيئات ، وبالتالي لها وزن ، وإن كان صغيرًا.
يمكن أن تثبت التجربة أن الهواء له وزن. في منتصف عصا يبلغ طولها ستين سنتيمترا ، سنقوي الحبل ، وسنربط بالونين متطابقين بكلا طرفيه. دعنا نعلق العصا من الخيط ونرى أنها معلقة أفقيًا. إذا قمت الآن بثقب أحد البالونات المنفوخة بإبرة ، فسيخرج الهواء منها ، وسترتفع نهاية العصا التي تم ربطها بها. إذا اخترقت الكرة الثانية ، فستتخذ العصا مرة أخرى وضعًا أفقيًا.
هذا بسبب الهواء في البالون المنتفخ أكثر كثافة، مما يعنى أثقلمن حوله.
يعتمد مقدار وزن الهواء على وقت ومكان وزنه. وزن الهواء فوق مستوى أفقي هو الضغط الجوي. مثل كل الأشياء من حولنا ، فإن الهواء أيضًا عرضة للجاذبية. هذا ما يعطي الهواء وزنًا يساوي 1 كجم لكل سنتيمتر مربع. تبلغ كثافة الهواء حوالي 1.2 كجم / م 3 ، أي أن مكعب جانبه 1 م ، مملوء بالهواء ، يزن 1.2 كجم.
يمتد عمود هوائي يرتفع عموديًا فوق الأرض لعدة مئات من الكيلومترات. هذا يعني أن عمودًا من الهواء يزن حوالي 250 كجم يضغط على شخص يقف بشكل مستقيم ، على رأسه وكتفيه ، تبلغ مساحته حوالي 250 سم 2!
لن نكون قادرين على تحمل مثل هذا الوزن إذا لم يتم معارضة نفس الضغط داخل أجسامنا. ستساعدنا التجربة التالية على فهم هذا. إذا قمت بمد ورقة بكلتا يديك وضغط أحدهم بإصبعه من جانب واحد ، فستكون النتيجة واحدة - ثقب في الورقة. لكن إذا ضغطت بإصبعين سبابتين في نفس المكان ، ولكن من جوانب مختلفة ، فلن يحدث شيء. الضغط على كلا الجانبين سيكون هو نفسه. يحدث الشيء نفسه مع ضغط عمود الهواء والضغط المضاد داخل أجسامنا: إنهما متساويان.
الهواء له وزن ويضغط على أجسامنا من جميع الجهات.
لكنه لا يستطيع سحقنا ، لأن الضغط المضاد للجسم يساوي الضغط الخارجي.
توضح التجربة البسيطة الموضحة أعلاه ذلك:
إذا ضغطت بإصبعك على ورقة على جانب واحد ، فسوف تتمزق ؛
ولكن إذا ضغطت عليه من الجانبين فلن يحدث هذا.
بالمناسبة...
في الحياة اليومية ، عندما نزن شيئًا ما ، نقوم به في الهواء ، وبالتالي نتجاهل وزنه ، لأن وزن الهواء في الهواء يساوي صفرًا. على سبيل المثال ، إذا قمنا بوزن قارورة زجاجية فارغة ، فسوف نعتبر أن النتيجة التي تم الحصول عليها هي وزن القارورة ، مع تجاهل حقيقة أنها مليئة بالهواء. ولكن إذا تم إغلاق القارورة بإحكام وضخ كل الهواء منها ، فسنحصل على نتيجة مختلفة تمامًا ...
كثافةو حجم معين من الهواء الرطبهي متغيرات تعتمد على درجة الحرارة والهواء. يجب معرفة هذه القيم عند اختيار المراوح ، عند حل المشكلات المتعلقة بحركة عامل التجفيف عبر مجاري الهواء ، عند تحديد قوة محركات المروحة الكهربائية.هذه هي الكتلة (الوزن) 1 متر مكعب من خليط من الهواء وبخار الماء عند درجة حرارة معينة ورطوبة نسبية. الحجم المحدد هو حجم الهواء وبخار الماء لكل 1 كجم من الهواء الجاف.
محتوى الرطوبة والحرارة
تسمى الكتلة بالجرام لكل وحدة كتلة (1 كجم) من الهواء الجاف في الحجم الكلي محتوى رطوبة الهواء. يتم الحصول عليها بقسمة كثافة بخار الماء الموجود في الهواء ، معبراً عنها بالجرام ، على كثافة الهواء الجاف بالكيلوجرام.لتحديد استهلاك الحرارة للرطوبة ، تحتاج إلى معرفة القيمة المحتوى الحراري للهواء الرطب. تُفهم هذه القيمة على أنها واردة في خليط الهواء وبخار الماء. إنه يساوي عدديًا المجموع:
03.05.2017 14:04
1393
كم وزن الهواء.
على الرغم من حقيقة أننا لا نستطيع رؤية بعض الأشياء الموجودة في الطبيعة ، فإن هذا لا يعني على الإطلاق أنها غير موجودة. إنه نفس الشيء مع الهواء - إنه غير مرئي ، لكننا نتنفسه ، نشعر به ، لذا فهو موجود.
كل ما هو موجود له وزنه الخاص. هل الهواء به؟ وإذا كان الأمر كذلك ، فما مقدار وزن الهواء؟ هيا نكتشف.
عندما نزن شيئًا ما (على سبيل المثال ، تفاحة ، ممسكة بغصين) ، نقوم بذلك في الهواء. لذلك ، لا نأخذ في الاعتبار الهواء نفسه ، لأن وزن الهواء في الهواء يساوي صفرًا.
على سبيل المثال ، إذا أخذنا زجاجة زجاجية فارغة ووزنها ، فسنعتبر النتيجة التي تم الحصول عليها كوزن القارورة ، دون التفكير في أنها مليئة بالهواء. ومع ذلك ، إذا أغلقنا الزجاجة بإحكام وضخنا كل الهواء منها ، فسنحصل على نتيجة مختلفة تمامًا. هذا كل شيء.
يتكون الهواء من مزيج من عدة غازات: الأكسجين والنيتروجين وغيرها. الغازات مواد خفيفة للغاية ، لكنها لا تزال ذات وزن ، وإن لم يكن كثيرًا.
للتأكد من أن الهواء له وزن ، اطلب من شخص بالغ أن يساعدك في إجراء التجربة البسيطة التالية: خذ عصا طولها 60 سم واربط حبلًا في منتصفها.
بعد ذلك ، قم بإرفاق بالونين منفوخ من نفس الحجم بكلا طرفي العصا. والآن سنعلق الهيكل بحبل مربوط في منتصفه. نتيجة لذلك ، سنرى أنه معلق أفقيًا.
إذا أخذنا إبرة واخترقنا إحدى البالونات المنفوخة بها ، فسيخرج الهواء منها ، وسترتفع نهاية العصا التي كانت مربوطة بها. وإذا اخترقنا الكرة الثانية ، فستكون أطراف العصا متساوية وستتدلى أفقيًا مرة أخرى.
ماذا يعني ذلك؟ وحقيقة أن الهواء في البالون المنفوخ أكثر كثافة (أي أثقل) من الهواء المحيط به. لذلك ، عندما تم تفجير الكرة بعيدًا ، أصبحت أخف وزناً.
يعتمد وزن الهواء على عوامل مختلفة. على سبيل المثال ، الهواء فوق مستوى أفقي هو ضغط جوي.
الهواء ، وكذلك جميع الأشياء التي تحيط بنا ، عرضة للجاذبية. هذا هو الذي يعطي الهواء وزنه ، والذي يساوي 1 كيلوجرام لكل سنتيمتر مربع. في هذه الحالة ، تبلغ كثافة الهواء حوالي 1.2 كجم / م 3 ، أي أن مكعب جانبه 1 م ، مملوء بالهواء ، يزن 1.2 كجم.
يمتد عمود هوائي يرتفع عموديًا فوق الأرض لعدة مئات من الكيلومترات. هذا يعني أنه على الشخص الواقف ، على رأسه وكتفيه (مساحة ما يقرب من 250 سم مربع ، عمود من الهواء يزن حوالي 250 كجم مكابس!
إذا لم يتم معارضة مثل هذا الوزن الضخم بنفس الضغط داخل أجسامنا ، فلن نتمكن ببساطة من تحمله وسيسحقنا. هناك تجربة أخرى مثيرة للاهتمام ستساعدك على فهم كل ما قلناه أعلاه:
نأخذ ورقة ونمدها بكلتا يدينا. ثم نطلب من شخص ما (على سبيل المثال ، أخت صغيرة) الضغط عليه بإصبع من جانب واحد. ماذا حدث؟ بالطبع ، كان هناك ثقب في الورقة.
والآن سنفعل نفس الشيء مرة أخرى ، الآن فقط سيكون من الضروري الضغط على نفس المكان بإصبعين سبابتين ، ولكن من جوانب مختلفة. هاهو! الورقة سليمة! هل تريد أن تعرف لماذا؟
مجرد الضغط علينا ورقة على كلا الجانبين كانت هي نفسها. يحدث الشيء نفسه مع ضغط عمود الهواء والضغط المضاد داخل أجسامنا: إنهما متساويان.
وهكذا وجدنا أن: الهواء له وزن ويضغطه على أجسامنا من جميع الجهات. ومع ذلك ، لا يمكنه سحقنا ، لأن الضغط المضاد لجسمنا يساوي الضغط الخارجي ، أي الضغط الجوي.
أظهرت تجربتنا الأخيرة هذا بوضوح: إذا ضغطت على ورقة من جانب واحد ، فسوف تتمزق. لكن إذا قمت بذلك على كلا الجانبين ، فلن يحدث هذا.
